CN102654105B - 基于内曲线液压马达的分离式柔性增速装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于内曲线液压马达的分离式柔性增速装置，包括：风机，内曲线液压马达，高压端蓄能器，单向阀，溢流阀，节流阀，液压管道，液压马达组，发电机组，油箱。所述内曲线液压马达与液压管道相连，装在塔架上方，所述其他设备装在塔架下方。本发明装置使用的内曲线液压马达属于低速大扭矩马达，在所述发明中有改作液压泵使用。内曲线液压马达速度低、扭矩大，符合风能利用的特点，适合于风力机的工况，便于风力的传送，同时简化了大型风电系统的增速器装置，降低塔架顶端的载荷，便于维护、安装，也降低了开发成本。

Description

基于内曲线液压马达的分离式柔性增速装置
技术领域
   本发明涉及一种用于大型风电系统的分离式柔性增速装置，特别是指一种利用内曲线液压马达特性实现的分离式柔性增速装置。 
背景技术
目前，风力发电作为环保、经济型能源已受国内外研究工作者的广泛关注。 
随着大功率等级的风机不断投入使用，硬件设备的体积和质量越来越大。风力机塔架因多采用笨重的机械齿轮箱进行增速，承受的载荷大，不便安装、维修。液压系统体积小、重最轻、动态响应好、转矩大、变速机构技术成熟，但由于风力机运转时速度低、转矩大，直接利用传统液压泵进行系统增速系统冲击大、效率低、转动的平稳性差，可靠性差，增速相当困难。 
发明内容
   本发明旨在克服上述现有技术中变速机构不能适应风力发电需求的缺点，开发一种基于内曲线液压马达的分离式柔性增速装置。 
在叙述本发明的技术方案之前，先叙述一下内曲线液压马达2的改装方式。所述内曲线液压马达2由在原有内曲线马达的基础上安置了复位弹簧Ⅴ，复位弹簧Ⅴ安置在柱塞组件Ⅲ与出油口之间，起到复位作用。 
本发明是通过以下技术方案实现的： 
一种基于内曲线液压马达的分离式柔性增速装置，所述装置由风机，内曲线液压马达，高压端蓄能器，单向阀，溢流阀，节流阀，液压管道，液压马达组，发电机组，油箱组成。一种基于内曲线液压马达的分离式柔性增速装置考虑到风能采集的不稳定、低速大扭矩的特点，所述的内曲线液压马达速度低、扭矩大，在系统中当作液压泵使用。
作为改进，采用了改进的内曲线液压马达作为液压泵使用。为了防止内曲线液压马达作为液压泵使用时无法复位，在马达的柱塞腔出口端安置了复位弹簧。改进的内曲线液压马达安装在塔架上方，其它装置安装在塔架下方。
所述的基于内曲线液压马达的分离式柔性增速装置通过改进的内曲线液压马达把液压油从低压液压管道泵到高压液压管道，带动马达组运转，同时考虑到塔架高度泵油困难，在终端马达组中连接了辅助泵，为塔架顶端的改进的内曲线液压马达补油。 
所述的基于内曲线液压马达的分离式柔性增速装置末端连接了液压马达组，可以控制多个马达同时运行。 
所述的基于内曲线液压马达的分离式柔性增速装置在液压马达组的前端连接了节流阀，能够很好的调节系统速度。 
本发明的有益效果是，能完全取代传统齿轮箱增速装置，在风力发电系统中，减少塔架质量，有效降低生产成本；同时本发明系统冲击小、效率高、转动的平稳性高，有很强的可靠性，增速调节简易。 
附图说明
图1为本发明系统结构图。 
图2为内曲线马达以及改进的内曲线液压马达功能原理图。 
图3为本发明的安装示意图。 
图中：1—风机，2—内曲线液压马达，3—第一高压端蓄能器、4—第二高压端蓄能器，5—第一单向阀，6—高压液压管道， 7—节流阀，8—第一溢流阀，9—第二单向阀、10—第三单向阀，11—低压液压管道，12—第四单向阀， 13—第二溢流阀， 14—油箱，15—辅助泵，16—液压马达组，17—发电机组，18—分离式柔性增速系统，19—塔架，Ⅰ—定子，Ⅱ—转子，Ⅲ—柱塞组件，Ⅳ—配流轴，Ⅴ—复位弹簧。 
具体实施方式
一种基于内曲线液压马达的分离式柔性增速装置，所述内曲线液压马达2包括定子Ⅰ，转子Ⅱ，柱塞组件Ⅲ，配流轴Ⅳ和复位弹簧Ⅴ，复位弹簧Ⅴ安置在柱塞组件Ⅲ与出油口之间。内曲线液压马达2安装于塔架19顶端，内曲线液压马达2的两端油口分别连接低压液压管道11和高压液压管道6，用于把低压端液压油泵到高压端。 
分离式柔性增速系统18包括第一高压端蓄能器3、第二高压端蓄能器4、高压液压管道6、第一单向阀5、第二单向阀9、第三单向阀10、第四单向阀12、第一溢流阀8、第二溢流阀13、节流阀7、低压液压管道11、高压液压管道6、辅助泵15、马达组16、油箱14。高压液压管道6上安装了第一高压端蓄能器3、第二高压端蓄能器4，在第一高压端蓄能器3、第二高压端蓄能器4出口的高压液压管道6上安装了第一单向阀5，防止液压油倒流。一部分液压油通过第一单向阀5连接第一溢流阀8，第二单向阀9、第三单向阀10与第一溢流阀8并联，然后经过第二溢流阀13，使得高压油流回油箱14；另一部分液压油通过节流阀7连接低压液压管道11。同时高压液压管道6连接马达组16的进油口，马达组16的出油口连接低压液压管道11。马达组16配有辅助泵15，辅助泵15的输出端通过溢流阀8和溢流阀13之间的管道与第四单向阀12连接，第四单向阀12连接低压液压管道11，在系统初始阶段进行系统供油。分离式柔性增速系统18的马达组16与发电机组17相连，为其提供动力源。 
分离式柔性增速系统和发电机组17安置在塔架19下端。 
本发明的工作原理： 
改进的内曲线液压马达2，安置了复位弹簧Ⅴ，由原动力风机1通过带动内曲线液压马达2后，液压油吸入，柱塞组件Ⅲ通过复位弹簧Ⅴ及定子内曲线的作用使柱塞组件Ⅲ往复运动，因而可以将内曲线马达2作为液压泵使用。
如图1所示，风能经过风轮1作用，通过联轴器的作用带动内曲线液压马达2旋转，液压油经过高压液压管道6流进马达组，并通过马达组低压出油口流出，该过程形成闭式回路。为了防止高压区液压油能量不足，在高压区设置了蓄能器3、4作为能源补充。本发明考虑到塔架19的高度可以造成低压区液压油压力不足，在马达组16前端安置了辅助泵15。系统工作是由于辅助泵15的作用，给低压区提供足够的压力、确保吸油。本发明在马达组16前端安置了节流阀7，用于调节系统速度。 

