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Conversor eletro-hidráulico I/H e válvula direcional WSR,
tecnologia de atuadores para posicionar cilindros em turbocompressores
Tecnologia consolidada
O conversor eletro-hidráulico I/H e
as válvulas direcionais WSR são
a solução econômica ideal para controlar
cilindros de posicionamento hidráulico.
Isto permite à válvula regular
o débito de massa (por ex. vapor)
de forma precisa e extremamente dinâmica.
Um sinal de entrada de corrente
(0/4 – 20 mA) nos conversores I/H
ou nas válvulas direcionais WSR
é convertido proporcionalmente numa
pressão de saída ou num fluxo
de óleo.
Elevada confiabilidade
A concepção do conversor eletrohidráulico
I/H e da válvula direcional
WSR é extremamente simples:
n Ímã de comando com sistema eletrônico
integrado
n Componente hidráulico
Esta concepção simples e compacta
assegura uma elevada confiabilidade
operacional, associada à disponibilidade
dos componentes e do sistema.
O mundo é o nosso lar
Nós somos um parceiro de confiança
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 elétricas
de todo em mundo, assegurando
um funcionamento econômico
de turbinas e compressores.

2
Conversores I/H
Concepção
4 1 5 3 2 6 7
Um conversor I/H Voith é uma válvula
reguladora de pressão de comando
elétrico, constituída por um
solenóide comandado por força e
por um componente hidráulico.
Os conversores I/H Voith Turbo convertem rapidamente
e com precisão um sinal de entrada de corrente de
0/4 – 20 mA em pressão de saída proporcional.
T A P
A Terminal do consumidor (saída)
T Conexão do tanque
P Terminal de admissão de óleo
(entrada)
1 Caixa do ímã de comando
2 Tucho
3 Potenciômetro
4 Ajuste manual
5 Conexão elétrica
6 Componente hidráulico
7 Pistão de comando

Concepção simples e princípio operacional consolidado
Engenharia de controle de processos
w
Funcionamento
Princípio de aplicação 1:
Atuação direta de um
cilindro hidráulico
X0 X1
s
Válvula
de vapor
Vapor
vivo
O controle de força do solenóide
gera uma força magnética de FMag num solenóide de 24V DC. Esta força
magnética é proporcional ao sinal
de entrada de 0/4 – 20 mA (w),
sendo os limites configurados através
dos parâmetros X0 e X1. O controle
eletrônico, a medição do fluxo
magnético, a concepção técnica do
ímã e o controle hidráulico pré-operado
formam, em conjunto, uma
unidade dinâmica funcional, praticamente
livre de histerese.
+
-
U HALL
+24V
U
F
F Mag
Princípio de aplicação 2:
Operação de uma válvula pré-operada
com sistema mecânico de reposicionamento
Válvula
préoperada
Sistema mecânico
de reposicionamento
s
T P
Vapor
vivo
Válvula
pré-operada
T P
A
T P
Ímã de comando Controle hidráulico pré-operado
O ímã de comando aplica a força
F ao pistão de comando. Esse,
Mag
por sua vez, contrapõe a força hidráulica
F gerada pela pressão
Hydr
na saída A ao longo da seção transversal
do pistão de comando (regulador
de pressão).
A
F Hydr
Princípio de aplicação 3:
Operação de uma válvula pré-operada
com sistema eletrônico de reposicionamento
Sistema eletrônico
de reposiciona-
Sensor de
mento
posição s
i
Para s
engenharia
de controle de
processos
A
Vapor
vivo
A Terminal do consumidor
(saída)
T Conexão do tanque
P Terminal de admissão
de óleo (entrada)
X0, X1 Parâmetros para gama
de pressões de saída
(potenciômetro)
F Força magnética
Mag
F Força hidráulica
Hydr
U Tensão Hall
Hall
U Tensão
s Deslocamento
i Sensor de posição do
sinal de corrente
w Valor nominal para a
pressão de saída
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.
3

4
Aplicação versátil graças à concepção
robusta e à elevada precisão
Dados técnicos e características
n Tensão de alimentação
de 24 V DC
n Consumo de corrente 1,0 A
n Sinal de entrada 0/4 – 20 mA
n Tipo de proteção IP 65
n Pressão de entrada até 70 bar
n Temperatura ambiente - 20 a
+ 80 °C para o modelo standard
n Modelo à prova de explosão
EEx d IIC T4 disponível
Tipo Pressão de
entrada máxima
[bar]
Tabela de seleção
Os dados específicos do sistema
têm de ser considerados quando
da escolha de um conversor I/H
adequado. Ao escolher um conversor
I/H, tire partido de nossos vastos
conhecimentos. O nosso pessoal
do departamento de vendas
encontra-se à sua inteira disposição.
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
Conversores I/H Voith Turbo acoplados a uma turbina
a vapor de 300 MW

