CN107269465A - 一种风力发电机组偏航液压制动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风力发电机组偏航液压制动系统，包括油箱、液压泵、第一电磁阀、电比例减压阀、单向阀、偏航制动卡钳组、第二电磁阀、电比例溢流阀、风载传感器及PLC控制系统；所述油箱、液压泵、第一电磁阀、电比例减压阀、单向阀、偏航制动卡钳组、第二电磁阀及电比例溢流阀依次连接并形成环形回路；所述PLC控制系统分别与所述第一电磁阀、第二电磁阀、电比例减压阀、电比例溢流阀及风载传感器连接，用于根据所述风载传感器的检测结果控制所述第一电磁阀、第二电磁阀、电比例减压阀及电比例溢流阀。本发明偏航液压制动系统，在偏航全制动和半制动过程，均可根据风载变化实时调整偏航制动压力，自动化程度较高，并且安全性较高。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电机组偏航技术领域，特别是涉及一种风力发电机组偏航液压制动系统。
背景技术
风力发电机组在发电过程中，外部风向会随时变化，风力发电机组需要随时偏航调整叶轮方向对风，以便最大限度利用风能，风力发电机组偏航过程中需要进行偏航半制动提供一定的阻力防止其偏航过快而失稳。当风力发电机组对准风向后，需要进行偏航全制动来锁定对风后状态，以便风力发电机组持续稳定的发电。
目前常见的风力发电机组偏航液压制动系统采用机械式定值溢流阀及减压阀来提供偏航半制动及全制动所需要的压力，该方法设定的压力值为根据理论风载计算设定的定值，而风力发电机组在实际运行过程中，风载大小随时变化，设定压力值不能随风载进行变化，容易造成偏航半制动压力过大，引发振动噪声问题，同时会造成偏航全制动时制动力矩不足，引起风机“打滑”存在安全隐患。
因此，如何创设一种风力发电机组偏航液压制动系统，使其在偏航全制动和半制动过程，均可根据风载变化实时调整偏航制动压力，成为当前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种风力发电机组偏航液压制动系统，使其在偏航全制动和半制动过程，均可根据风载变化实时调整偏航制动压力，以克服现有的风力发电机组偏航制动系统的不足。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种风力发电机组偏航液压制动系统，包括油箱、液压泵、第一电磁阀、电比例减压阀、单向阀、偏航制动卡钳组、第二电磁阀、电比例溢流阀、风载传感器及PLC控制系统；所述油箱、液压泵、第一电磁阀、电比例减压阀、单向阀、偏航制动卡钳组、第二电磁阀及电比例溢流阀依次连接并形成环形回路；所述PLC控制系统分别与所述第一电磁阀、第二电磁阀、电比例减压阀、电比例溢流阀及风载传感器连接，用于根据所述风载传感器的检测结果控制所述第一电磁阀、第二电磁阀、电比例减压阀及电比例溢流阀。
作为本发明的一种改进，还包括第三电磁阀，所述第三电磁阀的输入端与所述偏航制动卡钳组的输出端连接，所述第三电磁阀的输出端与所述油箱连接，所述第三电磁阀还与所述PLC控制系统连接。
进一步改进，所述第一电磁阀、第二电磁阀及第三电磁阀均为二位二通电磁换向阀。
进一步改进，所述第一电磁阀为常开电磁阀，所述第二电磁阀和第三电磁阀为常闭电磁阀。
进一步改进，还包括高压过滤器，所述高压过滤器的输入端与所述偏航制动卡钳组的输出端连接，所述高压过滤器的输出端分别与所述第二电磁阀和第三电磁阀的输入端连接。
进一步改进，还包括可调节流阀，所述可调节流阀连接在所述单向阀和偏航制动卡钳组之间。
进一步改进，还包括压力传感器和测压接头，所述压力传感器和测压接头均连接在所述可调节流阀和偏航制动卡钳组之间。
进一步改进，还包括偏航蓄能器，所述偏航蓄能器连接在所述可调节流阀和偏航制动卡钳组之间。
进一步改进，还包括安全溢流阀，所述安全溢流阀的一端与所述液压泵的输出端连接，另一端与所述油箱连接。
由于采用上述技术方案，本发明至少具有以下优点：
1、本发明的风力发电机组偏航液压制动系统，通过风载传感器可以实时检测环境风载变化，PLC控制系统根据风载传感器的检测结果，通过开启和关闭第一电磁阀和第二电磁阀，可以调整偏航全制动和半制动过程，分别通过调节电比例减压阀和电比例溢流阀可以实时调整偏航制动压力，既能够避免偏航全制动时因偏航制动力矩不足导致的风机打滑现象，又能够避免偏航半制动时因偏航制动压力过大引发震动和噪声的问题。
