CN102808730A - 大功率风力发电液压变桨系统 - Google Patents
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Abstract
一种大功率风力发电液压变桨系统，涉及风力发电技术领域，所解决的是提高变桨控制平稳性、精确性，及快速顺桨的技术问题。该系统包括变桨控制缸、伺服比例阀、速度控制阀、顺桨节流阀、供油蓄能器、轮毂蓄能器；所述伺服比例阀的压力油口接到供油蓄能器及外部高压油源，其回油口接到外部回油管路，其两个工作口分别接到变桨控制缸的两个工作腔；所述变桨控制缸的有杆腔经速度控制阀接到外部回油管路；所述速度控制阀的高压液控口接到轮毂蓄能器，其低压液控口接到顺桨节流阀的出油口；所述轮毂蓄能器接到顺桨节流阀的进油口，所述顺桨节流阀的出油口接到变桨控制缸的无杆腔。本发明提供的系统，快速顺桨响应速度快。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电技术，特别是涉及一种大功率风力发电液压变桨系统的技术。
背景技术
现有的风机变桨系统都采用伺服电机或伺服阀作为主控制部件。
采用伺服电机作为主控制部件的风机变桨系统在控制风机变桨时，通过伺服控制器控制变桨伺服电机运行，变桨伺服电机通过小齿轮带动大齿轮转动，由大齿轮带动桨叶转动实现变桨，这种变桨系统具有快速顺桨响应速度慢的缺点。
采用伺服阀作为主控制部件的风机变桨系统在控制风机变桨时，通过伺服阀控制油缸运行，由油缸带动桨叶转动实现变桨，这种变桨系统具有快速顺桨响应速度快的优点。但是，现有采用伺服阀作为主控制部件的风机变桨系统中，变桨缸正反两个方向（有杆腔和无杆腔）的控制回路增益相差都较大，因此其变桨控制平稳性较差，控制精确度也较低。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种变桨控制平稳、精确，且快速顺桨响应速度快的大功率风力发电液压变桨系统。
为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种大功率风力发电液压变桨系统，其特征在于：包括变桨控制缸、伺服比例阀、速度控制阀、顺桨节流阀、供油蓄能器、轮毂蓄能器；
所述变桨控制缸是一单活塞杆液压缸；
所述供油蓄能器的进出油口接到外部高压油源；
所述伺服比例阀有一个压力油口、一个回油口，及两个工作口，其两个工作口分别为第一工作口、第二工作口；
所述伺服比例阀的压力油口经一进油控制阀分别接到供油蓄能器的进出油口及外部高压油源，伺服比例阀的回油口接到外部回油管路，伺服比例阀的第一工作口经一无杆腔控制阀接到变桨控制缸的无杆腔，伺服比例阀的第二工作口经一有杆腔止回阀接到变桨控制缸的有杆腔；
所述速度控制阀是一液控流量调节阀，设有一进油口、一出油口，及用于流量控制的两个流量控制口，速度控制阀的两个流量控制口分别为高压液控口、低压液控口；
所述速度控制阀的进油口经一有杆腔控制阀接到变桨控制缸的有杆腔，速度控制阀的出油口分别接到伺服比例阀的回油口及外部回油管路，速度控制阀的高压液控口接到轮毂蓄能器的进出油口，速度控制阀的低压液控口接到顺桨节流阀的出油口；
所述轮毂蓄能器的进出油口接到顺桨节流阀的进油口，并经一充能止回阀接到外部高压油源；
所述顺桨节流阀的出油口依次经一顺桨控制阀、一顺桨止回阀接到变桨控制缸的无杆腔。
进一步的，所述变桨控制缸上设有用于活塞杆伸出部漏油导流的导向套，该导向套的排油口经一漏油止回阀接到外部回油管路。
进一步的，所述轮毂蓄能器的进出油口经一过压保护安全阀接到外部回油管路。
进一步的，所述供油蓄能器的进出油口接有一用于监测供油蓄能器蓄能压力的压力传感器。
进一步的，所述轮毂蓄能器为气体隔离式蓄能器，轮毂蓄能器上配置有一蓄能气瓶。
进一步的，所述供油蓄能器的进出油口及轮毂蓄能器的进出油口各接有一冲洗截止阀。