Claims (3)

1.一种基于内曲线液压马达的分离式柔性增速装置，其特征在于：包括风机（1）、内曲线液压马达（2）、塔架（19）、分离式柔性增速系统（18）和发电机组（17）；风机（1）与内曲线液压马达（2）的输出轴通过联轴器紧密联接；内曲线液压马达（2）安装于塔架（19）顶端，内曲线液压马达（2）的两端油口分别连接低压液压管道（11）和高压液压管道（6），把低压端液压油泵到高压端；分离式柔性增速系统（18）包括第一高压端蓄能器（3）、第二高压端蓄能器（4）、高压液压管道（6）、第一单向阀（5）、第二单向阀（9）、第三单向阀（10）、第四单向阀（12）、第一溢流阀（8）、第二溢流阀（13）、节流阀（7）、低压液压管道（11）、辅助泵（15）、马达组（16）和油箱（14）；所述高压液压管道（6）上安装了第一高压端蓄能器（3）、第二高压端蓄能器（4），在第一高压端蓄能器（3）、第二高压端蓄能器（4）出口的高压液压管道（6）上安装了第一单向阀（5），防止液压油倒流；液压油通过第一单向阀（5）通过高压液压管道（6）分别连接第一溢流阀（8）、第二单向阀（9）、第三单向阀（10）和节流阀（7），所述第一溢流阀（8）、第二单向阀（9）和第三单向阀（10）并联，然后经过第二溢流阀（13），使得高压油流回油箱（14）；节流阀（7）直接连接低压液压管道（11）；同时高压液压管道（6）连接马达组（16）的进油口，马达组（16）的出油口连接低压液压管道（11）；马达组（16）配有辅助泵（15），辅助泵（15）的输出端通过第一溢流阀（8）和第二溢流阀（13）之间的管道与第四单向阀（12）连接，第四单向阀（12）连接低压液压管道（11），在系统初始阶段进行系统供油；分离式柔性增速系统（18）的马达组（16）与发电机组（17）相连，为其提供动力源；分离式柔性增速系统和发电机组（17）安置在塔架（19）下端。
2.根据权利要求1所述的基于内曲线液压马达的分离式柔性增速装置，其特征在于：所述内曲线液压马达（2）包括柱塞组件（Ⅲ）和复位弹簧（Ⅴ），复位弹簧（Ⅴ）安置在柱塞组件（Ⅲ）与出油口之间。
3.根据权利要求1所述的基于内曲线液压马达的分离式柔性增速装置，其特征在于：通过第一单向阀（5）的部分液压油通过节流阀（7）连接低压液压管道（11）。
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Assignor: Jiangsu University

Contract record no.: 2013320000512

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