Tecnologia consolidada

O conversor eletro-hidráulico I/H e

as válvulas direcionais WSR são

a solução econômica ideal para con-

trolar cilindros de posicionamento hi-

dráulico. Isto permite à válvula regu-

lar o débito de massa (por ex. vapor)

de forma precisa e extremamente di-

nâmica.

Um sinal de entrada de corrente

(0/4 – 20 mA) nos conversores I/H

ou nas válvulas direcionais WSR

é convertido proporcionalmente nu-

ma pressão de saída ou num flu-

xo de óleo.

Elevada confiabilidade

A concepção do conversor eletro-

hidráulico I/H e da válvula direcional

WSR é extremamente simples:n Ímã de comando com sistema ele-

trônico integradonComponente hidráulico

Esta concepção simples e compacta

assegura uma elevada confiabilida-

de operacional, associada à disponi-

bilidade dos componentes e do sis-

tema.

O mundo é o nosso lar

Nós somos um parceiro de confian-

ça para fabricantes e operadores de

turbocompressores em todos os

mercados internacionais.

A tecnologia de atuadores Voith

Turbo foi já comprovada mais de

10 000 instalações em centrais elé-

tricas de todo em mundo, assegu-

rando um funcionamento econômico

de turbinas e compressores.

Conversor eletro-hidráulico I/H e válvula direcional WSR,tecnologia de atuadores para posicionar cilindros em turbocompressores

4 1 5 3 2 6 7

T A P

2

Concepção

Um conversor I/H Voith é uma vál-

vula reguladora de pressão de co-

mando elétrico, constituída por um

solenóide comandado por força e

por um componente hidráulico.

Conversores I/H

Os conversores I/H Voith Turbo convertem rapidamen-

te e com precisão um sinal de entrada de corrente de

0/4 – 20 mA em pressão de saída proporcional.

A Terminal do consumidor (saída)T Conexão do tanqueP Terminal de admissão de óleo

(entrada)1 Caixa do ímã de comando2 Tucho3 Potenciômetro4 Ajuste manual5 Conexão elétrica6 Componente hidráulico7 Pistão de comando

+24V

T P T P

X1X0A

T P

Válvula pré-ope-rada

A

Enge

nhar

ia d

e co

ntro

le d

e pr

oces

sos

Ímã de comando Controle hidráulico pré-operado

A

Para engenharia de controle de processos

FMag

is

FHydr

Sensor de posição ss

s

Vapor vivo

Sistema eletrônico de reposiciona-

mento

Vapor vivo

Vapor vivo

Válvula de vapor

w

Válvula pré-operada

Sistema mecâni-co de reposicio-

namento

UF

3

O ímã de comando aplica a força

FMag ao pistão de comando. Esse,

por sua vez, contrapõe a força hi-

dráulica FHydr gerada pela pressão

na saída A ao longo da seção trans-

versal do pistão de comando (regu-

lador de pressão).

Funcionamento

O controle de força do solenóide

gera uma força magnética de FMag

num solenóide de 24V DC. Esta for-

ça magnética é proporcional ao si-

nal de entrada de 0/4 – 20 mA (w),

sendo os limites configurados atra-

vés dos parâmetros X0 e X1. O con-

trole eletrônico, a medição do fluxo

magnético, a concepção técnica do

ímã e o controle hidráulico pré-ope-

rado formam, em conjunto, uma

unidade dinâmica funcional, prati-

camente livre de histerese.

Princípio de aplicação 1:Atuação direta de um cilindro hidráulico

Princípio de aplicação 3:Operação de uma válvula pré-operada com sistema eletrônico de reposicio-namento

Princípio de aplicação 2:Operação de uma válvula pré-operada com sistema mecânico de reposicio-namento

Concepção simples e princípio operacional consolidado

A Terminal do consumidor (saída)

T Conexão do tanqueP Terminal de admissão

de óleo (entrada)X0, X1 Parâmetros para gama

de pressões de saída (potenciômetro)

FMag Força magnéticaFHydr Força hidráulicaUHall Tensão HallU Tensãos Deslocamentoi Sensor de posição do

sinal de correntew Valor nominal para a

pressão de saída

UHALL

Como resultado dessa regulação,

a linha de saída do atuador recebe

sempre a pressão e a quantidade

de óleo exatas necessárias para

posicionar o vapor ou as válvulas

de combustível.