本发明提供的大功率风力发电液压变桨系统，利用速度控制阀控制变桨控制缸的活塞杆伸缩，使得变桨控制缸正反两个方向的控制回路增益一致，能保证变桨控制平稳、精确，快速顺桨时利用轮毂蓄能器向变桨控制缸的无杆腔快速充油，而且速度控制阀处于全开状态，能保证快速顺桨，具有快速顺桨响应速度快的特点。
附图说明
图1是本发明实施例的大功率风力发电液压变桨系统的液压图。
具体实施方式
以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
如图1所示，本发明实施例所提供的一种大功率风力发电液压变桨系统，其特征在于：包括变桨控制缸YG01、伺服比例阀SV01、速度控制阀GN01、顺桨节流阀JL01、供油蓄能器XN01、轮毂蓄能器XN02；
所述变桨控制缸YG01是一单活塞杆液压缸；
所述供油蓄能器XN01的进出油口接到外部高压（28Mpa）油源Q1；
所述伺服比例阀SV01有一个压力油口、一个回油口，及两个工作口，其两个工作口分别为第一工作口、第二工作口；
所述伺服比例阀SV01的压力油口经一进油控制阀DV03分别接到供油蓄能器XN01的进出油口及外部高压（28Mpa）油源Q1，伺服比例阀SV01的回油口接到外部回油管路Q2，伺服比例阀SV01的第一工作口经一无杆腔控制阀DV01接到变桨控制缸YG01的无杆腔，伺服比例阀SV01的第二工作口经一有杆腔止回阀FV01接到变桨控制缸YG01的有杆腔；
所述速度控制阀GN01是一液控流量调节阀，设有一进油口、一出油口，及用于流量控制的两个流量控制口，速度控制阀GN01的两个流量控制口分别为高压液控口、低压液控口；
所述速度控制阀GN01的进油口经一有杆腔控制阀DV02接到变桨控制缸YG01的有杆腔，速度控制阀GN01的出油口分别接到伺服比例阀SV01的回油口及外部回油管路Q2，速度控制阀GN01的高压液控口接到轮毂蓄能器XN02的进出油口，速度控制阀GN01的低压液控口接到顺桨节流阀JL01的出油口；
所述轮毂蓄能器XN02的进出油口接到顺桨节流阀JL01的进油口，并经一充能止回阀FV05接到外部高压（28Mpa）油源；
所述顺桨节流阀JL01的出油口依次经一顺桨控制阀DV04、一顺桨止回阀FV03接到变桨控制缸YG01的无杆腔。
本发明实施例中，所述变桨控制缸YG01上设有用于活塞杆伸出部漏油导流的导向套，该导向套的排油口经一漏油止回阀FV04接到外部回油管路Q2，以保证漏油不外泄。
本发明实施例中，所述轮毂蓄能器XN02的进出油口经一过压保护安全阀YL01接到外部回油管路Q2，以防止变桨系统在风力作用下超压，确保液压系统的安全。
本发明实施例中，所述供油蓄能器XN01的进出油口接有一用于监测供油蓄能器蓄能压力的压力传感器CG01，并设有一用于调试压力传感器CG01的测压接头CL01。
本发明实施例中，所述供油蓄能器XN01、轮毂蓄能器XN02均为气体隔离式蓄能器，供油蓄能器XN01上设有一用于监测其充气压力的压力开关KG01，轮毂蓄能器XN02上一用于监测其充气压力的压力开关KG02，当压力开关监测到对应蓄能器的充气压力超过整定值时，即输出示警信号。
本发明实施例中，所述轮毂蓄能器XN02上配置有一蓄能气瓶QP01，用于增加轮毂蓄能器XN02的蓄能容量，以降低系统成本。
本发明实施例中，所述供油蓄能器XN01的进出油口接有一冲洗截止阀JZ01，所述轮毂蓄能器XN02的进出油口接有一冲洗截止阀JZ02，冲洗截止阀JZ01、JZ02分别用于油冲洗，以方便系统运行前的调试，使得油质能尽快到达工作要求。
本发明实施例的工作原理如下：
初始工作时，外部高压（28Mpa）油源Q1的液压油为供油蓄能器XN01充油，并通过充能止回阀FV05为轮毂蓄能器XN02充油，供油蓄能器XN01充满油后进入正常工作状态，压力传感器CG01给出压力正常信号；
变桨控制时，无杆腔控制阀DV01、有杆腔控制阀DV02、进油控制阀DV03均导通，顺桨控制阀DV04截止，此时伺服比例阀SV01接收外部变桨指令信号，根据接收到的变桨指令信号控制变桨控制缸YG01运行，供油蓄能器XN01用于平抑系统油压波动；
