090621m02-风力发电机组的液压系统认知.ppt

,,,,液压伺服系统,液压伺服系统以其响应速度快、负载刚度大、控制功率大等独特的优点在工业控制中得到了广泛的应用。电液伺服系统通过使用电液伺服阀，将小功率的电信号转换为大功率的液压动力，从而实现了一些重型机械设备的伺服控制。液压伺服系统是使系统的输出量，如位移、速度或力等，能自动地、快速而准确地跟随输入量的变化而变化，与此同时，输出功率被大幅度地放大。,,,,图示为一个对风力发电机液压变浆距系统进行连续控制的电液伺服系统。在轮毂1中，叶片2的转角θ变化会产生节流作用而起到调节流量Qt的作用。叶片转动由液压缸上的齿条带动扇形齿轮来实现。这个系统的输入量是电位器5的给定值Xi。对应给定值Xi，有一定的电压输给放大器7，放大器将电压信号转换为电流信号加到伺服阀的电磁线圈上，使阀芯相应地产生一定的开口量Xv。阀开口Xv使液压油进入液压缸上腔，推动液压缸向下移动。液压缸下腔的油液则经伺服阀流回油箱。液压缸的向下移动，使齿轮、齿条带动叶片产生偏转。同时，液压缸活塞杆也带动电位器6的触点下移。当活塞杆移动量Xp所对应的电压与Xi所对应的电压相等时，两电压之差为零。这时，放大器的输出电流亦为零，伺服阀关闭，液压缸带动的叶片停在相应Qt的位置。,定桨距风力发电机组液压系统,定桨距风力发电机组的液压系统实际上是制动系统的执行机构，主要用来执行风力发电机组的开关机指令。通常它由两个压力保持回路组成，一路通过蓄能器供给叶尖扰流器，另一路通过蓄能器供给机械刹车机构。这两个回路的工作任务是使机组运行时制动机构始终保持压力。当需要停机时，两回路中的常开电磁阀先后失电，叶尖扰流器一路压力油被泄回油箱，叶尖动作；稍后，机械刹车一路压力油进入刹车油缸，驱动刹车夹钳，使叶轮停止转动。在两个回路中各装有两个压力传感器，以指示系统压力，控制液压泵站补油和确定刹车机构的状态。,,,,图左侧是气动刹车压力保持回路，压力油经油泵2、经滤油器4进入系统。溢流阀6用来限制系统最高压力。开机时电磁阀12-1接通，压力油经单向阀7-2进入蓄能器8-2，并通过单向阀7-3和旋转接头进入气动刹车油缸。压力开关由蓄能器的压力控制，当蓄能器压力达到设定值时，开关动作，电磁阀121关闭。运行时，回路压力主要由蓄能器保持，通过液压油缸上的钢索拉住叶尖扰流器，使之与叶片主体紧密结合。电磁阀12-2为停机阀，用来释放气动刹车油缸的液压油，使叶尖扰流器在离心力作用下滑出；突开阀15，用于超速保护，当叶轮飞车时，离心力增大，通过活塞的作用，使回路内压力升高；当压力达到一定值时，突开阀开启，压力油泄回油箱。突开阀不受控制系统的指令控制，是独立的安全保护装置。,,图中间是两个独立的高速轴制动器回路，通过电磁阀131、13-2分别控制制动器中压力油的进出，从而控制制动器动作。工作压力由蓄能器81保持。压力开关91根据蓄能器的压力控制液压泵电动机的停、起。压力开关9-3、9-4用来指示制动器的工作状态。,,右侧为偏航系统回路，偏航系统有两个工作压力，分别提供偏航时的阻尼和偏航结束时的制动力。工作压力仍由蓄能器8-1保持。由于机舱有很大的惯性，调向过程必须确保系统的稳定性，此时偏航制动器用作阻尼器。工作时，4DT得电，电磁阀16左侧接通，回路压力由溢流阀保持，以提供调向系统足够的阻尼；调向结束时，4DT失电，电磁阀右侧接通，制动压力由蓄能器直接提供。,变桨距风力发电机组液压系统,变桨距风力发电机组的液压系统与定桨距风力发电机组的液压系统很相似，也由两个压力保持回路组成。