2、第三电磁阀与第二电磁阀和电比例溢流阀并联连接在偏航制动卡钳组和油箱之间，偏航解缆时可开启第三电磁阀，使偏航制动卡钳组内的液压油快速卸流回油箱，从而提高偏航解缆效率。
3、第一电磁阀所处位置保持开启状态的概率较高，第二电磁阀和第三电磁阀保持关闭状态的概率较高，第一电磁阀采用常开电磁阀，第二电磁阀和第三电磁阀采用常闭电磁阀，采用上述方式能够节约用电量，并且有益于延长上述电磁阀的使用寿命。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明风力发电机组偏航液压制动系统的结构示意图；
其中，1、液压泵，2、安全溢流阀，3、第一电磁阀，4、电比例减压阀，5、单向阀，6、可调节流阀，7、测压接头，8、偏航蓄能器，9、压力传感器，10、偏航制动卡钳组，11、高压过滤器，12、PLC控制系统，13、第二电磁阀，14、第三电磁阀，15、电比例溢流阀，16、油箱，17、风载传感器。
具体实施方式
本发明提供了一种风力发电机组偏航液压制动系统，可以实时检测环境风载变化，在偏航全制动和半制动过程，均可根据风载变化实时调整偏航制动压力，既能够避免偏航全制动时因偏航制动力矩不足导致的风机打滑现象，又能够避免偏航半制动时因偏航制动压力过大引发震动和噪声的问题。
参见图1所示，本实施例风力发电机组偏航液压制动系统，包括油箱16、液压泵1、第一电磁阀3、电比例减压阀4、单向阀5、可调节流阀6、偏航制动卡钳组10、高压过滤器11、第二电磁阀13、电比例溢流阀15、风载传感器17及PLC控制系统12。
油箱16、液压泵1、第一电磁阀3、电比例减压阀4、单向阀5、可调节流阀6、偏航制动卡钳组10、高压过滤器11、第二电磁阀13及电比例溢流阀15依次连接并形成环形回路，PLC控制系统12分别与风载传感器17、第一电磁阀3、第二电磁阀13、电比例减压阀4、电比例溢流阀15及液压泵1连接。
该偏航液压制动系统，第一电磁阀3开启，第二电磁阀13关闭，为偏航全制动，第一电磁阀3关闭，第二电磁阀13开启，为偏航半制动，风载传感器17可以实时检测环境风载变化，并将检测结果传输给PLC控制系统12，PLC控制系统12根据检测结果通过实时调整电比例减压阀4或电比例溢流阀15，可以实现在偏航全制动和半制动过程根据风载变化实时调整偏航制动压力的目的。
为提高该偏航液压制动系统在偏航解缆时的效率，还设置有第三电磁阀14，第三电磁阀14的输入端与高压过滤器11的输出端连接，第三电磁阀14的输出端与油箱16连接，第三电磁阀14还与PLC控制系统12连接。偏航解缆时可开启第三电磁阀14，使偏航制动卡钳组10内的液压油快速卸流回油箱16，从而提高偏航解缆效率。
作为优选方案，上述第一电磁阀3、第二电磁阀13及第三电磁阀14均可采用二位二通电磁换向阀，二位二通电磁换向阀结构简单、控制方便并且经久耐用，并且第一电磁阀3可采用常开电磁阀，第二电磁阀13和第三电磁阀14可采用常闭电磁阀。
此外，该偏航液压制动系统还包括压力传感器9、测压接头7及偏航蓄能器8，压力传感器9、测压接头7和偏航蓄能器8均连接在可调节流阀6和偏航制动卡钳组10之间。
压力传感器9还与PLC控制系统12连接，用于实时检测该偏航液压制动系统内压力，并将检测结果传输给PLC控制系统12，便于PLC控制系统12实时掌握该偏航液压制动系统的运行情况，有益于提高该偏航液压制动系统的安全性。
测压接头7用于连接外部测压设备，以备在压力传感器9出现问题时，可以通过外部测压设备检测该偏航液压制动系统内压力。
偏航蓄能器8在该偏航液压制动系统内压力过大时能够吸收液压冲击，在在该偏航液压制动系统内压力过小时能够释放能量，补油保压，维持该偏航液压制动系统稳定运行。
为避免因该偏航液压制动系统内压力过大引发安全事故，还设置有安全溢流阀2，安全溢流阀2一端与液压泵1的输出端连接，另一端与油箱16连接，在该偏航液压制动系统内压力过大时，开启安全溢流阀2可将液压泵输出的液压油紧急卸流回油箱16。
参见图1所示，本实施例中风力发电机组偏航液压制动系统的工作原理如下：
