CN202203048U - 一种兆瓦级风力发电液压控制系统 - Google Patents

一种兆瓦级风力发电液压控制系统 Download PDF

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伍兰昌
王福山
朱熙耕
贺其宝
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Abstract

本实用新型涉及一种兆瓦级风力发电液压控制系统，包括油箱、液压泵、过滤器、溢流阀、换向阀、单向阀、调速阀、变桨距控制单元、偏航控制单元、制动控制单元等。液压泵从油箱中吸油，液压油通过过滤器过滤，进入二位二通电磁换向阀，分别进入变桨距控制单元、偏航控制单元和制动控制单元，对风力发电机的的运行进行制动、偏航、变桨距控制。本实用新型一种兆瓦级风力发电液压控制系统，具有动态性能好、响应速度快和稳定可靠的特点。

Description

一种兆瓦级风力发电液压控制系统
技术领域：
本实用新型属于风力发电技术领域，特别是一种兆瓦级风力发电液压控制系统。
背景技术：
当风力发电机启动时，可以通过变桨距来获得足够的启动转矩；当风速过高时，叶片可以沿着纵轴方向旋转，以改变气流对叶片的攻角，从而改变风力发电机获得的空气动力转矩，控制风轮能量吸收，以保持一定的输出功率，变桨距调节的优点是机组启动性能好，输出功率稳定，机组结构受力小，停机方便安全。
在风力发电场中，风向会随时会发生变化。当风轮扫掠面和风向不垂直时，不但机组输出动率减少，而且承受的载荷更加大，对风力发电系统产生危险，所以需要风轮始终对准风向。偏航系统可以使风轮稳定的跟踪变化的风，驱动机舱围绕塔架中心线旋转，使风轮扫掠面和风向保持垂直，保证捕获最大的风能。
制动系统的驱动机构主要用来执行风力机的开关机指令，其工作任务是使风力发电机组运行时制动机构始终保持压力，当需要停机或制动时，刹车闸对主轴进行刹车，使风轮停止转动。
所以说风力发电机的液压控制系统主要包括变桨距控制、偏航控制和制动控制。传统的风力发电机的控制系统主要是采用电机反馈控制系统，存在着扭矩小、控制困难、检修不方便，维修成本高的缺点。
发明内容：
本实用新型的目的是针对上述缺点，提出的一种兆瓦级风力发电液压控制系统，采用改液压控制系统，可以克服电机反馈控制系统的缺点，在变桨距和偏航时不仅提供更大的扭矩，而且系统的响应速度快和稳定可靠，并且维护的成本要低。
本实用新型采用的技术方案一种兆瓦级风力发电液压控制系统，由油箱I(1)、油箱II(7)、油箱III(22)、液压泵(2)、过滤器I(3)、过滤器II(28)、溢流阀I(5)、溢流阀II(23)、二位二通电磁换向阀I(6)、二位二通电磁换向阀II(11)、二位二通电磁换向阀III(18)、二位二通电磁换向阀IV(17)、二位二通电磁换向阀V(29)、二位二通电磁换向阀VI(30)、单向阀I(4)、单向阀II(12)、单向阀III(31)、单向阀IV(25)、调速阀I(13)、调速阀II(26)、三位四通电磁换向阀(8)、可调单向节流阀(9)、可调节流阀I(16)、可调节流阀II(19)、可调节流阀III(21)、可调节流阀IV(24)、液压缸I(10)、液压缸II(14)、液压缸III(15)、液压缸IV(27)、减压阀(20)。其特征在于：液压泵(2)从油箱I(1)中吸油，液压油通过过滤器I(3)进入二位二通电磁换向阀I(6)，分别进入变桨距控制单元的液压缸I(10)、偏航控制单元液压缸II(14)与液压缸III(15)和制动控制单元液压缸IV(27)等组成。
所述的溢流阀I(5)与单向阀I(4)的出油口连接。
所述的三位四通电磁换向阀(8)与二位二通电磁换向阀I(6)的出油口连接。
所述的三位四通电磁换向阀(8)与变桨距控制单元的液压缸I(10)之间连接有可调单向节流阀(9)。
所述的二位二通电磁换向阀II(11)与变桨距控制单元的液压缸I(10)和可调单向节流阀(9)之间的管路连接。
附图说明：
图1为本实用新型的系统示意图。
具体实施方式：
参见图1，液压泵(2)由同一管路依次经过滤器I(3)、单向阀I(4)和二位二通电磁换向阀I(6)分别与变桨距控制单元、偏航控制单元、制动控制单元管路连接。
溢流阀I(5)与单向阀I(4)的出油口连接，当系统的压力大于溢流阀I(5)的调定压力的时候，溢流阀I(5)打开，液压油回油箱，对整个液压控制系统起安全作用。
风力发电机不工作时，二位二通电磁换向阀I(6)处于左位，当风力发电机工作时，二位二通电磁换向阀I(6)得电，右位工作。
当风向不改变时，三位四通电磁换向阀(8)处于中位，变桨距不工作；当风向改变需要顺桨时，三位四通电磁换向阀(8)右位工作，液压油从二位二通电磁换向阀I(6)出来，进入三位四通电磁换向阀(8)右位，通过可调单向节流阀(9)进入变桨距控制单元的液压缸I(10)左腔，二位二通电磁换向阀II(11)左位得电，回油路为差动连接，实现快速顺桨；当逆桨时，三位四通电磁换向阀(8)左位工作，液压油从二位二通电磁换向阀I(6)出来，进入三位四通电磁换向阀(8)左位，依次经过单向阀II(12)和二位二通电磁换向阀II(11)右位，进入液压缸I(10)右腔实现逆桨。
二位二通电磁换向阀IV(17)连接在二位二通电磁换向阀III(18)与可调节流阀I(16)之间的管路上，二位二通电磁换向阀IV(17)与油箱III(22)管路连接，减压阀(20)的泄压端与油箱III(22)管路连接。
当管路中液压油的压力超过减压阀(20)的设定压力的时候自动导通，将液压油卸至油箱III(22)，以防止液压系统因管路压力过大发生危险。
制动控制单元由液压缸II(14)和液压缸III(15)组成，调速阀I(16)保证液压管路中的液压油的流动速度均衡，使液压缸II(14)和液压缸III(15)的油缸活塞杆的推出动作平缓，从而保证液压系统刹车平稳。
当风力发电机停机刹车时，二位二通电磁换向阀III(18)与二位二通电磁换向阀IV(17)均处于失电状态，二位二通电磁换向阀III(18)左路导通，二位二通电磁换向阀IV(17)关闭。液压油经过减压阀(20)后，压力降为设定值，再经过单向阀III(31)、可调节流阀II(19)以及二位二通电磁换向阀III(18)的左位，通过可调节流阀I(16)进入偏航控制单元液压缸II(14)无杆腔与液压缸III(15)无杆腔，使活塞杆伸出，从而对风力发电机刹车。
当风力发电机重新开始运转时，二位二通电磁换向阀III(18)与二位二通电磁换向阀IV(17)均处于得电状态，此时二位二通电磁换向阀III(18)关闭，二位二通电磁换向阀IV(17)导通。液压缸II(14)与液压缸III(15)的液压油通过二位二通电磁换向阀IV(17)，经泄压口流至油箱III(22)，液压缸II(14)与液压缸III(15)的活塞杆在弹簧力的作用下缩回，使得风力发电机刹车松开，风力发电机正常运转。
溢流阀II(23)在管路中的液压油压力值超过设定值的时候自动导通，将液压油卸至油箱III(22)，以防止液压系统因管路压力过大发生运行故障。
可调节流阀IV(24)保证液压管路中的液压油的流动速度均衡，使偏航控制单元的液压缸IV(27)的活塞杆推出时动作平缓，保证液压系统刹车时的平稳。
单向阀I(4)和单向阀IV(25)的作用是防止管路中液压油的回流。
当风力发电机需要偏航时，二位二通电磁换向阀V(29)和二位二通电磁换向阀VI(30)均失电处于开启状态，从二位二通电磁换向阀I(6)出来的液压油依次经过可调节流阀IV(24)、单向阀IV(25)、调速阀II(26)进入偏航控制单元的液压缸IV(27)的左腔，然后从另一端流出，经过过滤器II(28)，到达二位二通电磁换向阀V(29)和二位二通电磁换向阀VI(30)的接口处，从二位二通电磁换向阀V(29)和二位二通电磁换向阀VI(30)的右位流出进入油箱III(22)，液压缸IV(27)的活塞杆在液压油作用下伸出，使风力发电机偏航齿圈运动，风力发电机偏航。

