CN220581177U - 一种风力发电机分散式液压变桨系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于风力发电装置领域，涉及一种风力发电机分散式液压变桨系统。一种风力发电机分散式液压变桨系统，包括连通连接的液压缸组、控制阀组、电液滑环和液压站；所述液压站包括油箱、液压泵和电动机；所述液压泵与电动机电连接，所述液压泵与油箱连通连接；所述控制阀组包括比例换向阀、第一电磁换向阀和第一液控单向阀；所述液压缸组、比例换向阀、电液滑环和油箱连通连接；所述第一电磁换向阀出口与第一液控单向阀连通连接。采用液压缸直接驱动叶片变桨，不需目前传统电变桨控制方式的齿圈，避免了齿轮磨损的问题，同时采用液控阀回路，避免使用较多的电磁阀，提升系统可靠性，降低电气控制成本。

Description

一种风力发电机分散式液压变桨系统

技术领域

本实用新型属于风力发电装置领域，尤其是涉及一种风力发电机分散式液压变桨系统。

背景技术

随着风力发电行业的发展，风力发电设备的机型逐渐增大，其叶片变桨所需的驱动力也越来越大。为提高风力发电能效，通常需要有一种功率密度大、控制精度高的叶片变桨驱动系统，实现风力发电机叶片开桨、顺桨等功能。

而传统的方式采用电机驱动齿圈实现变桨控制，此种控制方式在大功率风力发电机叶片变桨控制上仍然存在许多不足，如：驱动功率不足、电机惯性大、齿圈磨损等问题，无法满足大兆瓦风力发电机的叶片变桨需求。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种风力发电机分散式液压变桨系统。采用液压缸直接驱动叶片变桨，不需目前传统电变桨控制方式的齿圈，避免了齿轮磨损的问题，同时采用液控阀回路，避免使用较多的电磁阀，提升系统可靠性，降低电气控制成本。

为此，本实用新型提供的技术方案如下：

提供一种风力发电机分散式液压变桨系统，包括液压缸组、控制阀组、电液滑环和液压站；所述液压缸组、控制阀组、电液滑环和液压站连通连接；

所述液压缸组包括至少两个液压缸；

所述液压站包括油箱、液压泵和电动机；所述液压泵与电动机电连接，所述液压泵与油箱连通连接；

所述控制阀组包括比例换向阀、第一电磁换向阀和第一液控单向阀；所述液压泵、电液滑环、第一液控单向阀、比例换向阀和液压缸组依次连通连接；所述液压缸组、比例换向阀、电液滑环和油箱连通连接；所述第一电磁换向阀进口与电液滑环连通连接，所述第一电磁换向阀出口与第一液控单向阀连通连接。

在一些实施方式中，所述液压缸组包括两个液压缸，两个所述液压缸并联连接。

在一些实施方式中，所述比例换向阀的中位机能为O或Y型。

在一些实施方式中，所述液压泵与电液滑环的P口连接，所述电液滑环的P口与第一液控单向阀连接，所述第一液控单向阀与比例换向阀的P口连接，所述比例换向阀的A口与液压缸的无杆腔连接。

在一些实施方式中，所述液压缸的有杆腔与比例换向阀的B口连接，所述比例换向阀的T口与电液滑环的T口连接，所述电液滑环的T口与油箱连接。

在一些实施方式中，所述第一电磁换向阀的P口与电液滑环的P口连接，所述第一电磁换向阀的T口与电液滑环的T口连接，所述第一电磁换向阀的A口与第一液控单向阀的1口连接。

在一些实施方式中，所述比例换向阀的一接口与液压缸的无杆腔连通连接，所述比例换向阀的另一接口与液压缸的有杆腔连通连接；所述比例换向阀与液压缸的无杆腔之间还连通连接有第二液控单向阀，所述第一电磁换向阀出口与第二液控单向阀连通连接。

在一些实施方式中，所述比例换向阀的A口与第二液控单向阀连接，所述第二液控单向阀与液压缸的无杆腔连接。

在一些实施方式中，所述比例换向阀的B口与液压缸的有杆腔连接。

在一些实施方式中，所述第一电磁换向阀的A口与第二液控单向阀的1口连接。

在一些实施方式中，所述控制阀组还包括连通连接的第二电磁换向阀和第三电磁换向阀；所述第二电磁换向阀与液压缸的有杆腔连通连接，所述第三电磁换向阀与比例换向阀连通连接。