+

-

4

Aplicação versátil graças à concepção robusta e à elevada precisão

Dados técnicos e características

nTensão de alimentação

de 24 V DCnConsumo de corrente 1,0 AnSinal de entrada 0/4 – 20 mAnTipo de proteção IP 65nPressão de entrada até 70 barnTemperatura ambiente - 20 a

+ 80 °C para o modelo standardnModelo à prova de explosão

EEx d IIC T4 disponível

Conversores I/H Voith Turbo acoplados a uma turbina a vapor de 300 MW

Tabela de seleção

Os dados específicos do sistema

têm de ser considerados quando

da escolha de um conversor I/H

adequado. Ao escolher um conver-

sor I/H, tire partido de nossos vas-

tos conhecimentos. O nosso pes-

soal do departamento de vendas

encontra-se à sua inteira disposi-

ção.

Tipo Pressão de entrada máxima

[bar]

Faixa de comando para a pressão

de saída [bar]

Vazão [l/min] a p = 1 bar

P ➞ A A ➞ T

DSG-B03XXX 40 0 – 3 30 30

DSG-B05XXX 40 0 – 5 30 30

DSG-B05X48 20 0 – 5 100 140

DSG-B07XXX 40 1 – 7 30 30

DSG-B10XXX 40 0 – 10 30 30

DSG-B30XXX 70 0 – 30 30 30

DSG-B35XXX 70 10 – 35 30 30

5

Instalação e comissionamento

simples

nAparelho inspecionado e configu-

rado de fábrica (plug & play)nAs pressões de saída mínima e máxi-

ma podem ser alteradas de forma

simples, utilizando os parâmetros X0

e X1 (potenciômetros)nO óleo de lubrificação da turbina

pode ser freqüentemente utilizado

como fluido de trabalhonDependendo do modelo em ques-

tão, existem ainda placas de adap-

tação, placas de descarga e cabos

de conexão

Elevada confiabilidade

e disponibilidade

nPrincípio operacional consolidadonResistente à sujeira e com con-

cepção robusta

Vantagens para o cliente

Conversores I/H Voith Turbo para uma turbina a vapor de 3,4 MW(Foto: AG KK&K – www.agkkk.de)

Modelo à prova de explosão (esquerda) e modelo standard

Posicionamento dinâmico

e preciso da pressão de saída

nReprodutibilidade < 0,1 %nBaixa histeresenCompensação térmicanSem derivanA pressão de entrada tem de ser,

no mínimo, 0,5 bar superior

à pressão de saída máximanTempo de resposta rápido

6

4 13 3 2 6 7 85Válvula direcional WSR 3/3

A Terminal do consumidor (saída)T Conexão do tanqueP Terminal de admissão de óleo (entrada)1 Caixa do ímã de comando2 Tucho3 Potenciômetro4 Ajuste manual5 Conexão elétrica6 Componente hidráulico7 Pistão de comando8 Mola de comando

Válvula direcional WSR

Concepção

A válvula direcional Voith Turbo

WSR (posicionador do débito

de combustível) é uma válvula dire-

cional de comando elétrico, com-

posta por solenóides comandados

por força e por uma unidade hidráu-

lica com válvula direcional WSR 3/3

para cilindros de ação simples ou

uma unidade hidráulica com válvula

direcional WSR 4/3 para cilindros

de dupla ação.

As válvulas direcionais Voith Turbo WSR com posicionador integra-

do convertem rapidamente e de forma precisa um sinal de entrada

de corrente de 4 – 20 mA num deslocamento proporcional.

As válvulas direcionais WSR 3/3 ou 4/3 podem ser utilizadas para

posicionar cilindros hidráulicos de forma dinâmica.

T A P

7

mando até a força de mola específi-

ca do curso FF contrabalançar a for-

ça FMag. Isto resulta num fluxo

volumétrico, cuja direção e volume

podem ser alterados e que pode

ajustar o deslocamento s de um ci-

lindro hidráulico montado externa-

mente. A posição atual é monitorada

através de um sensor de posição

e enviada para o posicionador inte-

grado na válvula direcional WSR. O

ajuste do cilindro hidráulico é efetua-

do com controle da posição.

