由引水室流向水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的水流需經(jīng)過導(dǎo)水機(jī)構(gòu)再進(jìn)入轉(zhuǎn)輪，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的主要作用是：根據(jù)電力系統(tǒng)負(fù)荷的變化，調(diào)節(jié)水輪機(jī)流量，以適應(yīng)系統(tǒng)對機(jī)組出力的要求； 形成和改變進(jìn)入轉(zhuǎn)輪的水流環(huán)量，以滿足水輪機(jī)對進(jìn)入轉(zhuǎn)輪前水流環(huán)量的要求。在轉(zhuǎn)輪停止工作時(shí)必須關(guān)閉導(dǎo)葉截?cái)嗨鳌?

作為主要的混流式水輪機(jī)與軸流式水輪機(jī)的水都是徑向進(jìn)入轉(zhuǎn)輪工作區(qū)的，在水輪機(jī)的引水課件中已作較詳細(xì)的介紹，水流在蝸殼經(jīng)過座環(huán)的固定導(dǎo)葉進(jìn)入轉(zhuǎn)輪，固定導(dǎo)葉對水流有一定的導(dǎo)向作用，但固定導(dǎo)葉主要是作為座環(huán)的支柱，對水流的大小與方向不可控制。

本課件介紹活動(dòng)導(dǎo)葉的作用與控制方法。

在座環(huán)內(nèi)側(cè)再加一圈活動(dòng)導(dǎo)葉，見圖1

活動(dòng)導(dǎo)葉的截面為流線型，類似機(jī)翼，兩端有軸，繞導(dǎo)葉軸轉(zhuǎn)動(dòng)可改變角度，控制水流的大小。水流在導(dǎo)葉間的流動(dòng)狀態(tài)見圖2，綠色的是導(dǎo)葉，藍(lán)色箭頭線表示水流走向。左面圖是導(dǎo)葉關(guān)閉位置，水流被切斷，在機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，關(guān)閉導(dǎo)葉使水輪機(jī)停止運(yùn)行；中間圖與右面圖是導(dǎo)葉轉(zhuǎn)到中開度與大開度位置，水流走向見圖中藍(lán)色箭頭線，通過改變導(dǎo)葉的角度可以改變進(jìn)入轉(zhuǎn)輪的水流大小與角度。這種控制徑向水流的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)稱之為徑向式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)。

徑向式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)由多個(gè)導(dǎo)葉組成，所有導(dǎo)葉可繞自身軸線同步轉(zhuǎn)動(dòng)，像百葉窗簾樣，多個(gè)導(dǎo)葉排在蝸殼座環(huán)的出水口，圖1就是安裝活動(dòng)導(dǎo)葉的蝸殼，此時(shí)導(dǎo)葉是開啟的狀態(tài)。

通過調(diào)節(jié)導(dǎo)葉的角度可改善機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，對于軸流式水輪機(jī)可同時(shí)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)輪葉片的攻角與導(dǎo)葉的角度，實(shí)現(xiàn)在多種工況下達(dá)到很高的運(yùn)行效率。

活動(dòng)導(dǎo)葉是同步轉(zhuǎn)動(dòng)的，采用接力器來驅(qū)動(dòng)，一般由兩個(gè)接力器與控制環(huán)組成傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，接力器固定在水輪機(jī)基礎(chǔ)上，控制環(huán)可繞水輪機(jī)主軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，接力器是液壓伺服機(jī)構(gòu)，主要由缸體、活塞、活塞桿組成。接力器連桿一端連接活塞桿，另一端連接控制環(huán)上的大耳環(huán)。兩個(gè)接力器動(dòng)作方向相反，在液壓作用下接力器活塞桿就可以帶動(dòng)控制環(huán)正反轉(zhuǎn)動(dòng)，見圖4。

導(dǎo)葉軸上固定導(dǎo)葉拐臂，導(dǎo)葉連桿一端連接到拐臂，另一端連接到控制環(huán)上的銷釘上，控制環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)連桿，連桿就帶動(dòng)導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動(dòng)。連桿中部有旋套，旋轉(zhuǎn)旋套可改變連桿長度，通過調(diào)節(jié)每個(gè)連桿的旋套就可以使所有導(dǎo)葉同角度轉(zhuǎn)動(dòng)。

在圖5中上部接力器活塞桿向外推，下部接力器活塞桿向內(nèi)拉，控制環(huán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)使導(dǎo)葉關(guān)閉。

在圖6中上部接力器活塞桿向內(nèi)拉，下部接力器活塞桿向外推，控制環(huán)反時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)使導(dǎo)葉開啟。

接力器也可以是其他伺服機(jī)構(gòu)，接力器與控制環(huán)也有多種連接方式，這里不再介紹。

下面動(dòng)畫演示接力器活塞桿推拉控制環(huán)使導(dǎo)葉開啟。

由兩個(gè)接力器與控制環(huán)組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是最常用的。如果每個(gè)導(dǎo)葉單獨(dú)使用一個(gè)接力器，可使導(dǎo)葉得到強(qiáng)有力的驅(qū)動(dòng)與靈活的控制，見圖7。

在每個(gè)導(dǎo)葉轉(zhuǎn)軸上端頭固定有轉(zhuǎn)臂，單個(gè)導(dǎo)葉接力器同樣是液壓機(jī)構(gòu)，接力器一端連接導(dǎo)葉的轉(zhuǎn)臂另一端連接到固定環(huán)上的銷釘，固定環(huán)固定在水輪機(jī)頂蓋上不能轉(zhuǎn)動(dòng)，接力器由液壓控制系統(tǒng)統(tǒng)一控制，接力器推拉轉(zhuǎn)臂使導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)見圖8。由于每個(gè)導(dǎo)葉單獨(dú)使用一個(gè)接力器，減少了中間機(jī)械連接環(huán)節(jié)產(chǎn)生的間隙，使操作更平穩(wěn)靈活，轉(zhuǎn)動(dòng)力更強(qiáng)勁。? ?

在抽水蓄能電站使用的水泵水輪機(jī)負(fù)荷增減速度快、水流振動(dòng)大、對導(dǎo)葉沖擊大，所以水泵水輪機(jī)有采用這種每個(gè)導(dǎo)葉有單獨(dú)接力器的導(dǎo)水傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

貫流式水輪機(jī)的水流方向是軸向的，其導(dǎo)水機(jī)構(gòu)稱之為軸向式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)。圖9是一個(gè)燈泡式貫流式水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。多個(gè)導(dǎo)葉排在轉(zhuǎn)輪前方，導(dǎo)葉為扇形，導(dǎo)葉轉(zhuǎn)軸與扇形徑向平行，導(dǎo)葉控制機(jī)構(gòu)的組成與原理與軸流式水輪機(jī)相同，導(dǎo)葉轉(zhuǎn)軸端有導(dǎo)葉臂，通過連桿聯(lián)接到控制環(huán)，控制環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)軸與轉(zhuǎn)輪軸同心，當(dāng)控制環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)所有導(dǎo)葉同步轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對水輪機(jī)水流通道的開啟與關(guān)閉。

在圖10剖面圖展示的是導(dǎo)葉關(guān)閉狀態(tài)。

在圖11的剖面圖中展示的是導(dǎo)葉開啟狀態(tài)。