一种风力发电机组及其多回路液压系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种风力发电机组及其多回路液压系统，多回路液压系统，包括供油主油路和回油主油路，还包括与供油主油路及回油主油路对应连接的主轴制动器回路及偏航制动器回路，偏航制动器回路包括偏航制动器、偏航制动供油油路和偏航制动回油油路，偏航制动回油油路包括并联布置的偏航回油支路及解缆回油支路，偏航制动供油油路上设有用于在偏航回油支路及解缆回油支路断开时打开以使得偏航制动供油油路导通、在偏航回油支路或解缆回油支路导通时关闭以使得偏航制动供油油路断开的偏航制动电磁阀。通过偏航制动电磁阀关闭而将偏航制动器回路与供油主油路断开，避免偏航制动器回路中压力降低而给供油主油路及主轴制动器回路造成干扰。
【专利说明】
一种风力发电机组及其多回路液压系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种风力发电机组及其多回路液压系统。
【背景技术】
[0002]现今可再生能源的开发利用受到全世界的高度重视，很多国家将开发利用可再生能源作为能源战略的重要组成部分。风力发电是目前可再生能源各种技术中发展最快、技术最为成熟、最具大规模开发和商业化前景的产业，是最有可能成为主流能源的可再生能源技术之一。
[0003]现有的兆瓦级风力发电机组鉴于安全性和日常维护的要求，风力发电机组必须安装制动器以实现有效制动，该制动器可以分为主轴制动器、偏航制动器和风轮锁。风机液压系统为制动器提供动力和进行动作控制，因此，液压系统的可靠性和稳定性直接关系到风机的正常运行。液压系统因结构紧凑，调速范围广，空间布置灵活，便于自动控制等优点在兆瓦级风电机组的控制驱动系统中应用非常广泛。但是，当前的风机液压系统存在分离单元设计，即分别采用多个液压站分别向主轴制动器、偏航制动器和风轮锁提供制动力，这样的设计存在功能简单，生产和维护成本均较高的问题。
[0004]在授权公告号为CN204532690U的中国实用新型专利中公开了一种带电控风轮锁的风电机组液压刹车动力装置，该装置包括油箱、供油回路、主轴刹车回路、偏航制动回路及风轮锁紧回路，风轮锁紧回路包括风轮锁紧蓄能器、风轮锁紧电磁阀、风轮锁紧减压阀、风轮锁紧单向阀及两个液压锁控制阀，主轴刹车回路包括主轴制动器、主轴电磁阀、主轴减压阀及主轴蓄能器，偏航制动回路包括偏航制动器、偏航单向阀、偏航电磁阀、偏航溢流阀等，供油回路包括液压栗、手动栗、供油过滤器、供油单向阀等，使用时，由液压栗或手动栗向供油回路栗入高压油以满足各回路的工作需求。在上述的刹车动力装置中，风轮锁回路、主轴刹车回路及偏航制动回路直接串入供油回路中，偏航制动回路中设有并联布置的偏航回油支路和解缆回油支路，对于偏航回路来讲，当偏航回油支路和解缆回油支路均断开时，偏航制动回路处于高压状态，可以驱动偏航制动器动作，而当需要进行偏航动作时，则需要使偏航回油支路导通，通过偏航回油支路上设有的具有设定溢流压力的溢流阀实现泄压，以提供偏航阻尼，保证实现稳定偏航操作，而当需要进行解缆操作时，则需要使解缆回油支路导通，此时，偏航制动回路与油箱连通，实现快速泄压，实现快速解缆。由于偏航制动回路中存在偏航及解缆等不同的工作状态，对油压要求较为敏感的偏航制动回路在进入偏航及解缆等工作状态时偏航制动回路中的油压变化容易对供油回路及其他制动回路造成影响，也容易受到其他回路的干扰。
【发明内容】