伺服比例阀SV01根据外部变桨指令信号切换至第一工作口与压力油口连通，第二工作口与回油口连通时，外部高压油源Q1的液压油依次经进油控制阀DV03、伺服比例阀SV01、无杆腔控制阀DV01进入变桨控制缸YG01的无杆腔，变桨控制缸YG01有杆腔中的液压油则依次经有杆腔控制阀DV02、速度控制阀GN01回入外部回油管路Q2，使得变桨控制缸YG01的活塞杆伸出；
伺服比例阀SV01根据外部变桨指令信号切换至第二工作口与压力油口连通，第一工作口与回油口连通时，外部高压油源Q1的液压油依次经进油控制阀DV03、伺服比例阀SV01、有杆腔止回阀FV01进入变桨控制缸YG01的有杆腔，变桨控制缸YG01无杆腔中的液压油则依次经无杆腔控制阀DV01、伺服比例阀SV01回入外部回油管路Q2，使得变桨控制缸YG01的活塞杆缩回；
紧急顺桨时，顺桨控制阀DV04导通，轮毂蓄能器XN02储存的高压油依次经顺桨节流阀JL01、顺桨控制阀DV04、顺桨止回阀FV03快速泄压，流入变桨控制缸YG01的无杆腔，此时速度控制阀GN01的高压液控口与低压液控口之间的压差增大，使得速度控制阀GN01完全打开，变桨控制缸YG01有杆腔中的液压油依次经有杆腔控制阀DV02、速度控制阀GN01快速回入外部回油管路Q2，使得变桨控制缸YG01的活塞杆快速伸出，实现快速顺桨。
通过调整顺桨节流阀JL01进出油的压差，能控制速度控制阀GN01的流量，使变桨控制缸YG01有杆腔能平稳的回油，实现变桨的平稳操作，使得风机叶片的受力状况处于平稳状态，以提高风机的叶片转动部件的寿命。
Claims (6)
1.一种大功率风力发电液压变桨系统，其特征在于：包括变桨控制缸、伺服比例阀、速度控制阀、顺桨节流阀、供油蓄能器、轮毂蓄能器；
所述变桨控制缸是一单活塞杆液压缸；
所述供油蓄能器的进出油口接到外部高压油源；
所述伺服比例阀有一个压力油口、一个回油口，及两个工作口，其两个工作口分别为第一工作口、第二工作口；
所述伺服比例阀的压力油口经一进油控制阀分别接到供油蓄能器的进出油口及外部高压油源，伺服比例阀的回油口接到外部回油管路，伺服比例阀的第一工作口经一无杆腔控制阀接到变桨控制缸的无杆腔，伺服比例阀的第二工作口经一有杆腔止回阀接到变桨控制缸的有杆腔；
所述速度控制阀是一液控流量调节阀，设有一进油口、一出油口，及用于流量控制的两个流量控制口，速度控制阀的两个流量控制口分别为高压液控口、低压液控口；
所述速度控制阀的进油口经一有杆腔控制阀接到变桨控制缸的有杆腔，速度控制阀的出油口分别接到伺服比例阀的回油口及外部回油管路，速度控制阀的高压液控口接到轮毂蓄能器的进出油口，速度控制阀的低压液控口接到顺桨节流阀的出油口；
所述轮毂蓄能器的进出油口接到顺桨节流阀的进油口，并经一充能止回阀接到外部高压油源；
所述顺桨节流阀的出油口依次经一顺桨控制阀、一顺桨止回阀接到变桨控制缸的无杆腔。
2.根据权利要求1所述的大功率风力发电液压变桨系统，其特征在于：所述变桨控制缸上设有用于活塞杆伸出部漏油导流的导向套，该导向套的排油口经一漏油止回阀接到外部回油管路。
3.根据权利要求1所述的大功率风力发电液压变桨系统，其特征在于：所述轮毂蓄能器的进出油口经一过压保护安全阀接到外部回油管路。
4.根据权利要求1所述的大功率风力发电液压变桨系统，其特征在于：所述供油蓄能器的进出油口接有一用于监测供油蓄能器蓄能压力的压力传感器。
5.根据权利要求1所述的大功率风力发电液压变桨系统，其特征在于：所述轮毂蓄能器为气体隔离式蓄能器，轮毂蓄能器上配置有一蓄能气瓶。
6.根据权利要求1所述的大功率风力发电液压变桨系统，其特征在于：所述供油蓄能器的进出油口及轮毂蓄能器的进出油口各接有一冲洗截止阀。
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