CN207777065U - 液压变桨系统及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液压变桨系统及风力发电机组，所述液压变桨系统包括油缸和变桨轴承，所述变桨轴承的内圈和外圈中的一者与所述风力发电机组的轮毂固定，所述液压变桨系统还包括与所述变桨轴承的内圈和外圈中的另一者固定的第一安装板以及与所述轮毂固定的第二安装板，所述油缸的一端通过第一连接装置连接到所述第一安装板，所述油缸的另一端通过第二连接装置连接到所述第二安装板。所述液压变桨系统的结构强度和刚度从整体上得以提高，确保了精确可靠地完成变桨，并减少了安全事故的发生。

Description

液压变桨系统及风力发电机组

技术领域

本实用新型涉及风力发电领域，具体地说，本实用新型涉及一种液压变桨系统及具有该液压变桨系统的风力发电机组。

背景技术

在风力发电机组上采用的液压变桨系统的传动力由油缸承载输出，能够提供的较大的传动力矩，在大型风机或大叶片的高传动力运转情况下，液压变桨系统更容易进行调节，且对风机变桨要求的响应非常快，且桨叶振动小，更容易进行可靠的变桨控制，且变桨精度高。当液压变桨系统和变桨控制器结合使用时，系统结构性的载荷也可以得到一定程度的减小，传动平稳，可以提高变桨部件的使用寿命。

液压变桨系统是由液压站作为动力源，液压油为传递介质，把将油缸活塞杆的径向推力转变为叶片旋转的变桨力，实现机组变桨。油缸作为重要的执行驱动元件，油缸的连接形式对变桨而言是重要的驱动结构。

由于变桨时需要很大的驱动力矩，因此需要油缸的输出很大推力，并且要经常顺桨和开桨动作，油缸的连接部位不仅要能够满足极限载荷的要求，还要能够承受交变载荷而产生疲劳载荷，如果连接部件不能满足作业要求，会造成故障和安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种液压变桨系统，从整体上提高结构强度、刚度，确保精确可靠地完成变桨，避免变桨故障的发生。

本实用新型的另一目的在于提供一种风力发电机组。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一方面，提供了一种用于风力发电机组的液压变桨系统，该液压变桨系统包括油缸和变桨轴承，所述变桨轴承的内圈和外圈中的一者与所述风力发电机组的轮毂固定，所述液压变桨系统还包括与所述变桨轴承的内圈和外圈中的另一者固定的第一安装板以及与所述轮毂固定的第二安装板，所述油缸的一端通过第一连接装置可转动地连接到所述第一安装板，所述油缸的另一端通过第二连接装置可转动地连接到所述第二安装板。

可选地，所述第一安装板和所述第二安装板平行地设置，所述油缸安装在所述第一安装板和所述第二安装板之间。

可选地，所述第一连接装置包括：第一支座，一体地形成在所述第一安装板上；第一轴承，在所述第一支座上支撑所述油缸的所述一端相对于所述第一支座转动。

可选地，所述第二连接装置包括：第二支座，固定在所述第二安装板上；销轴，将所述油缸的所述另一端可转动地连接到所述第二支座，并且所述销轴相对于所述第二支座位置固定。

可选地，在所述销轴的端部上形成有凸缘，所述凸缘被固定在所述第二支座上。

可选地，在所述第二安装板上还设置有蓄能器组件，所述蓄能器组件包括固定架、安装在所述固定架上的多个蓄能器以及弹性支撑件，所述弹性支撑件在所述第二安装板上弹性地支撑所述固定架。

可选地，所述蓄能器组件和所述第二连接装置分别安装在所述第二连接板的相对的两个侧面上。

可选地，所述油缸的数量为两个，且所述两个油缸相对于所述变桨轴承的中心对称且相互平行地设置。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种风力发电机组，所述风力发电机组包括上述液压变桨系统。

本实用新型所提供的液压变桨系统的变桨轴承和轮毂的受力得到改善，整体提高了液压变桨系统和轮毂的结构强度、刚度，有助于减小整体变形，延长使用寿命，降低故障率和安全隐患，同时还能够简化油缸的拆卸和后期维护。

附图说明

图1是根据本实用新型的实施例的液压变桨系统的结构示意图；

图2是根据本实用新型的实施例的液压变桨系统的透视剖视图；

图3是根据本实用新型的实施例的液压变桨系统的透视剖视图。

附图标记说明：

1：轮毂，2：变桨轴承，3：第一安装板，4：第二安装板，5：油缸，51：活塞杆端，52：缸筒端，6：固定架，7：第一连接装置，71：第一支座，72：第一轴承，8：第二连接装置，81：第二支座，82：销轴，83：销轴安装板，9：托板，10：支撑梁，11：弹性支撑件。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能够更好的理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。