Funcionamento

O desvio específico do sistema (va-

lor nominal w - valor real x) e o ga-

nho de controle definido KPU

ou KPD, resulta numa variável de re-

ferência UMag para o controle de for-

ça do solenóide. A força magnética

FMag gerada no sistema de magneto

é monitorada indiretamente através

da medição do fluxo magnético por

meio do UHall e enviado de volta para

o controlador. A FMag atua através do

tucho no pistão de comando do

controle hidráulico pré-operado.

Este é defletido contra a mola de co-

Sistema eletrônico de comando integrado para alterações dinâmicas e de elevada precisão da vazão

Válvula direcional WSR 4/3 para cilindros hidráulicos de dupla ação

Válvula direcional WSR 3/3 para cilindros hidráulicos de ação simples

X1

X0

Sensor de posição

sVálvula de comando do vapor

Vapor vivo

A+24V

T P

FMag FF

x

Enge

nhar

ia d

e co

ntro

le d

e pr

oces

sos

Enge

nhar

ia d

e co

ntro

le d

e pr

oces

sos

s Válvula de comando do vapor

Vapor vivo

Cilindro hidráulico

w

A+24V

T

FMag

x

w

P T

B

Ímã de comandoControle hidráulico

pré-operadoÍmã de comando

A, B Terminais do consumidor (saídas)

T Conexão do tanqueP Terminal de admissão de óleo

(entrada)X0, X1 Parâmetros para ajuste do

deslocamento (potenciômetros)KPU, KPD Ganhos de controle

(potenciômetros)w Valor nominal da posição

(4 – 20 mA)x Valor real da posição (4 – 20 mA)FMag Força magnéticaFF Força para a mola de comandoUHall Tensão HallUMag Variável de referência para

a força do solenóide FMag

U Tensãos Deslocamentoi Sensor de posição do sinal

de corrente

is

is

UF

UF

UHall

UMag FF

Controle hidráulico pré-operado

KPU

KPD

KPU

KPD

UMag

Cilindro hidráulico

Sensor de posição

UHall

+

-

+

-

X1

X0+

-

+

-

8

Grandes Volumes e máxima precisão permitem uma aplicação versátilDados técnicos e características

n Tensão de alimentação 24 V DCn Consumo de corrente 1,0 An Sinal de entrada 4 – 20 mAn Display remoto 4 – 20 mAn Tipo de proteção IP 65n Pressão de entrada até 160 barnTemperatura ambiente - 20 a

+ 80 °C para o modelo standardnModelo à prova de explosão

EEx d IIC T4 disponível

Tabela de seleção para a válvula direcional WSR 4/3Tabela de seleção para válvula direcional WSR 3/3

Os dados específicos do sistema

têm de ser considerados quando da

escolha de uma válvula direcional

WSR adequada. Ao escolher uma

válvula direcional WSR, tire partido

de nossos vastos conhecimentos.

O nosso pessoal do departamento

de vendas encontra-se à sua inteira

disposição.

Tipo Pressão de entrada máxima

[bar]

Vazão [l/min] a p = 1 bar

P ➞ A A ➞ T

WSR-C25XXX 200 17 62

WSR-C45XXX até 40 22 75

WSR-C60XXX até 40 35 150

WSR-E60XXX até 40 30 350

WSR-E80XXX até 40 50 600

WSR-K120XXX 25 600 600

Tipo Pressão de entrada máxima

[bar]

Vazão [l/min] a p = 2 bar

P ➞ A/B A/B ➞ T

WSR-D16XXX até 160 14 14

WSR-D24XXX 40 40 40

WSR-D45XXX até 40 80 80

WSR-D60XXX 40 130 130

WSR-D80XXX 40 180 180

WSR-K120XXX 25 600 600

9

Controle dinâmico e de alta

precisão

nResolução < 10 µmnBaixa histeresenCompensação térmicanCorte de carga < 300 ms realizável

Elevada confiabilidade

e disponibilidade

nPrincípio operacional consolidadonResistente à sujeira e com con-

cepção robusta

Vantagens para o cliente

Válvulas direcionais Voith Turbo WSR para uma turbina a vapor de 40 MW (Foto: MAN Turbo)

