CN111946804A - 风力发电机组变桨齿轮喷射润滑系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风力发电机组变桨齿轮喷射润滑系统及其控制方法。系统包括润滑泵和电控系统；所述润滑泵的主油管分支为多个支油管，多个所述支油管分别与一个电磁阀的进油口连接，多个所述电磁阀的出油口分别连接有一个喷嘴；所述主油管旁接有压力检测装置，用于测试所述主油管的压力；所述润滑泵、多个电磁阀和压力检测装置分别与所述电控系统电连接。一种风力发电机组变桨齿轮喷射润滑系统的控制方法，使用了上述的风力发电机组变桨齿轮喷射润滑系统。通过风力发电机组变桨齿轮喷射润滑系统可克服风力发电机组变桨齿轮现有润滑方法润滑效果差，特别是叶片处在0度角或90度角时，润滑小齿轮无法将润滑剂传递到处在啮合状态的齿轮的问题。

Description

风力发电机组变桨齿轮喷射润滑系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种风力发电机组变桨齿轮喷射润滑系统及其控制方法。

背景技术

为了最大限度地捕获风能，风力发电机组需要通不停地进行变桨动作来调整叶片迎风角度。目前风力发电机组变桨系统主要有电动变桨和液压变桨两种类型。其中国内绝大部分风机采用电动变桨系统。电动变桨是通过变桨驱动输出小齿轮与变桨轴承齿圈的啮合传动实现叶片调整。当风机并网发电时，绝大部分时间叶片在0度附近（即桨距角为0度的位置附近）微动或者小角度范围内调节角度，此时变桨轴承上与变桨驱动输出小齿轮啮合的几个齿轮就频繁的处于转动啮合状态，由于齿轮微动时，啮合的开式齿轮之间存在频繁地相对滑动，易出现磨损情况。为了保证变桨系统的传动精度和可靠性，需要对变桨系统的开式齿轮进行润滑。

现有技术中，在兆瓦级风机上，变桨轴承齿圈和驱动输出小齿轮组成的开式齿轮副润滑方式通常采用人工润滑方式和润滑小齿轮的润滑方式。其中，人工润滑方式通过停机后在变桨轴承齿圈和变桨驱动输出小齿轮表面涂抹润滑脂的方式进行润滑维护；润滑小齿轮的润滑方式为通过一个齿面能排出润滑剂的润滑小齿轮与被润滑齿轮副（变桨驱动输出小齿轮与变桨轴承齿圈）中的任一齿轮进行啮合传动，将润滑剂自动涂抹到变桨驱动输出小齿轮或变桨轴承齿圈，再通过变桨驱动输出小齿轮与变桨轴承齿圈的啮合实现润滑剂在齿轮副间传递而达润滑目的。

然而，人工润滑方式需要停机，还需要进入轮毂进行作业，因风机内部空间狭小，所以在风机上采用人工润滑通常存在维护难度大，润滑不及时，发电量损失等问题；润滑小齿轮的润滑方式需要润滑小齿轮与被润滑齿轮副之间尽可能多地进行啮合传动，这样才能将润滑剂充分传递到被润滑齿轮副，但风力发电机组在正常并网发电时，叶片主要在0度角附近微动或者小角度转动，风力发电机组在停机时，叶片处在90度角；叶片处在这两个角度位置时，润滑小齿轮都无法将润滑剂传递到处在啮合状态的齿轮，这几个频繁啮合的开式齿轮在较短的时间内就会出现因润滑剂缺失而出现干摩擦，干摩擦急剧地加速了变桨轴承开式齿轮的磨损。

发明内容

为解决上述问题本发明提供一种风力发电机组变桨齿轮喷射润滑系统及其控制方法，克服风力发电机组变桨齿轮现有润滑方法润滑效果差，特别是叶片处在0度角或90度角时，润滑小齿轮无法将润滑剂传递到处在啮合状态的齿轮的问题。

本发明提供的技术方案是提供一种风力发电机组变桨齿轮喷射润滑系统，包括润滑泵和电控系统；

所述润滑泵的主油管分支为多个支油管，多个所述支油管分别与一个电磁阀的进油口连接，多个所述电磁阀的出油口分别连接有一个喷嘴；

所述主油管或支油管上旁接有压力检测装置，用于测试所述主油管或支油管的压力；

所述润滑泵、多个所述电磁阀和所述压力检测装置分别与所述电控系统电连接。

在一种可能的实现方式中，所述主油管和支油管均为高压软管。

本发明还提供了一种风力发电机组变桨齿轮喷射润滑系统的控制方法，包括以下步骤：

首先获取风力发电机组当前叶片角度；

当所述叶片角度不在0度或90度时，启动齿轮喷射润滑系统对变桨齿轮进行喷射润滑；

当所述叶片角度在0度或90度时，启动所述润滑泵加压，当所述主油管或支油管压力达到设定压力时，风机叶片开桨或收桨θ度，当叶片达到要求的角度位置后，启动齿轮喷射润滑系统对变桨齿轮进行喷射润滑，喷射完成后，控制叶片回到原来的角度。

