CN207485602U - 一种风力发电机组数字液压变桨系统 - Google Patents

一种风力发电机组数字液压变桨系统 Download PDF

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石明礼
刘卫
李葳
宋昭
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Abstract

本实用新型公开了一种风力发电机组数字液压变桨系统，包括变桨油缸、数字阀组、第一两位三通电磁换向阀、第二两位三通电磁换向阀、单向阀、第一两位两通电磁开关阀，数字阀组由n≥2个数字阀依次并联而成，每个数字阀均由一个第二两位两通电磁开关阀和一个节流阀串联组成，数字阀组通过第一两位三通电磁换向阀、第二两位三通电磁换向阀与变桨油缸相连，第一两位三通电磁换向阀、第二两位三通电磁换向阀分别连接变桨油缸的进油腔和回油腔，单向阀并联在数字阀组和第二两位三通电磁换向阀上，第一两位两通电磁开关阀安装在变桨油缸的回油路上。本实用新型的结构简单可靠，可实现丰富的控制策略，且操作方便。

Description

一种风力发电机组数字液压变桨系统
技术领域
本实用新型涉及风力发电机组变桨控制的技术领域，尤其是指一种风力发电机组数字液压变桨系统。
背景技术
风力发电机组变桨控制系统是依靠驱动技术和动力系统改变桨距角的大小来改变叶片气动特性的伺服系统，与发电效率、电能质量以及风力发电系统的稳定性密切相关，是风力发电技术中极为重要的环节。目前，全球商业运行的MW级风力发电机组中，根据变桨执行机构的不同主要分为电动变桨系统和液压变桨系统。
液压变桨系统由于其简单可靠，单位体积功率密度高，已被广泛应用于大兆瓦风力发电机组。传统的液压变桨系统主要包括液压动力单元(含油箱、电机、液压泵、阀块，过滤器，冷却系统及各类传感器辅件等)、液压缸、变桨比例阀、蓄能器、管路接头等。通过控制电液比例阀实现液压缸活塞杆的直线运动转化为变桨轴承的圆周运动以调整桨叶角度的变化。
传统液压变桨系统采用的电液比例阀成本较高，对油液污染较敏感，需要配置额外的功率放大电路和阀芯位移反馈，控制系统需要配置专用的A/D和D/A转换模块，控制较复杂，可靠性较差。一旦其发生故障失效，机组必须停机，造成的损失巨大。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种结构紧凑、简单可靠、操作方便的风力发电机组数字液压变桨系统。
为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种风力发电机组数字液压变桨系统，包括有变桨油缸、数字阀组、第一两位三通电磁换向阀、第二两位三通电磁换向阀、单向阀、第一两位两通电磁开关阀，其中，所述数字阀组由n≥2个数字阀依次并联而成，每个数字阀均由一个第二两位两通电磁开关阀和一个节流阀串联组成，即所述数字阀组是由n个第二两位两通电磁开关阀和n个节流阀组成，所述数字阀组通过第一两位三通电磁换向阀、第二两位三通电磁换向阀与变桨油缸相连，用于控制进入变桨油缸的流量，通过进油节流实现对变桨油缸的运动速度和位置控制，所述第一两位三通电磁换向阀、第二两位三通电磁换向阀分别连接变桨油缸的进油腔和回油腔，用于控制变桨油缸的运动方向，所述单向阀并联在数字阀组和第二两位三通电磁换向阀上，用于实现变桨油缸的差动回路，所述第一两位两通电磁开关阀安装在变桨油缸的回油路上，该第一两位两通电磁开关阀失电常开，变桨油缸正常回油，当需要实现差动回路时，该第一两位两通电磁开关阀得电关闭，变桨油缸的回油通过单向阀回到进油腔。
所述数字阀组中的n个节流阀的节流口面积比为S1:S2:…:Sn＝20:21:…:2n-1，n个第二两位两通电磁开关阀由n位二进制信号驱动，n个节流阀综合开口节流面积即为n个节流口面积之和。
所述数字液压变桨系统还安装有安全蓄能器、用于控制系统压力的溢流阀以及用于实时监控系统压力的压力传感器，同时也设置了系统压力测压点。
所述安全蓄能器采用手动截止阀卸荷。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
本实用新型的数字液压变桨系统采用普通的电磁开关阀和节流阀，成本低，结构简单，可靠性高，可实现丰富的控制策略；当其中一组或多组开关阀和节流阀失效后，系统仍能保证主要功能。
附图说明
