風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的液壓系統(tǒng)認(rèn)知

液壓伺服系統(tǒng)液壓伺服系統(tǒng)以其響應(yīng)速度快、負(fù)載剛度大、控制功率大等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)控制中得到了廣泛的應(yīng)用。電液伺服系統(tǒng)通過(guò)使用電液伺服閥，將小功率的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為大功率的液壓動(dòng)力，從而實(shí)現(xiàn)了一些重型機(jī)械設(shè)備的伺服控制。液壓伺服系統(tǒng)是使系統(tǒng)的輸出量，如位移、速度或力等，能自動(dòng)地、快速而準(zhǔn)確地跟隨輸入量的變化而變化，與此同時(shí)，輸出功率被大幅度地放大。圖示為一個(gè)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)液壓變漿距系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)控制的電液伺服系統(tǒng)。在輪轂1中，葉片2的轉(zhuǎn)角θ變化會(huì)產(chǎn)生節(jié)流作用而起到調(diào)節(jié)流量Qt的作用。葉片轉(zhuǎn)動(dòng)由液壓缸上的齒條帶動(dòng)扇形齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)。這個(gè)系統(tǒng)的輸入量是電位器5的給定值Xi。對(duì)應(yīng)給定值Xi，有一定的電壓輸給放大器7，放大器將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)加到伺服閥的電磁線圈上，使閥芯相應(yīng)地產(chǎn)生一定的開(kāi)口量Xv。閥開(kāi)口Xv使液壓油進(jìn)入液壓缸上腔，推動(dòng)液壓缸向下移動(dòng)。液壓缸下腔的油液則經(jīng)伺服閥流回油箱。液壓缸的向下移動(dòng)，使齒輪、齒條帶動(dòng)葉片產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。同時(shí)，液壓缸活塞桿也帶動(dòng)電位器6的觸點(diǎn)下移。當(dāng)活塞桿移動(dòng)量Xp所對(duì)應(yīng)的電壓與Xi所對(duì)應(yīng)的電壓相等時(shí)，兩電壓之差為零。這時(shí)，放大器的輸出電流亦為零，伺服閥關(guān)閉，液壓缸帶動(dòng)的葉片停在相應(yīng)Qt的位置。定槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組液壓系統(tǒng)定槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的液壓系統(tǒng)實(shí)際上是制動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，主要用來(lái)執(zhí)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的開(kāi)關(guān)機(jī)指令。通常它由兩個(gè)壓力保持回路組成，一路通過(guò)蓄能器供給葉尖擾流器，另一路通過(guò)蓄能器供給機(jī)械剎車機(jī)構(gòu)。這兩個(gè)回路的工作任務(wù)是使機(jī)組運(yùn)行時(shí)制動(dòng)機(jī)構(gòu)始終保持壓力。當(dāng)需要停機(jī)時(shí)，兩回路中的常開(kāi)電磁閥先后失電，葉尖擾流器一路壓力油被泄回油箱，葉尖動(dòng)作；稍后，機(jī)械剎車一路壓力油進(jìn)入剎車油缸，驅(qū)動(dòng)剎車夾鉗，使葉輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)。在兩個(gè)回路中各裝有兩個(gè)壓力傳感器，以指示系統(tǒng)壓力，控制液壓泵站補(bǔ)油和確定剎車機(jī)構(gòu)的狀態(tài)。圖左側(cè)是氣動(dòng)剎車壓力保持回路，壓力油經(jīng)油泵2、經(jīng)濾油器4

進(jìn)入系統(tǒng)。溢流閥6用來(lái)限制系統(tǒng)最高壓力。開(kāi)機(jī)時(shí)電磁閥12-1

接通，壓力油經(jīng)單向閥7-2

進(jìn)入蓄能器8-2，并通過(guò)單向閥7-3和旋轉(zhuǎn)接頭進(jìn)入氣動(dòng)剎車油缸。壓力開(kāi)關(guān)由蓄能器的壓力控制，當(dāng)蓄能器壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，開(kāi)關(guān)動(dòng)作，電磁閥12—1關(guān)閉。運(yùn)行時(shí)，回路壓力主要由蓄能器保持，通過(guò)液壓油缸上的鋼索拉住葉尖擾流器，使之與葉片主體緊密結(jié)合。