在上述控制方法中，所述启动齿轮喷射润滑系统对变桨齿轮进行喷射润滑，包括以下步骤：

步骤1：通过所述压力检测装置检测油管的压力，并反馈给电控系统，若达到设定压力则进入步骤2，否则进入步骤3；

步骤2：打开所有所述电磁阀t_o秒后迅速关闭，完成润滑剂喷射；

步骤3：启动所述润滑泵加压，若在设定时间t_m内达到设定压力则停止润滑泵，打开所有所述电磁阀，所述电磁阀打开t_o秒后迅速关闭，完成润滑剂喷射。

在上述控制方法中，所述启动润滑泵加压，包括：

在加压过程中若检测到所述润滑泵液位低则停止所述润滑泵，并报故障；

在加压过程中，若润滑泵启动的时间超过设定时间t_m仍未达到设定压力，则停止所述润滑泵，报故障。

在上述控制方法中，在喷射完成后，还包括：

检测所述主油管或支油管压力是否低于所述压力检测装置的设定压力，如压力低于设定压力则结束，否则报故障。

本发明的有益效果是：结构简单，润滑效果好，可以改善变桨开式齿轮润滑状况特别是降低叶片处在0度角位置时处于啮合状态的齿轮磨损；通过调节电磁阀的开启时间可以调节单次喷射量，减少润滑剂浪费；不需要气源，利用软管弹性势能实现无气喷射润滑，避免污染。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种风力发电机组变桨齿轮喷射润滑系统图；

图2为本发明实施例提供的风力发电机组变桨齿轮喷射润滑系统的控制方法流程图；

图3为本发明实施例提供的启动齿轮喷射润滑系统对变桨齿轮进行喷射润滑的流程图。

附图标记说明：

1-润滑泵；2-主油管；3-接头；4-支油管；5-电磁阀；6-喷嘴；7-压力检测装置；8-电控系统。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1本实施例提供的一种风力发电机组变桨齿轮喷射润滑系统图；参考图1，该风力发电机组变桨齿轮喷射润滑系统包括主油管2、接头3、支油管4、电磁阀5、喷嘴6、压力检测装置7以及电控系统8；所述的润滑泵1出口通过主油管2与接头3的进油口连接；所述的电磁阀5进油口通过支油管4与接头3的一个出口连接；喷嘴6与电磁阀5出油口连接；所述的压力检测装置7安装在主油管2或支油管4上，其用于检测主油管2或支油管4的压力；所述润滑泵1、电磁阀5，压力检测装置7均接入电控系统8。

在一种可能的实现方式中，所述的主油管2和支油管4均为高压软管；所述的压力检测装置7为可调式压力开关，并安装主油管2或者支油管4上，用于检测油管的压力。

在一种可能的实现方式中，所述电磁阀5为二位二通常闭型电磁阀；所述电控系统8为风机控制系统。

如图2为本实施例提供的风力发电机组变桨齿轮喷射润滑系统的控制方法流程图，参考图2，本实施例提供一种风力发电机组变桨齿轮喷射润滑控制方法，具体步骤如下：

电控系统8首先获取风力发电机组当前叶片角度；

当叶片角度不在0度和90度时，启动齿轮喷射润滑系统对变桨齿轮进行喷射润滑；具体来说，叶片角度不在0度和90度的时间相对较短，一般为风速超过风力发电机组额定风速的情况，且此时如增加开桨角度，则可能造成风机超速引发安全事故，所以直接启动齿轮喷射润滑系统对变桨齿轮进行喷射润滑。

当叶片在0度或90度时，启动润滑泵1加压，在加压过程中若检测到润滑泵1液位低则停止润滑泵1，报“润滑泵液位低故障”；在润滑泵1启动后的t_m时间内，若主油管2或支油管4的压力达到设定压力后，风机叶片开桨或收桨θ度，当叶片达到要求的角度位置后，叶片在0度或90度角位置时啮合的几个变桨开式齿轮正好处在喷嘴的喷射范围内，此时启动齿轮喷射润滑系统润滑，润滑剂将被喷射到这几个齿轮上，让这几个频繁处于啮合状态的开式齿轮得到充分润滑。喷射润滑完成后，叶片回到原来的角度位置，同时检测主油管2或支油管4压力是否低于压力检测装置7的设定压力，如主油管2压力或支油管4低于设定压力则结束，否则报“电磁阀动作故障或压力开关故障”。在启动润滑泵加压的过程中，若润滑泵1启动时间超过t_m，主油管2或支油管4的压力仍未达到设定压力，则停止润滑泵1，并报“系统泄漏或压力开关故障”。