当风力发电机组需要偏航半制动时，通过PLC控制系统12控制第一电磁阀3和第二电磁阀13得电，第三电磁阀14失电，偏航制动卡钳组10内油液通过第二电磁阀13和电比例溢流阀15接回油箱16，偏航半制动压力通过电比例溢流阀15来进行调节。当外部风载变大时，PLC控制系统12通过风载传感器17监测到风载变化，同时发出指令增大输入到电比例溢流阀15的电流值，电比例溢流阀15的开启压力变大，偏航制动压力值随之变大，从而增大风力发电机组偏航阻力，防止因速度过快引发偏航“失速”现象发生。当外部风载变小时，PLC控制系统12通过风载传感器17监测到风载变化，同时发出指令减小输入到电比例溢流阀15的电流值，电比例溢流阀15的开启压力变小，偏航制动压力值随之变小，从而减小风力发电机组偏航阻力，可以解决由于偏航阻力过大与外部风载不适应引起的风力发电机组偏航过程中振动和噪音偏大问题。
当风力发电机组对准风向后需要进行偏航全制动时，所需的制动压力要远大于偏航半制动时的压力，此时通过PLC控制系统12控制第一电磁阀3、第二电磁阀13及第三电磁阀14同时失电，来自液压泵1的高压油经过第一电磁阀3和电比例减压阀4后进入到偏航制动卡钳进行制动，偏航全制动压力通过电比例减压阀4来进行调节。当外部风载较大时，PLC控制系统12通过风载传感器17监测到风载变化，同时发出指令增大输入到电比例减压阀4的电流值，减压阀的出口压力变大，偏航制动压力值随之变大，从而增大偏航全制动力矩，增强风力发电机组稳定发电的安全性。当风力发电机组对准风向后进行偏航全制动且外部风载较小时，PLC控制系统12通过风载传感器17监测到风载变化，同时发出指令减小输入到电比例减压阀4的电流值，电比例减压阀4的出口压力变小，偏航制动压力值随之变小，从而减小偏航全制动力矩，提高偏航制动系统对外部风载的适应特性。
本发明的风力发电机组偏航液压制动系统，在偏航全制动和半制动过程，均可根据风载变化实时调整偏航制动压力，自动化程度较高，并且安全性较高。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种风力发电机组偏航液压制动系统，其特征在于，包括油箱、液压泵、第一电磁阀、电比例减压阀、单向阀、偏航制动卡钳组、第二电磁阀、电比例溢流阀、风载传感器及PLC控制系统；
所述油箱、液压泵、第一电磁阀、电比例减压阀、单向阀、偏航制动卡钳组、第二电磁阀及电比例溢流阀依次连接并形成环形回路；
所述PLC控制系统分别与所述第一电磁阀、第二电磁阀、电比例减压阀、电比例溢流阀及风载传感器连接，用于根据所述风载传感器的检测结果控制所述第一电磁阀、第二电磁阀、电比例减压阀及电比例溢流阀。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组偏航液压制动系统，其特征在于，还包括第三电磁阀，所述第三电磁阀的输入端与所述偏航制动卡钳组的输出端连接，所述第三电磁阀的输出端与所述油箱连接，所述第三电磁阀还与所述PLC控制系统连接。
3.根据权利要求2所述的风力发电机组偏航液压制动系统，其特征在于，所述第一电磁阀、第二电磁阀及第三电磁阀均为二位二通电磁换向阀。
4.根据权利要求3所述的风力发电机组偏航液压制动系统，其特征在于，所述第一电磁阀为常开电磁阀，所述第二电磁阀和第三电磁阀为常闭电磁阀。
5.根据权利要求2所述的风力发电机组偏航液压制动系统，其特征在于，还包括高压过滤器，所述高压过滤器的输入端与所述偏航制动卡钳组的输出端连接，所述高压过滤器的输出端分别与所述第二电磁阀和第三电磁阀的输入端连接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的风力发电机组偏航液压制动系统，其特征在于，还包括可调节流阀，所述可调节流阀连接在所述单向阀和偏航制动卡钳组之间。
7.根据权利要求6所述的风力发电机组偏航液压制动系统，其特征在于，还包括压力传感器和测压接头，所述压力传感器和测压接头均连接在所述可调节流阀和偏航制动卡钳组之间。
8.根据权利要求7所述的风力发电机组偏航液压制动系统，其特征在于，还包括偏航蓄能器，所述偏航蓄能器连接在所述可调节流阀和偏航制动卡钳组之间。
9.根据权利要求1所述的风力发电机组偏航液压制动系统，其特征在于，还包括安全溢流阀，所述安全溢流阀的一端与所述液压泵的输出端连接，另一端与所述油箱连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20171020 |