在一些实施方式中，所述液压缸的有杆腔与第二电磁换向阀的A口连接，所述第二电磁换向阀的P口与第三电磁换向阀的A口连接，所述第三电磁换向阀的P口与比例换向阀的P口连接。

在一些实施方式中，所述控制阀组还包括连通连接的第一高压蓄能器、第四电磁换向阀和第三液控单向阀；所述第三液控单向阀与液压缸的无杆腔连通连接，所述第一电磁换向阀出口与第三液控单向阀连通连接。

在一些实施方式中，所述第一电磁换向阀的A口与第三液控单向阀的2口连接。

在一些实施方式中，所述液压泵与电液滑环之间连通连接有第一单向阀，所述电液滑环与第一液控单向阀之间连通连接有第二单向阀，所述液压缸的有杆腔与比例换向阀之间连通连接有第三单向阀。

在一些实施方式中，所述液压泵与第一单向阀连接，所述第一单向阀与电液滑环的P口连接，所述电液滑环的P口与第二单向阀连接，所述第二单向阀与第一液控单向阀连接，所述第一液控单向阀与比例换向阀的P口连接，所述比例换向阀的A口与第二液控单向阀连接，所述第二液控单向阀与液压缸的无杆腔连接。

在一些实施方式中，所述液压缸的有杆腔与第三单向阀连接，所述第三单向阀与比例换向阀的B口连接，所述比例换向阀的T口与电液滑环的T口连接，所述电液滑环的T口与油箱连接。

在一些实施方式中，所述液压泵与电液滑环之间还设置有依次连接的第一压力变送器、第二高压蓄能器和第一溢流阀。

在一些实施方式中，所述第一溢流阀的P口与电液滑环的P口连接，所述第一溢流阀的T口与电液滑环的T口连接。

在一些实施方式中，所述第一高压蓄能器与液压缸的无杆腔之间还设置有依次连接的第二溢流阀和第二压力变送器。

在一些实施方式中，所述第二电磁换向阀与液压缸的有杆腔之间还设置有第三压力变送器。

在一些实施方式中，所述液压泵与电液滑环之间还连通连接有第五电磁换向阀。

在一些实施方式中，所述第五电磁换向阀的P口与电液滑环的P口连接，所述第五电磁换向阀的A口与电液滑环的T口连接。

在一些实施方式中，所述液压站安装在机舱内，所述控制阀组安装在轮毂内，所述液压缸组与风力发电机叶片连接。

在一些实施方式中，所述电动机、比例换向阀、第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、第三电磁换向阀和第四电磁换向阀分别与控制器电连接。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型提供一种风力发电机分散式液压变桨系统，采用液压缸直接驱动叶片变桨，不需目前传统电变桨控制方式的齿圈，避免了齿轮磨损的问题；通过比例换向阀实现液压缸换向及速度控制，液压缸可以实现差动连接，可以实现叶片的开桨、顺桨等动作。

(2)本实用新型提供一种风力发电机分散式液压变桨系统，采用多个液控单向阀，避免使用较多的电磁阀，提升系统可靠性，降低电气控制成本。

(3)本实用新型采用高压蓄能器提供应急动力源，在断电状态下，可以进行紧急顺桨。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种风力发电机分散式液压变桨系统在断电状态的连接示意图。

附图标记：1-液压缸，2-控制阀组，21-比例换向阀，211-第三单向阀，22-第一电磁换向阀，221-第二单向阀，23-第二电磁换向阀，24-第三电磁换向阀，25-第四电磁换向阀，26-第一液控单向阀，27-第二液控单向阀，28-第三液控单向阀，29-第一高压蓄能器，291-第二溢流阀，292-第二压力变送器，293-第三压力变送器，3-电液滑环，4-液压站，41-油箱，42-液压泵，43-电动机，44-第一压力变送器，45-第二高压蓄能器，46-第一溢流阀，47-第五电磁换向阀，48-第一单向阀。