图1为本实用新型所述数字液压变桨系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
参见图1所示，本实施例所提供的风力发电机组数字液压变桨系统，包括有变桨油缸113、数字阀组、第一两位三通电磁换向阀111、第二两位三通电磁换向阀112、单向阀109、第一两位两通电磁开关阀110；所述数字阀组由n≥2个数字阀依次并联而成，且每个数字阀均由一个第二两位两通电磁开关阀107和一个节流阀108串联组成，即所述数字阀组是由n个第二两位两通电磁开关阀107和n个节流阀108组成，所述数字阀组通过第一两位三通电磁换向阀111、第二两位三通电磁换向阀112与变桨油缸113相连，用于控制进入变桨油缸113的流量，通过进油节流实现对变桨油缸113的运动速度和位置控制，所述第一两位三通电磁换向阀111、第二两位三通电磁换向阀112分别连接变桨油缸113的进油腔和回油腔，用于控制变桨油缸113的运动方向，所述单向阀109并联在数字阀组和第二两位三通电磁换向阀112上，用于实现变桨油缸113的差动回路，以实现快速和紧急顺桨，所述第一两位两通电磁开关阀110安装在变桨油缸113的回油路上，该第一两位两通电磁开关阀110失电常开，变桨油缸113正常回油，当需要实现差动回路时，该第一两位两通电磁开关阀110得电关闭，变桨油缸113的回油通过单向阀109回到进油腔。所述数字液压变桨系统的压力由溢流阀101设定，进油P口设置了单向阀100，同时系统也设置了安全蓄能器106(带常闭的手动截止阀105)，可以通过常开的手动截止阀102卸荷，压力传感器103用于实时监控系统压力，同时设置了系统压力测压点104。
事先调节n个节流阀108的节流口面积比为S1:S2:…:Sn＝20:21:…:2n-1，把控制信号编制成n位二进制信号，来驱动n个第二两位两通电磁开关阀107，n个节流阀108的综合开口节流面积即为数字阀组节流口面积之和，在每一个采样周期内，控制器将检测到的变桨油缸实际位置和期望的位置进行比较，按照设计的控制规律，经过判断、计算，发出一组二进制编码控制这n个第二两位两通电磁开关阀107，得到不同的综合开口面积，从而控制变桨油缸113的流量，使变桨油缸113按要求运动。
以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之功能、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种风力发电机组数字液压变桨系统，其特征在于：所述数字液压变桨系统包括有变桨油缸、数字阀组、第一两位三通电磁换向阀、第二两位三通电磁换向阀、单向阀、第一两位两通电磁开关阀，其中，所述数字阀组由n≥2个数字阀依次并联而成，每个数字阀均由一个第二两位两通电磁开关阀和一个节流阀串联组成，即所述数字阀组是由n个第二两位两通电磁开关阀和n个节流阀组成，所述数字阀组通过第一两位三通电磁换向阀、第二两位三通电磁换向阀与变桨油缸相连，用于控制进入变桨油缸的流量，通过进油节流实现对变桨油缸的运动速度和位置控制，所述第一两位三通电磁换向阀、第二两位三通电磁换向阀分别连接变桨油缸的进油腔和回油腔，用于控制变桨油缸的运动方向，所述单向阀并联在数字阀组和第二两位三通电磁换向阀上，用于实现变桨油缸的差动回路，所述第一两位两通电磁开关阀安装在变桨油缸的回油路上，该第一两位两通电磁开关阀失电常开，变桨油缸正常回油，当需要实现差动回路时，该第一两位两通电磁开关阀得电关闭，变桨油缸的回油通过单向阀回到进油腔。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组数字液压变桨系统，其特征在于：所述数字阀组中的n个节流阀的节流口面积比为S1:S2:…:Sn＝20:21:…:2n-1，n个第二两位两通电磁开关阀由n位二进制信号驱动，n个节流阀综合开口节流面积即为n个节流口面积之和。
3.根据权利要求1所述的一种风力发电机组数字液压变桨系统，其特征在于：所述数字液压变桨系统还安装有安全蓄能器、用于控制系统压力的溢流阀以及用于实时监控系统压力的压力传感器，同时也设置了系统压力测压点。
4.根据权利要求3所述的一种风力发电机组数字液压变桨系统，其特征在于：所述安全蓄能器采用手动截止阀卸荷。
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