[0005]本实用新型提供一种风力发电机组多回路液压系统，以解决现有技术中存在的各制动回路均直接串入供油回路中导致偏航制动回路在处于偏航、解缆等工作状态时容易与其他回路发生相互干扰的技术问题；同时，本实用新型还提供一种使用上述多回路液压系统的风力发电机组。
[0006]本实用新型所提供的风力发电机组多回路液压系统的技术方案是:一种风力发电机组多回路液压系统，包括供油主油路和回油主油路，还包括与供油主油路及回油主油路对应连接的主轴制动器回路及偏航制动器回路，偏航制动器回路包括用于在输入高压油时实现偏航制动的偏航制动器、连接供油主油路与偏航制动器的偏航制动供油油路和连接偏航制动器与回油主油路的偏航制动回油油路，偏航制动回油油路包括并联布置的偏航回油支路及解缆回油支路，所述的偏航制动供油油路上设有用于在偏航回油支路及解缆回油支路断开时打开以使得偏航制动供油油路导通、在偏航回油支路或解缆回油支路导通时关闭以使得偏航制动供油油路断开的偏航制动电磁阀。
[0007]所述的偏航制动电磁阀为常开电磁阀，所述偏航回油支路上设有偏航控制电磁阀及偏航控制溢流阀，所述解缆回路支路上设有解缆控制电磁阀，偏航控制电磁阀及解缆控制电磁阀均为常闭电磁阀。
[0008]所述的偏航制动回油油路上设有用于对偏航制动器流出的液压油进行过滤的过滤器;所述的偏航制动器回路上设有用于对偏航制动器回路中的液压油压力进行检测的压力传感器。
[0009]所述的偏航制动供油油路和所述回油主油路之间设有偏航制动溢流油路，偏航制动溢流油路上设有偏航制动溢流阀，偏航制动溢流油路与偏航制动供油油路的连接处位于所述偏航ΦIJ动电磁阀与偏航制动器之间。
[0010]多回路液压系统还包括与供油主油路及回油主油路对应连接的风轮锁回路。
[0011]所述的主轴制动器回路包括用于在输入高压油时解除主轴制动的主轴制动器、连接供油主油路及主轴制动器的主轴制动供油油路和连接主轴制动器及回油主油路的主轴制动回油油路，主轴制动供油油路上设有主轴制动供油电磁阀、主轴制动供油减压阀和主轴制动节流阀，主轴制动回油油路上设有主轴制动回油电磁阀，主轴制动供油电磁阀为常闭电磁阀，主轴制动回油电磁阀为常开电磁阀。
[0012]所述的主轴制动器回路上连接有主轴制动蓄能器，主轴制动回油油路包括与所述主轴制动回油电磁阀并联布置的主轴制动溢流油路，主轴制动溢流油路上设有主轴制动溢流阀，主轴制动器回路上还连接有用于检测主轴制动器回路中的液压油油压的压力开关和/或压力表。
[0013]所述的供油主油路上连接有主油路蓄能器，供油主油路包括并联布置的液压栗油油路和手动栗油油路，液压栗油油路上设有液压栗和液压栗油油路单向阀，手动栗油油路上设有手动栗和手动栗油油路单向阀，手动栗油油路上连接有与回油主油路连通的手动栗油溢流油路，手动栗油溢流油路上设有手动栗油溢流阀。
[0014]本实用新型还提供一种使用上述多回路液压系统的风力发电机组的技术方案是:一种风力发电机组，包括风力发电机组多回路液压系统，多回路液压系统，包括供油主油路和回油主油路，还包括与供油主油路及回油主油路对应连接的主轴制动器回路及偏航制动器回路，偏航制动器回路包括用于在输入高压油时实现偏航制动的偏航制动器、连接供油主油路与偏航制动器的偏航制动供油油路和连接偏航制动器与回油主油路的偏航制动回油油路，偏航制动回油油路包括并联布置的偏航回油支路及解缆回油支路，所述的偏航制动供油油路上设有用于在偏航回油支路及解缆回油支路断开时打开以使得偏航制动供油油路导通、在偏航回油支路或解缆回油支路导通时关闭以使得偏航制动供油油路断开的偏航制动电磁阀。
