LVDT 基本結構和工作原理

LVDT 意思為 Linear Variable Differential Transformer（差動變壓位移傳感器），由 3 個中孔的軸向對齊的固定線圈組成，一個鐵芯可在孔膛內自由移動，在鐵芯和孔膛之間有足夠的間隙，防止相互接觸，中心線圈是變壓器初級，由 50HZ ～ 10KHZ 恒定頻率交流波形驅動 , 兩側次級線圈是反向串聯繞制的。當鐵芯位于中心時，由于變壓作用，每個次級繞組感應一個幅度相等的電壓，然而次級繞組是按反向串聯繞制的，兩個電壓相位相反，因此產生的輸出電壓在理論上為 0V，零值的正確位置應是兩個次級繞組輸出低值時的位置。當然，零電壓在解調后是沒有意義的。當鐵芯移動至零位的一側時，線圈上的電壓，一個增加，另一個減少，在輸出導線上形成一個穩定的增長電壓，這個交流電壓經整流或解調后產生一個直流輸出電壓，其幅度隨鐵芯離零位的距離而增加，而極性（正或負）表示行進的方向。通過測量 LVDT 的輸出電壓值進而精確測量閥位值。

LVDT位移傳感器的安裝

LVDT位移傳感器可以任意方向安裝，首先將傳感器殼體放在參照物（基準）的安裝支架孔里，使傳感器殼體和被測物移動的方向保持一致，根據傳感器的量程，估算大致的間隙，然后用鏍母將拉桿和被測物固定起來，通上電源等傳感器穩定下來，再慢慢的移動傳感器殼體，使傳感器的輸出零位對應于被測物機械零位，然后將傳感器殼體夾緊（不可松動），安裝好就可以通過計算機數據采集對被測物的位移進行檢測或監測或PLC進行系統控制，回彈式位移傳感器和拉桿式位移傳感器安裝基本相似。（看下圖）

LVDT 常見故障分析

1 LVDT 線圈磨損

如果在安裝的過程中鐵芯與外套筒安裝不同心的話，運行中 LVDT 就會發生摩擦。時間一久 LVDT 線圈被磨損的話主汽門或調門的開度反饋會抖動，5 號機組就發生過類似情況，機組運行中 4 號高壓閥門突然劇烈抖動，發現情況后馬上采取措施，閥門切手動控制方式，抖動現象依然存在。EH 系統油壓穩定，排除油壓波動造成調門抖動的可能性，判斷是 LVDT 故障所致。用萬用表量 LVDT 線圈電阻，原線圈電阻阻值為兆歐級，比正常情況下大很多（正常為 290Ω），判斷是線圈被磨損，更換新LVDT 后確認無誤恢復措施，由于 LVDT 不能在線整定，更換LVDT 后的閥位顯示值與實際情況有偏差，待停機后重新整定 4號高壓調門。為避免此類事故的發生在 LVDT 的安裝時一定要做到鐵芯與套筒的同心，在鐵芯和與閥桿相連的鐵芯支架固定前要做到鐵芯能在套筒中心孔和鐵芯支架孔之間做自由落體運動時不與套筒和支架發生摩擦。

3.2 LVDT 鐵芯脫落

LVDT 處于長期振動的工作環境中，鐵芯與支架的固定螺母松動的話會造成鐵芯脫落。鐵芯脫落后 DEH 中顯示閥位反饋為一不變的值，此時 DEH 給出的閥位指令與反饋會一直存在偏差，閉環控制系統會視偏差方向持續開啟或關閉閥門，造成就地閥門全開或者全關。此時如果強行恢復鐵芯的話，閥門會產生不可預知的抖動嚴重會引起主蒸汽汽壓以及鍋爐汽包水位的波動使機組處于不可控狀態。碰到這種問題最好是關閉油動機進油隔絕門，運行人員嚴密監視汽壓、水位等參數，恢復 LVDT后手動緩慢開啟調門，與自動指令相差不大時投入調門自動控制，此時顯示閥位與就地閥位也會出現偏差待停機后重新安裝 LVDT 后再整定參數。為了避免此類事故的發生需要定時對LVDT 鐵芯與鐵芯托架的固定螺母，同時我們在安裝時加上薄銅皮制作的止滑墊片，螺母擰緊后把止滑墊片反向包裹緊固螺母，大大降低同類事故的發生率。

LVDT 運行維護

為保證 LVDT 可靠的運行，應加強日常巡視維護工作，主要做好以下幾點：

(1) 定期檢查鐵芯與支架的固定情況，保證連接可靠，不出現松動情況；

(2) 定期檢查 LVDT 信號線端子的緊固情況，信號線的屏蔽及有無磨損；

(3) 每次停機時要對線圈電阻值及對外殼絕緣情況進行測量；

(4) 更換 LVDT 時要整定閥門，核對閥位顯示與閥門實際開度；

(5) 機組運行一定時間后 ( 約 1-2 年 )，要更換新的 LVDT，保證運行的可靠性。

LVDT 整定過程

6 號機組大修后汽輪機沖轉過程中 3000r/min 轉速不穩定，出現波動情況。定速 2450r/min 時高速暖機時并無轉速波動現象，據此排除 DEH 控制系統控制器算法塊參數整定不當問題和轉速探頭測量問題。主蒸汽壓力和再熱氣壓力穩定。轉速大于 2150r/min 時中壓主汽門全開后，高調門開度從正常狀況下的百分之十幾的開度降到基本上全關，轉速失去控制，主蒸汽壓力和再熱氣壓力穩定，排除汽壓大幅波動原因。分析是中壓調門進汽量突然變大導致高調門全關，懷疑是中壓調門的閥位反饋與就地實際開度有很大的偏差。打閘停機后重新整定中壓調門后測量調門線性無誤后重新沖轉問題解決。DEH 系統具備自動整定閥門閥位功能，在調試畫面上點擊全行程整定按鈕閥門會自動整定零位和滿位，整定過程中如果對調門進行任何操作則可能整定不成功導致閥位混亂，遠傳閥位反饋和就地閥位不一致。遠方整定后就地必須對閥門線性、零位、滿位進行校對，如果偏差大必須重新進行閥門整定。