一种液压型风力发电机组低风速启动系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于风力发电技术领域，涉及液压型风力发电机组的主传动系统，采用液压传动与控制系统代替传统的齿轮箱传动系统和直驱式传动系统，特别涉及一种液压型风力发电机组低风速启动系统。
【背景技术】
[0002]随着资源紧缺，世界各国开始寻求可再生的清洁能源，而风能资源丰富，加之风能发电成本低，市场前景广阔，所以风力发电日益受到世界各国重视。
[0003]传统的风力发电机组多为齿轮箱传动式和直驱传动式。齿轮箱传动式通过增速齿轮机构实现风力机低速端向发电机高速端的过渡，该机型技术相对成熟，但可靠性低、噪声大；直驱传动式风力机与发电机直接相连，通过电力电子系统控制实现并网发电，该机型可靠性高，但整体控制相对复杂。
[0004]液压型风力发电机组作为一种新型发电机组，采用定量泵-变量马达液压传动系统实现风力机到发电机的功率传输，与传统风力发电机组相比，提高了发电质量，降低了机舱重量，减小了对电网的冲击。
[0005]低风速启动是液压型风力发电机组面临的重要技术问题之一，也是机组正常运行的必要要求。风力发电机组在启动时，由于风轮惯量大，低风速启动困难，同时还要克服风力发电机组中所有轴承的摩擦阻力转矩，驱动发电机时的电磁阻力转矩以及液压系统负载产生的阻力。当风速达到风力发电机组可切入发电的最低风速时，风力发电机组通过风轮获得的转矩不足以克服启动阻力，未能达到风力发电机组最低运行转速，不能持续发电，造成风能的浪费。
[0006]为解决上述问题，国内外相关学者对风力发电机组低风速启动问题展开研宄。一方面，通过调整叶片结构与数目改善风轮结构，实现低风速启动，该方法有效地提高了风轮对风能的利用率，但增加了塔架负载，成本费用较高；另一方面，通过改进发电机结构或切换电路，以减小电磁阻力矩，完成低风速启动，该方法可靠性高，但控制相对复杂。
[0007]综上所述，现有的低风速启动方法大多成本较高或控制复杂。为克服技术缺陷，亟需提供一种新型的液压型风力发电机组低风速启动系统。
【实用新型内容】
[0008]为了解决上述存在的技术问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种液压型风力发电机组低风速启动系统。该系统可以使风力发电机组在较低风速下启动运行，并且具有切换平缓，避免冲击的特点。
[0009]针对上述技术中的缺陷，本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0010]一种液压型风力发电机组低风速启动系统，其硬件设施包括:风轮1、定量泵2、高压油路3、电磁比例节流阀4、变量马达5、发电机6、低压油路7、补油电机8、补油泵9、第一单向阀10、溢流阀11、补油油箱12、高压安全阀13、泄油油箱14、低压安全阀15、第二单向阀16、油箱17、启动控制器18、风速传感器19、第一转速转矩传感器20、第一压力传感器21、第二压力传感器22、流量传感器23、位移传感器24、第二转速转矩传感器25 ;其中:风轮I直接与定量泵2同轴连接，并在连接轴上布置第一转速转矩传感器20，风轮附近安装风速传感器19 ;定量泵2吸油口从低压油路7吸油，压油口通过高压油路3输出高压油，并在高压油路3布置第一压力传感器21 ;高压油路3分别与电磁比例节流阀4、变量马达5吸油口连接，并在连接变量马达5的油路上布置流量传感器23，变量马达5回油口与低压油路7相连；变量马达5同轴驱动发电机6发电，并在连接轴上安装第二转速转矩传感器25 ;补油泵9由补油电机8驱动，其吸油口与补油油箱12相连，其压油口连接第一单向阀10的一端，第一单向阀10的另一端连接到低压油路7，并在该端布置第二压力传感器22，溢流阀11跨接在补油泵9压油口与补油油箱12之间；高压安全阀13跨接在高压油路3与泄油油箱14之间，低压安全阀15跨接在低压油路7与泄油油箱14之间，第二单向阀16的一端连接泄油油箱14，另一端连接到低压油路7 ;位移传感器24布置于变量马达5 ;启动控制器18输入端分别连接风速传感器19、第一转速转矩传感器20、第一压力传感器21、第二压力传感器22、流量传感器23、位移传感器24和第二转速转矩传感器25，其输出端分别连接电磁比例节流阀4和变量马达5。
[0011]本实用新型的工作过程是:外界风速通过风轮I带动定量泵2转动，当其转矩不足以克服启动的阻力转矩，即风力发电机组的转速小于风力发电机组最低运行转速时，上述电磁比例节流阀4节流开口度最大，即没有节流作用，油液通过电磁比例节流阀4流入油箱17，从而减轻启动负载，加快定量泵2的转速；当风力发电机组转速达到最低运行转速，电磁比例节流阀4起节流作用，从而启动变量马达5 ;待流量全部进入变量马达5，电磁比例节流阀4关闭节流口，完成低风速启动过程。
[0012]由于采用上述技术方案，本实用新型与现有技术相比，有以下有益效果:
[0013]I)采用该低风速启动系统，可降低液压型风力发电机组的启动风速，增加低风区的发电量，提高风能利用率；
[0014]2)采用电磁比例节流阀控制，可实现油路的平缓切换，减少冲击，启动马达系统。
【附图说明】
[0015]图1表示本实用新型的液压系统原理图
[0016]图2表示本实用新型的工作流程图
[0017]图3表示本实用新型的能量转换图
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述:
[0019]一种液压型风力发电机组低风速启动系统，其液压系统原理图如图1所示，图中元件有:风轮1、定量泵2、高压油路3、电磁比例节流阀4、变量马达5、发电机6、低压油路7、补油电机8、补油泵9、第一单向阀10、溢流阀11、补油油箱12、高压安全阀13、泄油油箱14、低压安全阀15、第二单向阀16、油箱17、启动控制器18、风速传感器19、第一转速转矩传感器20、第一压力传感器21、第二压力传感器22、流量传感器23、位移传感器24、第二转速转矩传感器25。
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