[0015]本实用新型的有益效果是:本实用新型所提供的风力发电机组多回路液压系统中，在偏航制动供油油路上设有偏航制动电磁阀，偏航制动电磁阀在偏航回油支路及解缆回油支路断开时打开以使得偏航制动供油油路导通，由供油主油路向偏航制动器回路提供高压油，以驱动偏航制动器进行制动操作，偏航制动电磁阀在偏航回油支路断开(即进行偏航操作)或解缆回油支路断开(即进行解缆操作)时关闭以使得偏航制动供油油路断开，由于偏航操作或解缆操作会导致偏航制动器回路中的液压油压力下降，通过偏航制动电磁阀关闭而将偏航制动器回路与供油主油路断开，避免偏航制动器回路中压力降低而给供油主油路及主轴制动器回路造成干扰，避免主轴制动器回路因为液压油压力降低而异常投入。
[0016]进一步地，偏航制动电磁阀为常开电磁阀，偏航回油支路上的偏航控制电磁阀及解缆回油支路上的解缆控制电磁阀均为常闭电磁阀，即偏航制动器回路使得偏航制动器通常处于偏航制动的情况，保证风力发电机组的正常工作，当需要进行偏航操作或解缆操作时，使偏航制动电磁阀与偏航控制电磁阀得电或使偏航制动电磁阀与解缆控制电磁阀得电，偏航制动器电磁阀断开，偏航控制电磁阀导通或解缆控制电磁阀导通，偏航回油支路或解缆回油支路导通，进行偏航操作或解缆操作，根据对应的工况选择对应的常开电磁阀或长臂电磁阀，简化控制结构。
[0017]进一步地，在偏航制动回油油路上设置过滤器以对进入回油主油路的液压油进行过滤，避免杂质污染。在偏航制动器回路上设置压力传感器以检测偏航制动器回路上的压力。
[0018]进一步地，在偏航制动供油油路和回油主油路之间设置偏航制动溢流油路，偏航制动溢流油路上设置偏航制动溢流阀，在压力过高时，进行溢流，避免对偏航制动器造成破坏。
[0019]进一步地，多回路液压系统还包括与供油主油路及回油主油路对应连接的风轮锁回路，这样由同一个供油主油路向风轮锁回路、主轴制动器回路及偏航制动器回路，使得整个液压系统结构合理、成本较低。
[0020]进一步地，主轴制动器回路包括主轴制动器、主轴制动供油油路和主轴制动回油油路，主轴制动供油油路上设置主轴制动供油电磁阀和主轴制动供油减压阀，利用主轴制动供油减压阀保证进入主轴制动器的液压油的压力，保证主轴制动器可以正常开闸解锁。
[0021]进一步地，主轴制动器回路上设置主轴制动蓄能器使得主轴制动器回路在发生侧漏时确保主轴制动器供应压力和保护液压系统免受来自主轴制动器的过压影响。
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型所提供的风力发电机组多回路液压系统一种实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]如图1所示，一种风力发电机组多回路液压系统的实施例，该实施例中的液压系统包括分别与油箱61连通的供油主油路100和回油主油路200，供油主油路100和回油主油路200之间并联布置有风轮锁回路300、主轴制动器回路400及偏航制动器回路500，风轮锁回路300、主轴制动器回路400、偏航制动器回路500分别与供油主油路及回油主油路连通。
[0024]供油主油路100包括均与油箱连通的并联布置的液压栗油油路600和手动栗油油路700。液压栗油油路600上设有液压栗2和液压栗油油路单向阀6，液压栗2由电机I驱动，在液压栗油油路上还设有单向阀3、过滤器5，在液压栗油油路600上还连接有溢流油路，溢流油路上设有溢流阀4，此处的溢流阀4的设定压力均为210bar。一旦系统压力达到210bar，经溢流阀泄压，不会对系统元件产生损坏以避免过高的压力对整个液压造成影响。