如图1至图3所示，根据本实用新型的实施例，提供了一种用于风力发电机组的液压变桨系统，用于执行叶片变桨操作。液压变桨系统的变桨轴承2的内圈和外圈中的一者可与风力发电机组的轮毂1固定，另一者与叶片固定，具体的安装方式可根据现场需求和风力风电机组的型号等因素确定。

液压变桨系统还包括第一安装板3和第二安装板4，如上所述，在轮毂1与变桨轴承2的内圈和外圈中的一者固定且另一者与叶片固定的情况下，第二安装板4可与轮毂固定，也即相对于变桨轴承2的内圈和外圈中的所述一者固定，而第一安装板3可与内圈和外圈中的所述另一者固定。液压变桨系统利用液压压力推动变桨轴承2的内圈相对外圈转动，从而带动叶片转动，实现变桨。

在下面的描述中，以变桨轴承2的外圈与轮毂1固定且内圈与叶片固定，也即，第一安装板3与变桨轴承2的内圈固定，且第一安装板4固定在轮毂上为例进行说明。

液压变桨系统还可包括油缸5，该油缸5可具有活塞杆端51和缸筒端52，其中一端可连接到第一安装板3，另一端可连接到第二安装板4。通过调节油缸5内的液压压力来控制活塞杆的伸缩，可驱使第一安装板3和第二安装板4发生相对转动，从而促进叶片进行变桨。在本实用新型的实施例中，以活塞杆端51连接到第一安装板3，且缸筒端52连接到第二安装板4为例进行说明。

第一安装板3和第二安装板4可相互平行地安装，例如均与变桨轴承2的中心轴线相垂直地安装，且第二安装板4可更加靠近轮毂1，而第一安装板3更靠近叶片。油缸5可安装在第一安装板3和第二安装板4之间，进一步地，油缸5也可与第一安装板3和第二安装板4相平行地安装，以使油缸5提供的推力平行于两个安装板，能够提供较大的推力。

活塞杆端51可通过第一连接装置7可转动地连接到第一安装板3，缸筒端52可通过第二连接装置8可转动地连接到第二安装板4。

具体地说，第一连接装置7具体地可包括形成在第一安装板3上的第一支座71和第一轴承72，该第一支座71可以是第一安装板3的一部分，例如是从第一安装板3上一体地突出的凸台。第一轴承72安装在该凸台上并支撑油缸5的活塞杆端。具体地，第一轴承72可以是回转轴承，其外圈可与凸台固定，内圈可与油缸5的活塞杆固定，从而油缸5能够相对于第一支座71转动。除此以外，第一连接装置7还可以采用其他具体的形式，并不限于以上结构。例如，可采用销轴将油缸5的活塞杆连接到第一支座7。

通过在变桨轴承2的内圈上固定第一安装板3，将油缸5的活塞杆端51连接在该第一安装板3上，可加强变桨轴承2的强度和刚度，并且有助于减小安装尺寸。

第二连接装置8具体地可包括被固定在第二安装板4的面向第一安装板3的侧面上的第二支座81，该第二支座81可具有两个销轴安装板83，在销轴安装板83上均开设有孔，销轴82竖直地穿过这两个孔且被固定在第二支座81上，从而使得油缸5的缸筒端52绕着销轴82转动。油缸5的缸筒端52可通过轴承(未示出)在两个销轴安装板83之间连接在该销轴82上。这里所述的轴承可以包括关节轴承等各种合适的轴承。

为了使销轴82相对于第二支座81固定不动，只承受油缸5的推力作用，可在销轴82的端部上形成有凸缘(未示出)，在将销轴82插入到销轴安装板83的孔中之后，可利用螺栓将凸缘紧固在销轴安装板83上，从而实现销轴82与第二支座81的固定。凸缘可仅设置在销轴82的上端，或者在某些允许的情况下，也可在销轴82的两端都设置凸缘。

另外，第二支座82可通过螺栓紧固到第二安装板4上，或者可通过铸造或焊接的方式与第二安装板4一体地成型。通过在轮毂1上固定第二安装板4，将油缸5的缸筒端52连接在第二安装板4上，可显著加强轮毂1的强度和刚度。

本实用新型所提供的液压变桨系统还设置有包括多个蓄能器(未示出)的蓄能器组件，蓄能器与液压变桨系统的液压管路连接，能够稳定液压变桨系统中的液压管路内的压力，并且能够为紧急顺桨提供动力。蓄能器组件和第二连接装置8可分别安装在第二安装板4的相对的两个侧面上，也即，蓄能器组件背对第二连接装置8。在一个示例中，蓄能器组件可安装在第二安装板4的朝向轮毂1的侧面上。