Claims (5)

1.一种兆瓦级风力发电液压控制系统，包括油箱I(1)、油箱II(7)、油箱III(22)、液压泵(2)、过滤器I(3)、过滤器II(28)、溢流阀I(5)、溢流阀II(23)、二位二通电磁换向阀I(6)、二位二通电磁换向阀II(11)、二位二通电磁换向阀III(18)、二位二通电磁换向阀IV(17)、二位二通电磁换向阀V(29)、二位二通电磁换向阀VI(30)、单向阀I(4)、单向阀II(12)、单向阀III(31)、单向阀IV(25)、调速阀I(13)、调速阀II(26)、三位四通电磁换向阀(8)、可调单向节流阀(9)、可调节流阀I(16)、可调节流阀II(19)、可调节流阀III(21)、可调节流阀IV(24)、液压缸I(10)、液压缸II(14)、液压缸III(15)、液压缸IV(27)、减压阀(20) ，其特征在于：液压泵(2)从油箱I(1)中吸油，液压油通过过滤器I(3)进入二位二通电磁换向阀I(6)，分别进入变桨距控制单元的液压缸I(10)、偏航控制单元液压缸II(14)与液压缸III(15)和制动控制单元液压缸IV(27)。
2.根据权利要求1所述的一种兆瓦级风力发电液压控制系统，其特征在于：所述的溢流阀I(5)与单向阀I(4)的出油口连接。
3.根据权利要求1所述的一种兆瓦级风力发电液压控制系统，其特征在于：所述的三位四通电磁换向阀(8)与二位二通电磁换向阀I(6)的出油口连接。
4.根据权利要求1所述的一种兆瓦级风力发电液压控制系统，其特征在于：所述的三位四通电磁换向阀(8)与变桨距控制单元的液压缸I(10)之间连接有可调单向节流阀(9)。
5.根据权利要求1所述的一种兆瓦级风力发电液压控制系统，其特征在于：所述的二位二通电磁换向阀II(11)与变桨距控制单元的液压缸I(10)和可调单向节流阀(9)之间的管路连接。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102797632A (zh) * 2012-09-05 2012-11-28 杨洁 一种风力发电机组用偏航控制和制动液压系统
CN102817777A (zh) * 2012-08-31 2012-12-12 杨洁 一种风力发电机组用偏航和轮毂制动液压系统
CN109441724A (zh) * 2018-12-26 2019-03-08 北京金风科创风电设备有限公司 用于液压变桨系统的安全节流装置及方法、液压变桨系统

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