具体实施方式

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例

请参阅图1，本实施例提供了一种风力发电机分散式液压变桨系统，包括液压缸组、控制阀组2、电液滑环3和液压站4；所述液压缸组、控制阀组2、电液滑环3和液压站4连通连接；所述液压缸组包括两个并联连接的液压缸1；所述液压站4包括油箱41、液压泵42和电动机43；所述液压泵42与电动机43电连接，所述液压泵42与油箱41连通连接；所述控制阀组2包括比例换向阀21、第一电磁换向阀22和第一液控单向阀26；所述液压泵42、电液滑环3、第一液控单向阀26、比例换向阀21和液压缸组依次连通连接；所述液压缸组、比例换向阀21、电液滑环3和油箱41连通连接；所述第一电磁换向阀22进口与电液滑环3连通连接，所述第一电磁换向阀22出口与第一液控单向阀26连通连接。

采用液压缸1直接驱动叶片变桨，不需目前传统电变桨控制方式的齿圈，避免了齿轮磨损的问题；且通过比例换向阀21实现液压缸1换向及速度控制，液压缸1可以实现差动连接，可以实现叶片的开桨、顺桨等动作；另外，采用液控单向阀，可以减少电磁阀的使用数量，从而降低成本。

在本实施例中，所述比例换向阀21的中位机能为O或Y型。

在本实施例中，所述液压泵42与电液滑环3的P口连接，所述电液滑环3的P口与第一液控单向阀26连接，所述第一液控单向阀26与比例换向阀21的P口连接，所述比例换向阀21的A口与液压缸1的无杆腔连接。

在本实施例中，所述液压缸1的有杆腔与比例换向阀21的B口连接，所述比例换向阀21的T口与电液滑环3的T口连接，所述电液滑环3的T口与油箱41连接。

在本实施例中，所述第一电磁换向阀22的P口与电液滑环3的P口连接，所述第一电磁换向阀22的T口与电液滑环3的T口连接，所述第一电磁换向阀22的A口与第一液控单向阀26的1口连接。第一电磁换向阀22得电后，第一电磁换向阀22的P口和A口连通，电液滑环3的P口出来的油液同时通过第一电磁换向阀22的P口和A口流向第一液控单向阀26的1口，从而驱动第一液控单向阀26开启。

在本实施例中，所述比例换向阀21的一接口与液压缸1的无杆腔连通连接，所述比例换向阀21的另一接口与液压缸1的有杆腔连通连接；所述比例换向阀21与液压缸1的无杆腔之间还连通连接有第二液控单向阀27，所述第一电磁换向阀22出口与第二液控单向阀27连通连接。

在本实施例中，所述第一电磁换向阀22的A口与第二液控单向阀27的1口连接。第一电磁换向阀22得电后，第一电磁换向阀22的P口和A口连通，电液滑环3的P口出来的油液同时通过第一电磁换向阀22的P口和A口流向第二液控单向阀27的1口，从而驱动第二液控单向阀27开启。

在本实施例中，所述控制阀组2还包括连通连接的第二电磁换向阀23和第三电磁换向阀24；所述第二电磁换向阀23与液压缸1的有杆腔连通连接，所述第三电磁换向阀24与比例换向阀21连通连接。

在本实施例中，所述液压缸1的有杆腔与第二电磁换向阀23的A口连接，所述第二电磁换向阀23的P口与第三电磁换向阀24的A口连接，所述第三电磁换向阀24的P口与比例换向阀21的P口连接。

在本实施例中，所述控制阀组2还包括连通连接的第一高压蓄能器29、第四电磁换向阀25和第三液控单向阀28；所述第三液控单向阀28与液压缸1的无杆腔连通连接，所述第一电磁换向阀22出口与第三液控单向阀28连通连接。

在本实施例中，所述第一电磁换向阀22的A口与第三液控单向阀28的2口连接。第一电磁换向阀22得电后，第一电磁换向阀22的P口和A口连通，电液滑环3的P口出来的油液同时通过第一电磁换向阀22的P口和A口流向第三液控单向阀28的2口，从而驱动第三液控单向阀28关闭。

在本实施例中，所述液压泵42与电液滑环3之间连通连接有第一单向阀48，所述电液滑环3与第一液控单向阀26之间连通连接有第二单向阀221，所述液压缸1的有杆腔与比例换向阀21之间连通连接有第三单向阀211。