Vantagens para o cliente
Elevada confiabilidade
e disponibilidade
n Princípio operacional consolidado
n Resistente à sujeira e com concepção
robusta
Conversores I/H Voith Turbo para
uma turbina a vapor de 3,4 MW
(Foto: AG KK&K – www.agkkk.de)
Posicionamento dinâmico
e preciso da pressão de saída
n Reprodutibilidade < 0,1 %
n Baixa histerese
n Compensação térmica
n Sem deriva
n A pressão de entrada tem de ser,
no mínimo, 0,5 bar superior
à pressão de saída máxima
n Tempo de resposta rápido
Modelo à prova de explosão (esquerda) e modelo standard
Instalação e comissionamento
simples
n Aparelho inspecionado e configurado
de fábrica (plug & play)
n As pressões de saída mínima e máxima
podem ser alteradas de forma
simples, utilizando os parâmetros X0
e X1 (potenciômetros)
n O óleo de lubrificação da turbina
pode ser freqüentemente utilizado
como fluido de trabalho
n Dependendo do modelo em questão,
existem ainda placas de adaptação,
placas de descarga e cabos
de conexão
5

6
Válvula direcional WSR
Concepção
4 3 1 3 5 2 6 7 8
A válvula direcional Voith Turbo
WSR (posicionador do débito
de combustível) é uma válvula direcional
de comando elétrico, composta
por solenóides comandados
por força e por uma unidade hidráulica
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 integrado
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
Válvula direcional WSR 3/3
A Terminal do consumidor (saída)
T Conexão do tanque
P Terminal de admissão de óleo (entrada)
1 Caixa do ímã de comando
2 Tucho
3 Potenciômetro
4 Ajuste manual
5 Conexão elétrica
6 Componente hidráulico
7 Pistão de comando
8 Mola de comando

Sistema eletrônico de comando integrado para alterações
dinâmicas e de elevada precisão da vazão
Engenharia de controle de processos
Válvula direcional WSR 3/3 para cilindros
hidráulicos de ação simples
x
w
+
KPU
KPD
X1
Sensor de
posição
-
+ X0
Funcionamento
-
i
s
U Mag
U Hall
Ímã de comando
Cilindro
hidráulico
+24V
U F
F Mag
O desvio específico do sistema (valor
nominal w - valor real x) e o ganho
de controle definido KPU
ou KPD, resulta numa variável de referência
U para o controle de for-
Mag
ça do solenóide. A força magnética
F gerada no sistema de magneto
Mag
é monitorada indiretamente através
da medição do fluxo magnético por
meio do U e enviado de volta para
Hall
o controlador. A F atua através do
Mag
tucho no pistão de comando do
controle hidráulico pré-operado.
Este é defletido contra a mola de co-
s
A
T P
Controle hidráulico
pré-operado
Válvula de
comando
do vapor
Vapor vivo
FF
Engenharia de controle de processos
mando até a força de mola específica
do curso F contrabalançar a for-
F
ça F . Isto resulta num fluxo
Mag
volumétrico, cuja direção e volume
podem ser alterados e que pode
ajustar o deslocamento s de um cilindro
hidráulico montado externamente.
A posição atual é monitorada
através de um sensor de posição
e enviada para o posicionador integrado
na válvula direcional WSR. O
ajuste do cilindro hidráulico é efetuado
com controle da posição.
Válvula direcional WSR 4/3 para cilindros
hidráulicos de dupla ação
x
X1
-
w
+
KPU
KPD
Sensor de
posição
i
-
+ X0
s
+24V
T
s Válvula
de
comando
do vapor
A
Vapor vivo
UMag FMag FF U Hall
Ímã de comando
Cilindro
hidráulico
U F
B
P T
Controle hidráulico
pré-operado
A, B Terminais do consumidor
(saídas)
T Conexão do tanque
P 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)
F Força magnética
Mag
F Força para a mola de comando
F
U Tensão Hall
Hall
U Variável de referência para
Mag
a força do solenóide FMag U Tensão
s Deslocamento
i Sensor de posição do sinal
de corrente
7

8
Grandes Volumes e máxima precisão
permitem uma aplicação versátil
Dados técnicos e características
n Tensão de alimentação 24 V DC
n Consumo de corrente 1,0 A
n Sinal de entrada 4 – 20 mA
n Display remoto 4 – 20 mA
n Tipo de proteção IP 65
n Pressão de entrada até 160 bar
n Temperatura ambiente - 20 a
+ 80 °C para o modelo standard
n Modelo à prova de explosão
EEx d IIC T4 disponível
Tipo Pressão de
entrada máxima
[bar]
Tabela 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.
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]
Tabela de seleção para a válvula direcional WSR 4/3
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