图3为本实施例提供的启动齿轮喷射润滑系统对变桨齿轮进行喷射润滑的控制流程图，参考图3，具体步骤如下：

步骤1：通过压力检测装置7检测到主油管2的压力，并反馈给电控系统8一个开关量信号，若达到设定压力则进入步骤2，否则进入步骤3。

步骤2：电控系统8通电打开电磁阀5并在t₀秒后迅速关闭，由于主油管2和支油管4在润滑剂的压力作用下发生了弹性变形，储存了弹性势能，二位二通电磁阀5打开的瞬间，润滑剂在弹性能的作用压下经喷嘴6喷射到喷嘴6所对准的齿轮上；喷射完后，主油管2和支油管4内的压力均下降且低于压力检测装置7所设定的压力，此时，压力检测装置7会反馈一个开关量信号给电控系统8，电控系统8根据信号判断喷射是否正常完成；如电控系统8未收到压力开关7给出的正常完成信号，则报“电磁阀动作故障或压力开关故障”。

步骤3：启动润滑泵1加压，如润滑泵1启动的时间超过设定时间t_m仍未达到设定压力，则停止润滑泵1，报“系统泄漏或压力开关故障”；如在设定的时间t_m内达到设定压力则停止润滑泵1，同时打开所有电磁阀5，电磁阀5打开t_o秒后迅速关闭，完成喷射；喷射完后，检测主油管2或支油管4压力是否低于压力检测装置7的设定压力，如主油管2压力或支油管4低于设定压力则结束，否则报“电磁阀动作故障或压力开关故障”。

本发明结构简单，润滑效果好，可以改善变桨开式齿轮润滑状况特别是降低叶片处在0度角位置时处于啮合状态的变桨开式齿轮磨损；通过调节电磁阀的开启时间t_o可以调节单次喷射量，减少润滑剂浪费；不需要气源，利用软管弹性势能实现无气喷射润滑，避免污染。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种风力发电机组变桨齿轮喷射润滑系统，其特征在于，包括润滑泵和电控系统；

所述润滑泵的主油管分支为多个支油管，多个所述支油管分别与一个电磁阀的进油口连接，多个所述电磁阀的出油口分别连接有一个喷嘴；

所述主油管或支油管上旁接有压力检测装置，用于测试所述主油管或支油管的压力；

所述润滑泵、多个所述电磁阀和所述压力检测装置分别与所述电控系统电连接。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组变桨齿轮喷射润滑系统，其特征在于，所述主油管和支油管均为高压软管。

3.根据权利要求1所述一种风力发电机组变桨齿轮喷射润滑系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

首先获取风力发电机组当前叶片角度；

当所述叶片角度不在0度或90度时，启动齿轮喷射润滑系统对变桨齿轮进行喷射润滑；

当所述叶片角度在0度或90度时，启动所述润滑泵加压，当所述主油管或支油管压力达到设定压力时，风机叶片开桨或收桨θ度，当叶片达到要求的角度位置后，启动齿轮喷射润滑系统对变桨齿轮进行喷射润滑，喷射完成后，控制叶片回到原来的角度。

4.根据权利要求3所述的风力发电机组变桨齿轮喷射润滑系统的控制方法，其特征在于，所述启动齿轮喷射润滑系统对变桨齿轮进行喷射润滑，包括以下步骤：

步骤1：通过所述压力检测装置检测油管的压力，并反馈给电控系统，若达到设定压力则进入步骤2，否则进入步骤3；

步骤2：打开所有所述电磁阀t_o秒后迅速关闭，完成润滑剂喷射；

步骤3：启动所述润滑泵加压，若在设定时间t_m内达到设定压力则停止润滑泵，打开所有所述电磁阀，所述电磁阀打开t_o秒后迅速关闭，完成润滑剂喷射。

5.根据权利要求3或4任一项所述的风力发电机组变桨齿轮喷射润滑系统的控制方法，其特征在于，所述启动润滑泵加压，包括：

在加压过程中若检测到所述润滑泵液位低则停止所述润滑泵，并报故障；

在加压过程中，若润滑泵启动的时间超过设定时间t_m仍未达到设定压力，则停止所述润滑泵，报故障。

6.根据权利要求3或4任一项所述的风力发电机组变桨齿轮喷射润滑系统的控制方法，其特征在于，在喷射完成后，还包括：

检测所述主油管或支油管压力是否低于所述压力检测装置的设定压力，如压力低于设定压力则结束，否则报故障。

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