電磁閥12-2為停機(jī)閥，用來(lái)釋放氣動(dòng)剎車油缸的液壓油，使葉尖擾流器在離心力作用下滑出；突開(kāi)閥15，用于超速保護(hù)，當(dāng)葉輪飛車時(shí)，離心力增大，通過(guò)活塞的作用，使回路內(nèi)壓力升高；當(dāng)壓力達(dá)到一定值時(shí)，突開(kāi)閥開(kāi)啟，壓力油泄回油箱。突開(kāi)閥不受控制系統(tǒng)的指令控制，是獨(dú)立的安全保護(hù)裝置。圖中間是兩個(gè)獨(dú)立的高速軸制動(dòng)器回路，通過(guò)電磁閥13—1、13-2

分別控制制動(dòng)器中壓力油的進(jìn)出，從而控制制動(dòng)器動(dòng)作。工作壓力由蓄能器8—1

保持。壓力開(kāi)關(guān)9—1根據(jù)蓄能器的壓力控制液壓泵電動(dòng)機(jī)的停、起。壓力開(kāi)關(guān)9-3、9-4用來(lái)指示制動(dòng)器的工作狀態(tài)。

右側(cè)為偏航系統(tǒng)回路，偏航系統(tǒng)有兩個(gè)工作壓力，分別提供偏航時(shí)的阻尼和偏航結(jié)束時(shí)的制動(dòng)力。工作壓力仍由蓄能器8-1

保持。由于機(jī)艙有很大的慣性，調(diào)向過(guò)程必須確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性，此時(shí)偏航制動(dòng)器用作阻尼器。工作時(shí)，4DT

得電，電磁閥16左側(cè)接通，回路壓力由溢流閥保持，以提供調(diào)向系統(tǒng)足夠的阻尼；調(diào)向結(jié)束時(shí)，4DT失電，電磁閥右側(cè)接通，制動(dòng)壓力由蓄能器直接提供。變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組液壓系統(tǒng)變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的液壓系統(tǒng)與定槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的液壓系統(tǒng)很相似，也由兩個(gè)壓力保持回路組成。一路由蓄能器通過(guò)電液比例閥供給葉片變漿距油缸，另一路由蓄能器供給高速軸上的機(jī)械剎車機(jī)構(gòu)。1、液壓泵站

液壓泵站的動(dòng)力源是齒輪泵5，為變距回路和制動(dòng)器回路所共用。液壓泵安裝在油箱油面以下并通過(guò)聯(lián)軸器6，由油箱上部的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。泵的流量變化根據(jù)負(fù)載而定。

液壓泵由壓力傳感器12的信號(hào)控制。當(dāng)泵停止時(shí)，系統(tǒng)由蓄能器16保持壓力。系統(tǒng)的工作壓力設(shè)定范圍為130—145bar。當(dāng)壓力降至130bar以下時(shí)，泵起動(dòng)；在145bar時(shí)，泵停止。在運(yùn)行、暫停和停止?fàn)顟B(tài)，泵根據(jù)壓力傳感器的信號(hào)自動(dòng)工作，在緊急停機(jī)狀態(tài)，泵將被迅速斷路而關(guān)閉。

壓力油從泵通過(guò)高壓濾油器10

和單向閥11—1傳送到蓄能器16。濾油器上裝有旁通閥和污染指示器，它在旁通閥打開(kāi)前起作用。閥11—1在泵停止時(shí)阻止回流。緊跟在濾油器外面，先后有二個(gè)壓力表連接器（M1

和M2），它們用于測(cè)量泵的壓力或?yàn)V油器兩端的壓力降。測(cè)量時(shí)將各測(cè)量點(diǎn)的連接器通過(guò)軟管與連接器M8