具体地说，蓄能器组件还可包括用于安装蓄能器的固定架6，在固定架6上开设有多个孔来安装蓄能器。此外，固定架6还可设置多个以安装多个蓄能器。固定架6可由弹性支撑件11支撑在第二安装板4上。弹性支撑件11具有一定的弹性，从而在风机运转和受力过程中缓冲和吸收振动，减小固定架6变形，并减小最终传递到轮毂1的冲击，延长轮毂1的使用寿命。另外，为了更好地支撑蓄能器，蓄能器组件还可包括支撑梁10和托板9。支撑梁10可设置多个，用来支撑多个平行布置的固定架6，且支撑梁10可连接到多个托板9，弹性支撑件11连接在每个托板9与第二安装板4之间。弹性支撑件11可具体为弹簧。支撑梁10可采用型钢或方钢等实现。

除了以上连接方式之外，还可以采用其他的连接方式，只要能够适当地支撑蓄能器且能够实现缓冲振动冲击的目的即可。例如，蓄能器可安装在整体式框架上，在框架与第二安装板4之间安装起缓冲作用的片弹簧。

在一个优选实施例中，液压变桨系统可设置有两个油缸5。两个油缸5可彼此平行地设置，并且相对于变桨轴承2的中心对称地设置。通过设置两个油缸5，可显著提高自身所能够提供的驱动扭矩和推力，实现对变桨更快的响应，提高风力发电机组的功率，并且适用于大型风力发电机组的变桨要求。

另外，根据本实用新型的实施例，还提供了一种包括上述液压变桨系统的风力发电机组，在此不再具体赘述风力发电机组的其他结构。

通过本实用新型所提供的液压变桨系统，加强了变桨轴承2和轮毂1的结构强度和刚度，有助于减小整体变形，提高变桨轴承的使用寿命，实现更快的变桨响应，降低故障率和安全隐患。还简化了油缸和蓄能器组件的安装，方便蓄能器和油缸的拆卸和后期维护。

上面对本实用新型的具体实施方式进行了详细描述，虽然已表示和描述了一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本实用新型的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改和完善，这些修改和完善也应在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于风力发电机组的液压变桨系统，所述液压变桨系统包括油缸(5)和变桨轴承(2)，所述变桨轴承(2)的内圈和外圈中的一者与所述风力发电机组的轮毂(1)固定，其特征在于，所述液压变桨系统还包括与所述变桨轴承(2)的内圈和外圈中的另一者固定的第一安装板(3)以及与所述轮毂(1)固定的第二安装板(4)，所述油缸(5)的一端通过第一连接装置(7)可转动地连接到所述第一安装板(3)，所述油缸(5)的另一端通过第二连接装置(8)可转动地连接到所述第二安装板(4)。

2.根据权利要求1所述的液压变桨系统，其特征在于，所述第一安装板(3)和所述第二安装板(4)平行地设置，所述油缸(5)安装在所述第一安装板(3)和所述第二安装板(4)之间。

3.根据权利要求2所述的液压变桨系统，其特征在于，所述第一连接装置(7)包括：

第一支座(71)，一体地形成在所述第一安装板(3)上；

第一轴承(72)，在所述第一支座(71)上支撑所述油缸(5)的所述一端相对于所述第一支座(71)转动。

4.根据权利要求2或3所述的液压变桨系统，其特征在于，所述第二连接装置(8)包括：

第二支座(81)，固定在所述第二安装板(4)上；

销轴(82)，将所述油缸(5)的所述另一端可转动地连接到所述第二支座(81)，并且所述销轴(82)相对于所述第二支座(81)位置固定。

5.根据权利要求4所述的液压变桨系统，其特征在于，在所述销轴(82)的端部上形成有凸缘，所述凸缘被固定在所述第二支座(81)上。

6.根据权利要求1所述的液压变桨系统，其特征在于，在所述第二安装板(4)上还设置有蓄能器组件，所述蓄能器组件包括固定架(6)、安装在所述固定架(6)上的多个蓄能器以及弹性支撑件(11)，所述弹性支撑件(11)在所述第二安装板(4)上弹性地支撑所述固定架(6)。

7.根据权利要求6所述的液压变桨系统，其特征在于，所述蓄能器组件和所述第二连接装置(8)分别安装在所述第二安装板(4)的相对的两个侧面上。

8.根据权利要求1所述的液压变桨系统，其特征在于，所述油缸(5)的数量为两个，且所述两个油缸(5)相对于所述变桨轴承(2)的中心对称且相互平行地设置。

9.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括如权利要求1至8中任一项所述的液压变桨系统。