[0025]手动栗油油路700上设有手动栗11和手动栗油油路单向阔8，问时，在手栗栗油油路700上还连接有与回油主油路连通的手动栗油溢流油路，手动栗油溢流油路上设有手动栗油溢流阀43。
[0026]在油箱61上设有电加热器60，电加热器60带有温控继电器，温控器继电器的控制范围可而为5-20°C，当温度低于5°C时，电机热气60开始工作，当温度高于20°C时，电加热器60停止工作。在油箱61上还设有油位、油温开关53和注油器42，该注油器42自带过滤器，这样可以保证注入的油满足液压系统的清洁要求。
[0027]这样一来，供油主油路可以通过液压栗油油路和手动栗油油路供油，保证整个液压系统的正常工作。并且，在供油主油路上还连接有主油路蓄能器10，这样可以放置液压栗一直处于启动状态，并保持电网断开情况下的系统压力，主油路蓄能器10能在某段时间内维持液压栗提供给主轴制动器和偏航制动器的压力，并补充由于泄露造成的压力损坏。在供油主油路上还连接有用于检测主油路优雅的压力表9及压力开关63。此处的压力开关63的设定值为150bar，当供油主油路中液压油的压力低于145bar时，压力开关63发出电信号让电机旋转，为主油路蓄能器10充压，压力到达152bar后让电机停转。
[0028]偏航制动器回路500包括用于在输入高压油时实现偏航制动的偏航制动器35、连接供油主油路100与偏航制动器35的偏航制动供油油路501及连接偏航制动器35与回油主回路200的偏航制动回油油路502，此处的偏航制动回油油路502包括并联布置的偏航回油支路503及解缆回油支路504，在偏航回油支路503上依次布置有偏航控制电磁阀39及偏航控制溢流阀40，解缆回路支路504上设有解缆控制电磁阀38，此处的偏航控制电磁阀39及解缆控制电磁阀38均为常闭电磁阀。
[0029]在偏航制动供油油路501上设有用于在偏航回油支路503及解缆回油支路504断开时打开以使得偏航制动供油油路501导通、在偏航回油支路503或解缆回油支路504导通时关闭以使得偏航制动供油油路501断开的偏航制动电磁阀32，偏航制动电磁阀32为常开电磁阀，即得电关闭，此处偏航回油支路503导通表示需要进行偏航操作，解缆回油支路504导通表示需要进行解缆操作，此时，偏航制动电磁阀32得电关闭。
[0030]并且，在偏航制动供油油路501和回油主油路200之间设有偏航制动溢流油路，偏航制动溢流油路上设有偏航制动溢流阀33，偏航制动溢流油路501与偏航制动供油油路的连接处位于偏航制动电磁阀32与偏航制动器35之间。
[0031]在偏航制动回油油路502上设有用于对偏航制动器流出的液压油进行过滤的过滤器37。偏航制动器回路502上设有用于对偏航制动器回路中的液压油压力进行检测的压力传感器36。在偏航供油油路501上还设有测压接头34。
[0032]需要说明的是，此处的偏航制动器35具体为液压驱动钳式制动器，液压驱动合闸，偏航制动电磁阀32打开，偏航控制电磁阀39及解缆控制电磁阀38关闭，液压站向偏航制动器35提供160bar的压力，使得偏航制动器的刹车片紧压在刹车盘上，提供制动力实现偏航刹车制动。
[0033]在需要进行偏航操作时，偏航制动电磁阀32得电关闭及偏航控制电磁阀39得电打开，偏航回油支路503导通，偏航制动器中的液压油得到释放但保持在32bar的余压，此处的32bar的余压由偏航控制溢流阀40控制，这样，偏航过程中始终保持一定的阻尼两句，减少风机在偏航过程中的冲击载荷。