在本实施例中，所述液压泵42与第一单向阀48连接，所述第一单向阀48与电液滑环3的P口连接，所述电液滑环3的P口与第二单向阀221连接，所述第二单向阀221与第一液控单向阀26连接，所述第一液控单向阀26与比例换向阀21的P口连接，所述比例换向阀21的A口与第二液控单向阀27连接，所述第二液控单向阀27与液压缸1的无杆腔连接。

在本实施例中，所述液压缸1的有杆腔与第三单向阀211连接，所述第三单向阀211与比例换向阀21的B口连接，所述比例换向阀21的T口与电液滑环3的T口连接，所述电液滑环3的T口与油箱41连接。

在本实施例中，所述液压泵42与电液滑环3之间还设置有依次连接的第一压力变送器44、第二高压蓄能器45和第一溢流阀46。第一压力变送器44用于检测液压站4内的压力，若压力过大，则控制第一溢流阀46进行泄压。

在本实施例中，所述第一溢流阀46的P口与电液滑环3的P口连接，所述第一溢流阀46的T口与电液滑环3的T口连接。

在本实施例中，所述第一高压蓄能器29与液压缸1的无杆腔之间还设置有依次连接的第二溢流阀291和第二压力变送器292。第二压力变送器292用于检测控制阀组2内输油管路上的压力，若压力过大，则控制第二溢流阀291进行泄压。

在本实施例中，所述第二电磁换向阀23与液压缸1的有杆腔之间还设置有第三压力变送器293。第三压力变送器293用于检测控制阀组2内回油管路上的压力。

在本实施例中，所述液压泵42与电液滑环3之间还连通连接有第五电磁换向阀47。

在本实施例中，所述第五电磁换向阀47的P口与电液滑环3的P口连接，所述第五电磁换向阀47的A口与电液滑环3的T口连接。

在本实施例中，所述液压站4安装在机舱内，所述控制阀组2安装在轮毂内，所述液压缸1组与风力发电机叶片连接。

在本实施例中，所述电动机43、比例换向阀21、第一电磁换向阀22、第二电磁换向阀23、第三电磁换向阀24和第四电磁换向阀25分别与控制器电连接。

在本实施例中，本实施例提供的一种风力发电机分散式液压变桨系统工作过程如下：

正常开桨：电动机43通电驱动液压泵42，并控制第一电磁换向阀22、第二电磁换向阀23、第四电磁换向阀25、第五电磁换向阀47、比例换向阀21的a端得电；液压泵42出口的油液经第一单向阀48、电液滑环3的P口、第二单向阀221、第一液控单向阀26、比例换向阀21的P口和B口、第三单向阀211流入液压缸1有杆腔；液压缸1无杆腔的油液经第二液控单向阀27、比例换向阀21的A口和T口、电液滑环3的T口回到油箱41；其中电液滑环3的P口出来的油液同时通过第一电磁换向阀22的P口和A口分别流向第一液控单向阀26、第二液控单向阀27和第三液控单向阀28，以驱动第一液控单向阀26和第二液控单向阀27开启，第三液控单向阀28关闭，从而使第二单向阀221出来的油液通过第一液控单向阀26流向比例换向阀21，液压缸1无杆腔的油液通过第二液控单向阀27流向比例换向阀21；整个过程驱动液压缸1实现收桨。

正常顺桨：电动机43通电驱动液压泵42，并控制第一电磁换向阀22、第四电磁换向阀25、第五电磁换向阀47、比例换向阀21的b端得电；液压泵42出口的油液经第一单向阀48、电液滑环3的P口、第二单向阀221、第一液控单向阀26、比例换向阀21的P口和A口、第二液控单向阀27进入液压缸1无杆腔；液压缸1有杆腔的油液经第二电磁换向阀23、第三电磁换向阀24的A口和T口、电液滑环3的T口回到油箱41；其中电液滑环3的P口出来的油液同时通过第一电磁换向阀22的P口和A口分别流向第一液控单向阀26、第二液控单向阀27和第三液控单向阀28，以驱动第一液控单向阀26和第二液控单向阀27开启，第三液控单向阀28关闭，从而使第二单向阀221出来的油液通过第一液控单向阀26流向比例换向阀21，比例换向阀21出来的油液通过第二液控单向阀27流向液压缸1无杆腔；整个过程驱动液压缸1实现顺桨。