Versão standard, versão opcional à prova de explosão

Instalação e comissionamento

simples

nAparelho inspecionado e configu-

rado de fábrica (plug & play)nA faixa de deslocamento e a res-

posta de controle do cilindro

de trabalho podem ser facilmente

alteradas e otimizadas com os po-

tenciômetros (X0, X1, KPU, KPD)nO óleo de lubrificação da turbina

pode ser freqüentemente utilizado

como fluido de trabalho

Para engenharia de controle de processos

is

UF

pA1

pA2

A

T P

is

is

UF

10

Enge

nhar

ia d

e co

ntro

le d

e pr

oces

sos

Tecnologia de atuadores redundantes – máxima disponibilidadeMódulo de conversores I/H = 2 conversores I/H + seleção máxima

w1

X1X0

2 ímãs de comando Controle hidráulico pré-operado

w2

x1

x2

x3

X1X0

Funcionamento

Conversão de duplo canal dos si-

nais de atuação elétricos numa

pressão hidráulica com uma sele-

ção máxima: os dois sinais do atua-

dor elétrico w1 e w2 (4 – 20 mA) pro-

venientes de um controlador de tur-

bina redundante são convertidos

separadamente por um conversor

I/H Voith consolidado numa pres-

são hidráulica proporcional pA1 e

pA2. As duas pressões atuam numa

seleção hidráulica máxima. A pres-

são maior é ativada (A). A função

hidráulica pode ser monitorada

continuamente com a ajuda de sen-

sores de pressão integrados adicio-

nalmente, em condições de funcio-

namento normais, através de uma

diminuição em rampa do valor no-

minal do controlador da turbina.

Esta variação de pressão permite

efetuar um diagnóstico a cada um

dos subsistemas durante a opera-

ção.Cada um dos conversores I/H é

equipado com um circuito de moni-

toramento eletrônico utilizado para

assegurar que, na eventualidade de

surgir uma falha, o conversor I/H re-

gula para a pressão de saída míni-

ma. A pressão de saída de um con-

versor I/H funcionando corretamen-

te é ativada. O processo continua

depois suavemente. Um aparelho

defeituoso pode ser substituído du-

rante a operação.

x1

x2

x3

Válvula de comando do vapor

Vapor vivo

s

Sensor de posição

Cilindro hidráulico

FHydrFMag

FMag

+24V

+24VFHydr

UHall

UHall

+

+

-

-

Seleção máxima

UF

UF

is

is

11

Válvula direcional WSR tandem = 2 ímãs de comando + componente hidráulico

Enge

nhar

ia d

e co

ntro

le d

e pr

oces

sos

FF

A+24V

T

FMag

w2 P

Ímã de comando 1Controle hidráulico

pré-operado

FMagw1

+24Vx1out

x2out

Funcionamento

Aos dois ímãs de comando é atribuí-

do um valor nominal distinto (w1 e

w2) e um sensor de posição separa-

do (x1in e x2in) é ligado a cada um dos

ímãs de comando. A armadura do

ímã de comando 1 movimenta o pis-

tão de comando do controle hidráu-

lico pré-operado por meio da arma-

dura do ímã de comando 2. Quando

o ímã de comando 1 está ativo, o

ímã de comando 2 está inativo, em-

bora ligado. Na eventualidade de

surgir uma falha, o ímã de coman-

do 1 é desligado e o ímã de coman-

do 2 é ativado através do valor no-

minal (w2) utilizando um tempo de

trânsito específico (“redundância a

quente”). O sistema lógico de cone-

xão está localizado no exterior, na

parte de engenharia de controle,

monitorando os ímãs de comando (o

sensor de posição indica x1out e x2out).

Também tem como função gerar os

sinais de comutação. As válvulas di-

recionais WSR tandem também se

encontram disponíveis nas versões

3/3 e 4/3.

UHall

s

A Terminal do consumidor (saída)T Conexão do tanqueP Terminal de admissão de óleo

(entrada)pA1, pA2 Pressão de saída para

conversores I/HX0, X1 Parâmetros para ajuste do

deslocamento ou da pressão (potenciômetros)

KPU, KPD Ganhos de controle (Potenciômetros)

w Valor nominal do deslocamento ou da pressão (4 – 20 mA)

x Valor real da posição (4 – 20 mA)FMag Força magnéticaFHydr Força hidráulicaFF Força para a mola de comandoUHall Tensão HallU Tensãos Deslocamentoi Sensor de posição do sinal

de corrente

X1X0

X1

X0

x1in

x2in

Válvula de comando do vapor

Vapor vivo

Sensor de posição

Cilindro hidráulico

UHallKPDKPUKPDKPU

+

-

+

-

+

-

+

-

Ímã de comando 2

cr30

4pt,

07.

2010

, 100

0, a

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As

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