一路由蓄能器通过电液比例阀供给叶片变浆距油缸，另一路由蓄能器供给高速轴上的机械刹车机构。,,,,1、液压泵站液压泵站的动力源是齿轮泵5，为变距回路和制动器回路所共用。液压泵安装在油箱油面以下并通过联轴器6，由油箱上部的电动机驱动。泵的流量变化根据负载而定。液压泵由压力传感器12的信号控制。当泵停止时，系统由蓄能器16保持压力。系统的工作压力设定范围为130145bar。当压力降至130bar以下时，泵起动；在145bar时，泵停止。在运行、暂停和停止状态，泵根据压力传感器的信号自动工作，在紧急停机状态，泵将被迅速断路而关闭。压力油从泵通过高压滤油器10和单向阀111传送到蓄能器16。滤油器上装有旁通阀和污染指示器，它在旁通阀打开前起作用。阀111在泵停止时阻止回流。紧跟在滤油器外面，先后有二个压力表连接器（M1和M2），它们用于测量泵的压力或滤油器两端的压力降。测量时将各测量点的连接器通过软管与连接器M8上的压力表14接通。溢流阀131是防止泵在系统压力超过145bar时继续泵油进入系统的安全阀。在蓄能器16因外部加热情况下，溢流阀131会限制气压及油压升高。节流阀181用于抑制蓄能器预压力并在系统维修时，释放来自蓄能器161的压10力油。油箱上装有油位开关2，以防油溢出或泵在无油情况下运转。油箱内的油温由装在油池内的PT100传感器测得，出线盒装在油箱上部。油温过高时会导致报警，以免在高温下泵的磨损，延长密封的使用寿命。,,2、变浆控制液压变桨距控制机构属于电液伺服系统，变桨距液压执行机构是桨叶通过机械连杆机构与液压缸相连接,节距角的变化同液压缸位移基本成正比。变浆控制系统的节距控制是通过比例阀来实现的。在图7.1.5中，控制器根据功率或转速信号给出一个（－10-＋10）V的控制电压，通过比例阀控制器转换成一定范围的电流信号，控制比例阀输出流量的方向和大小。,,3、液压系统在运转缓停时的工作情况电磁阀19-1和19-2（紧急顺桨阀）通电后，使比例阀上的P口得到来自泵和蓄能器161压力。节距油缸的左端（前端）与比例阀的A口相连。电磁阀211通电后，从而使先导管路（虚线）增加压力。先导止回阀24装在变距油缸后端靠先导压力打开以允许活塞双向自由流动。把比例阀20通电到“直接”（P-A，B-T）时，压力油即通过单向阀11-2和电磁阀19-2传送P-A到缸筒的前端。活塞向右移动，相应的叶片节距向－5方向调节，油从油缸右端（后端）通过先导止回阀24和比例阀（B口至T口）回流到油箱。,,4、液压系统在停机/紧急停机时的工作情况停机指令发出后，电磁阀191和19-2断电，油从蓄能器16-1通过阀19-1和节流阀171及阀24传送到油缸后端。缸筒的前端通过阀19-2和节流阀17-2排放到油箱，叶片变距到＋88机械端点而不受来自比例阀的影响。电磁阀21-1断电时，先导管路压力油排放到油箱；先导止回阀24不再保持在双向打开位置，但仍然保持止回阀的作用，只允许压力油流进缸筒。从而使来自风的变浆力不能从油缸左端方向移动活塞，避免向－5的方向调节叶片节距。,,5、制动机构制动系统由泵系统通过减压阀22供给压力源。蓄能器16-2是确保能在蓄能器16-1或泵没有压力的情况下也能工作。可调节流阀18-2用于抑制蓄能器16-2的预充压力或在维修制动系统时，用于来自释放的油。压力开关23-1是常闭的，当蓄能器16-2上的压力降低于15bar时打开报警。压力开关23-2用于检查制动压力上升，包括在制动器动作时。溢流阀13-2防止制动系统在减压阀22误动作或在蓄能器16-2受外部加热时，压力过高（23bar）。过高的压力即过高的制动转矩，会造成对传动系统的严重损坏。,