快速顺桨：电动机43通电驱动液压泵42，并控制第一电磁换向阀22、第三电磁换向阀24、第四电磁换向阀25、第五电磁换向阀47、比例换向阀21的b端得电；液压泵42出口的油液经第一单向阀48、电液滑环3的P口、第二单向阀221、第一液控单向阀26、比例换向阀21的P口和A口、第二液控单向阀27进入液压缸1无杆腔；液压缸1有杆腔的油液经第二电磁换向阀23、第三电磁换向阀24的A口和P口回到比例换向阀21的P口；其中电液滑环3的P口出来的油液同时通过第一电磁换向阀22的P口和A口分别流向第一液控单向阀26、第二液控单向阀27和第三液控单向阀28，以驱动第一液控单向阀26和第二液控单向阀27开启，第三液控单向阀28关闭，从而使第二单向阀221出来的油液通过第一液控单向阀26流向比例换向阀21，比例换向阀21出来的油液通过第二液控单向阀27流向液压缸1无杆腔；整个过程实现液压缸1的差动连接，驱动液压缸1实现快速顺桨。

紧急顺桨：当主机出现断电时，所述系统中的电动机43及所有电磁换向阀、比例换向阀21均不得电，由第一高压蓄能器29提供动力源，油液从高压蓄能器输出，经第四电磁换向阀25、第三液控单向阀28进入液压缸1无杆腔，液压缸1有杆腔的油液经第二电磁换向阀23、第三电磁换向阀24的A口和T口、电液滑环3的T口回到油箱41；整个过程驱动液压缸1实现紧急顺桨。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (6)

1.一种风力发电机分散式液压变桨系统，其特征在于，包括液压缸组、控制阀组、电液滑环和液压站；所述液压缸组、控制阀组、电液滑环和液压站连通连接；

所述液压缸组包括至少两个液压缸；

所述液压站包括油箱、液压泵和电动机；所述液压泵与电动机电连接，所述液压泵与油箱连通连接；

所述控制阀组包括比例换向阀、第一电磁换向阀和第一液控单向阀；所述液压泵、电液滑环、第一液控单向阀、比例换向阀和液压缸组依次连通连接；所述液压缸组、比例换向阀、电液滑环和油箱连通连接；所述第一电磁换向阀进口与电液滑环连通连接，所述第一电磁换向阀出口与第一液控单向阀连通连接；所述比例换向阀的一接口与液压缸的无杆腔连通连接，所述比例换向阀的另一接口与液压缸的有杆腔连通连接；所述比例换向阀与液压缸的无杆腔之间还连通连接有第二液控单向阀，所述第一电磁换向阀出口与第二液控单向阀连通连接；所述控制阀组还包括连通连接的第二电磁换向阀和第三电磁换向阀；所述第二电磁换向阀与液压缸的有杆腔连通连接，所述第三电磁换向阀与比例换向阀连通连接；所述液压泵与电液滑环之间还设置有依次连接的第一压力变送器、第二高压蓄能器和第一溢流阀。

2.根据权利要求1所述的风力发电机分散式液压变桨系统，其特征在于，所述控制阀组还包括连通连接的第一高压蓄能器、第四电磁换向阀和第三液控单向阀；所述第三液控单向阀与液压缸的无杆腔连通连接，所述第一电磁换向阀出口与第三液控单向阀连通连接。

3.根据权利要求1所述的风力发电机分散式液压变桨系统，其特征在于，所述液压泵与电液滑环之间连通连接有第一单向阀，所述电液滑环与第一液控单向阀之间连通连接有第二单向阀，所述液压缸的有杆腔与比例换向阀之间连通连接有第三单向阀。

4.根据权利要求2所述的风力发电机分散式液压变桨系统，其特征在于，所述第一高压蓄能器与液压缸的无杆腔之间还设置有依次连接的第二溢流阀和第二压力变送器。

5.根据权利要求1所述的风力发电机分散式液压变桨系统，其特征在于，所述第二电磁换向阀与液压缸的有杆腔之间还设置有第三压力变送器。

6.根据权利要求1所述的风力发电机分散式液压变桨系统，其特征在于，所述液压泵与电液滑环之间还连通连接有第五电磁换向阀。