Vantagens para o cliente
Elevada confiabilidade
e disponibilidade
n Princípio operacional consolidado
n Resistente à sujeira e com concepção
robusta
Válvulas direcionais Voith Turbo WSR para uma
turbina a vapor de 40 MW (Foto: MAN Turbo)
Controle dinâmico e de alta
precisão
n Resolução < 10 µm
n Baixa histerese
n Compensação térmica
n Corte de carga < 300 ms realizável
Instalação e comissionamento
simples
n Aparelho inspecionado e configurado
de fábrica (plug & play)
n A faixa de deslocamento e a resposta
de controle do cilindro
de trabalho podem ser facilmente
alteradas e otimizadas com os potenciômetros
(X0, X1, KPU, KPD)
n O óleo de lubrificação da turbina
pode ser freqüentemente utilizado
como fluido de trabalho
Versão standard, versão opcional à prova de explosão
9

10
Tecnologia de atuadores redundantes – máxima disponibilidade
Módulo de conversores I/H = 2 conversores I/H
+ seleção máxima
Engenharia de controle de processos
Funcionamento
x 1
x 2
x 3
Conversão de duplo canal dos sinais
de atuação elétricos numa
pressão hidráulica com uma seleção
máxima: os dois sinais do atuador
elétrico w e w (4 – 20 mA) pro-
1 2
venientes de um controlador de turbina
redundante são convertidos
separadamente por um conversor
I/H Voith consolidado numa pressão
hidráulica proporcional p e A1
p . As duas pressões atuam numa
A2
seleção hidráulica máxima. A pressão
maior é ativada (A). A função
w 1
w 2
X0
X0
X1
X1
+
+
-
U Hall
-
U Hall
+24V
U
+24V
U
F
F
i s
i s
i s
Para engenharia
de controle de
processos
2 ímãs de comando Controle hidráulico pré-operado
hidráulica pode ser monitorada
continuamente com a ajuda de sensores
de pressão integrados adicionalmente,
em condições de funcionamento
normais, através de uma
diminuição em rampa do valor nominal
do controlador da turbina.
Esta variação de pressão permite
efetuar um diagnóstico a cada um
dos subsistemas durante a operação.Cada
um dos conversores I/H é
equipado com um circuito de monitoramento
eletrônico utilizado para
x 1
x 2
x 3
F Mag
F Mag
Sensor de
posição
p A1
p A2
Cilindro hidráulico
F Hydr
F Hydr
A
Seleção
máxima
s
T P
Válvula de
comando
do vapor
Vapor vivo
assegurar que, na eventualidade de
surgir uma falha, o conversor I/H regula
para a pressão de saída mínima.
A pressão de saída de um conversor
I/H funcionando corretamente
é ativada. O processo continua
depois suavemente. Um aparelho
defeituoso pode ser substituído durante
a operação.

Válvula direcional WSR tandem = 2 ímãs de comando
+ componente hidráulico
Engenharia de controle de processos
x 2out
x 1out
w 1
w 2
-
+
X1
-
+ X0
Funcionamento
KPU KPD
U Hall
Ímã de comando 1
Aos dois ímãs de comando é atribuído
um valor nominal distinto (w e 1
w ) e um sensor de posição separa-
2
do (x e x ) é ligado a cada um dos
1in 2in
ímãs de comando. A armadura do
ímã de comando 1 movimenta o pistão
de comando do controle hidráulico
pré-operado por meio da armadura
do ímã de comando 2. Quando
o ímã de comando 1 está ativo, o
ímã de comando 2 está inativo, embora
ligado. Na eventualidade de
surgir uma falha, o ímã de comando
1 é desligado e o ímã de coman-
U F
+24V
F Mag
-
+
X1
KPU KPD
U Hall
x 1in
x 2in
i s
i s
-
+
X0
Ímã de comando 2
Sensor de
posição
U
F
+24V
do 2 é ativado através do valor nominal
(w ) utilizando um tempo de
2
trânsito específico (“redundância a
quente”). O sistema lógico de conexão
está localizado no exterior, na
parte de engenharia de controle,
monitorando os ímãs de comando (o
sensor de posição indica x e x ).
1out 2out
Também tem como função gerar os
sinais de comutação. As válvulas direcionais
WSR tandem também se
encontram disponíveis nas versões
3/3 e 4/3.
F Mag
Cilindro hidráulico
T
A
s
Controle hidráulico
pré-operado
A Terminal do consumidor (saída)
T Conexão do tanque
P Terminal de admissão de óleo
(entrada)
p , p Pressão de saída para
A1 A2
conversores I/H
X0, 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)
F Força magnética
Mag
F Força hidráulica
Hydr
F Força para a mola de comando
F
U Tensão Hall
Hall
U Tensão
s Deslocamento
i Sensor de posição do sinal
de corrente
P
F F
Válvula
de
comando
do vapor
Vapor vivo
11

Voith Turbo GmbH & Co. KG
Electronic Drive Systems
Voithstr. 1
74564 Crailsheim, Germany
Tel. +49 7951 32-470
Fax +49 7951 32-605
turcon@voith.com
www.voithturbo.com/actuation-control-turbomachinery
cr304pt, 07.2010, 1000, aik-S&F/SVG. As dimensões e as figuras podem não corresponder à realidade. Sujeito a alterações.