上的壓力表14

接通。溢流閥13—1是防止泵在系統(tǒng)壓力超過(guò)145bar

時(shí)繼續(xù)泵油進(jìn)入系統(tǒng)的安全閥。在蓄能器16

因外部加熱情況下，溢流閥13—1

會(huì)限制氣壓及油壓升高。

節(jié)流閥18—1用于抑制蓄能器預(yù)壓力并在系統(tǒng)維修時(shí)，釋放來(lái)自蓄能器16—1

的壓

10

力油。

油箱上裝有油位開(kāi)關(guān)2，以防油溢出或泵在無(wú)油情況下運(yùn)轉(zhuǎn)。

油箱內(nèi)的油溫由裝在油池內(nèi)的PT100傳感器測(cè)得，出線盒裝在油箱上部。油溫過(guò)高時(shí)會(huì)導(dǎo)致報(bào)警，以免在高溫下泵的磨損，延長(zhǎng)密封的使用壽命。

2、變漿控制

液壓變槳距控制機(jī)構(gòu)屬于電液伺服系統(tǒng)，變槳距液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)是槳葉通過(guò)機(jī)械連桿機(jī)構(gòu)與液壓缸相連接,節(jié)距角的變化同液壓缸位移基本成正比。

變漿控制系統(tǒng)的節(jié)距控制是通過(guò)比例閥來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在圖7.1.5中，控制器根據(jù)功率或轉(zhuǎn)速信號(hào)給出一個(gè)（－10-＋10）V

的控制電壓，通過(guò)比例閥控制器轉(zhuǎn)換成一定范圍的電流信號(hào)，控制比例閥輸出流量的方向和大小。3、液壓系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)緩?fù)r(shí)的工作情況

電磁閥19-1

和19-2（緊急順槳閥）通電后，使比例閥上的P口得到來(lái)自泵和蓄能器16—1壓力。節(jié)距油缸的左端（前端）與比例閥的A口相連。

電磁閥21—1

通電后，從而使先導(dǎo)管路（虛線）增加壓力。先導(dǎo)止回閥24

裝在變距油缸后端靠先導(dǎo)壓力打開(kāi)以允許活塞雙向自由流動(dòng)。

把比例閥20

通電到“直接”（P-A，B-T

)）時(shí)，壓力油即通過(guò)單向閥11-2和電磁閥19-2

傳送P-A

到缸筒的前端?；钊蛴乙苿?dòng)，相應(yīng)的葉片節(jié)距向－5°方向調(diào)節(jié)，油從油缸右端（后端）通過(guò)先導(dǎo)止回閥24

和比例閥（B

口至T

口）回流到油箱。

4、液壓系統(tǒng)在停機(jī)/

緊急停機(jī)時(shí)的工作情況

停機(jī)指令發(fā)出后，電磁閥19—1

和19-2

斷電，油從蓄能器16-1通過(guò)閥19-1和節(jié)流閥17—

1及閥24

傳送到油缸后端。缸筒的前端通過(guò)閥19-2

和節(jié)流閥17-2

排放到油箱，葉片變距到＋88°機(jī)械端點(diǎn)而不受來(lái)自比例閥的影響。

電磁閥21-1斷電時(shí)，先導(dǎo)管路壓力油排放到油箱；先導(dǎo)止回閥24

不再保持在雙向打開(kāi)位置，但仍然保持止回閥的作用，只允許壓力油流進(jìn)缸筒。從而使來(lái)自風(fēng)的變漿力不能從油缸左端方向移動(dòng)活塞，避免向－5°的方向調(diào)節(jié)葉片節(jié)距。

5、制動(dòng)機(jī)構(gòu)

制動(dòng)系統(tǒng)由泵系統(tǒng)通過(guò)減壓閥22

供給壓力源。

蓄能器16-2是確保能在蓄能器16-1或泵沒(méi)有壓力的情況下也能工作。

可調(diào)節(jié)流閥18-2

用于抑制蓄能器16-2的預(yù)充壓力或在維修制動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，用于來(lái)自釋放的油。

壓力開(kāi)關(guān)23-