水輪發(fā)電機組能否高效率的運行和提供高質量的電能主要取決于水輪機調速器先導閥工作的穩(wěn)定性,而先導閥工作的穩(wěn)定性依賴于先導閥驅動裝置的驅動性能。目前,調速器中的先導閥驅動裝置多采用電磁驅動方式,具有結構簡單,控制簡易等特點,但存在控制精度低、驅動力大小不易控制、抗外界磁場干擾能力差等缺陷。壓電疊堆具有控制精度及輸出位移分辨力高、抗磁場干擾能力強、驅動力控制精準等優(yōu)點,廣泛的應用于微驅動領域。因此,本文采用壓電疊堆作為驅動源進行先導閥驅動裝置設計,以改善現(xiàn)有先導閥驅動裝置的不足。論文是以先導閥驅動裝置的設計為核心,在分析國內外先導閥驅動裝置的應用和研究現(xiàn)狀基礎上,提出一種基于壓電疊堆的水輪機調速器先導閥驅動裝置;研究了壓電材料的壓電效應和壓電方程、壓電疊堆結構和壓電疊堆固有特性,設計了位移放大機構以實現(xiàn)對壓電疊堆輸出位移的放大,滿足驅動裝置的行程要求,并采用ANSYS仿真軟件對設計的放大機構進行仿真和優(yōu)化;最后加工試驗樣機并搭建了試驗平臺,對所設計的驅動裝置樣機進行實驗測試分析。 

【文章來源】：南昌工程學院江西省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 論文的研究背景
    1.2 水輪機調速器及先導閥驅動裝置
        1.2.1 水輪機調速器的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 調速器的功用和特點
        1.2.3 先導閥驅動裝置的國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 壓電材料及壓電疊堆驅動器
        1.3.1 壓電材料的國內外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 壓電疊堆驅動器的運用
    1.4 論文研究的意義
    1.5 論文的主要研究內容
第二章 基于先導閥的水輪機調速系統(tǒng)分析
    2.1 水輪機調速器系統(tǒng)
    2.2 先導閥調控系統(tǒng)
    2.3 基于先導閥的電液隨動系統(tǒng)
        2.3.1 電液隨動系統(tǒng)原理分析
        2.3.2 電液隨動系統(tǒng)設備組成
    2.4 電液隨動系統(tǒng)的數(shù)學模型
    2.5 液壓控制系統(tǒng)
    2.6 本章小結
第三章 壓電疊堆
    3.1 壓電效應和壓電方程
        3.1.1 壓電效應
        3.1.2 壓電方程
    3.2 壓電疊堆的結構分析
    3.3 壓電疊堆的固有特性
        3.3.1 壓電疊堆的溫度特性
        3.3.2 壓電疊堆的出力特性
        3.3.3 壓電疊堆的蠕變特性
    3.4 本章總結
第四章 先導閥驅動裝置的結構設計
    4.1 驅動裝置的結構設計和工作機理
    4.2 壓電疊堆的選擇
    4.3 驅動裝置的固定板設計
    4.4 柔性鉸鏈
        4.4.1 柔性鉸鏈的類型和特點
        4.4.2 柔性鉸鏈的設計
    4.5 新型放大機構
        4.5.1 傳統(tǒng)放大機構形式
        4.5.2 新型放大機構設計
        4.5.3 新型放大機構仿真分析
    4.6 本章小結
第五章 先導閥驅動裝置的實驗研究和分析
    5.1 試驗樣機
    5.2 試驗平臺的搭建
    5.3 試驗測試及分析
        5.3.1 輸入電壓對壓電疊堆輸出位移的影響
        5.3.2 輸入電壓對先導閥驅動裝置輸出位移的影響
        5.3.3 不同輸入波形對先導閥驅動裝置輸出位移的影響
        5.3.4 輸入頻率對先導閥驅動裝置輸出位移的影響
    5.4 本章總結
第六章 總結與展望
    6.1 研究總結
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間獲得的成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]壓電疊堆執(zhí)行器遲滯非線性建模與分析[J]. 郭亞子,朱玉川.  壓電與聲光. 2017(04)
[2]基于AVR單片機的嵌入式可編程控制系統(tǒng)[J]. 史曉娟,李松博.  儀表技術與傳感器. 2017(06)
[3]計算機控制技術在工業(yè)自動化生產中的應用研究[J]. 郝賓波.  山東工業(yè)技術. 2017(11)
[4]水輪機導葉開啟和關閉規(guī)律探討[J]. 占小濤,張曉宏,張俊發(fā).  人民長江. 2017(09)
[5]國產巨型主配壓閥在百龍灘水電站的設計及應用[J]. 梅高鑫,初云鵬,朱榮巧.  水電與抽水蓄能. 2017(02)
[6]全自動無人值守換熱機組和熱網監(jiān)控系統(tǒng)[J]. 侯飛雄.  科技展望. 2017(11)
[7]基于類Ⅴ型柔性鉸鏈的微位移放大機構[J]. 劉敏,張憲民.  光學精密工程. 2017(04)
[8]2017年世界軍事裝備技術發(fā)展[J]. 王群,周黎妮,張昌芳,李坡,張煌,朱啟超.  國防科技. 2017(01)
[9]聚合物基壓電復合材料研究進展[J]. 劉欣然.  河北民族師范學院學報. 2017(01)
[10]淺談壓電材料在振動主動控制中的應用[J]. 杜洋.  科技創(chuàng)新與應用. 2017(01)

博士論文
[1]NiMnGa合金的熱力學效應和應用功能研究[D]. 崔玉亭.重慶大學 2004

碩士論文
[1]自行式直線壓電驅動器的研究及其在運動平臺中的應用[D]. 章洪軒.南京航空航天大學 2016
[2]NiMnGa磁性功能材料的物性研究[D]. 王峻嶺.華中科技大學 2011



本文編號：3054909