[0034]在进行解缆操作时，偏航制动电磁阀32得电关闭及解缆控制电磁阀38得电打开，解缆回油支路导通，偏航制动器回路的液压完全释放，防止在进行解缆操作时对偏航制动器造成不必要的磨损。
[0035]在偏航和解缆过程中，偏航制动电磁阀32得电关闭，断开偏航制动器回路与供油主油路的连接，避免了供油主油路跌落后导致主轴制动器的异常投入，保证了风力发电机组的安全运行。并且，有效避免了液压站的电机长时间工作，延长了电机的使用年限。
[0036]本实施例中的主轴制动器回路包括用于在输入高压油时接触主轴制动的主轴制动器26、连接供油主油路100及主轴制动器26的主轴制动供油油路401和连接主轴制动器26及回油主油路200的主轴制动回油油路402，主轴制动供油油路上设有主轴制动供油电磁阀22。主轴制动供油减压阀23和主轴制动节流阀31，主轴制动回油油路402上设有主轴制动回油电磁阀29，此处的主轴制动供油电磁阀22为常闭电磁阀，而主轴制动回油电磁阀29则为常开电磁阀。
[0037]本实施例中，主轴制动器26为被动式制动器，被动式制动器主要依靠弹簧合闸制动，液压开闸。图1所示主轴制动器26处于合闸状态，主轴制动供油电磁阀22关闭，轴制动回油电磁阀29导通，连接在主轴制动器回路上的主轴制动蓄能器25中的液压油直接例会油箱，主轴制动器依靠弹簧力制动。
[0038]当主轴制动供油电磁阀22得电导通，主轴制动回油电磁阀29得电断开时，供油主油路提供的高压油经过主轴制动供油减压阀23、主轴制动节流阀31进入主轴制动器中，此处的主轴制动供油减压阀23的设定值为55bar，液压力克服弹簧力，主轴制动器开闸，解除对主轴的刹车制动。
[0039]主轴制动回油油路包括与主轴制动回油电磁阀29并联布置的主轴制动溢流油路，主轴制动溢流油路上设有主轴制动溢流阀30，此处的主轴制动溢流阀30的设定要为75bar，一旦主轴制动器回路压力达到72bar，液压油经主轴制动溢流阀30泄压，避免对主轴制动器产生损坏。
[0040]在主轴制动器回路上还连接有用于检测主轴制动器回路中的液压油油压的压力开关62和压力表28，此处的压力表28能够实时显示制动回路的压力情况，从而直观的判断制动器的开合情况。并且，在主轴制动器回路上还连接有测压接头27。
[0041]主轴制动器回路中，节流阀31用于防止压力跌落过快导致主轴制动动作过急而损坏主轴制动器。
[0042]本实施例所提供的风轮锁回路包括具有有杆腔和无杆腔的风轮锁气缸30和换向阀模块，换向阀模块具有与供油主油路连通的进油口、与回油主油路连通的回油口以及通过有杆腔油路与有杆腔连通的第一工作口、通过无杆腔油路与无杆腔连通的第二工作口。
[0043]需要说明的是，换向阀模块的进油口通过风轮锁供油油路与供油主油路连通，在风轮锁供油油路上设有风轮锁供油电磁阀13和风轮锁供油单向阀12。换向阀模块包括第一电磁阀14和第二电磁阀15，第一电磁阀14和第二电磁阀15均为两位三通电磁阀。
[0044]风轮锁供油电磁阀13为常闭电磁阀，使用时，在风轮锁供油电磁阀13得电打开时，风轮锁供油油路导通，控制第一电磁阀14和第二电磁阀15使得通过换向阀模块向风轮锁气缸的无杆腔供油、有杆腔回油而实现风轮锁气缸的活塞杆朝外移动以插入锁盘或者是想风轮锁气缸的有杆腔供油、无杆腔回油而实现风轮锁气缸的活塞杆朝内移动而从锁盘上拔出。
[0045]此处的第一电磁阀14和第二电磁阀15的操作手柄上另外设有锁片锁死机构，正常状态需要把手柄锁在中位防止风轮锁意外插入风轮锁盘。需要动作时把锁片退后，手柄才可以左右动作。
[0046]在有杆腔油路上设有第一液控单向阀16，在无杆腔油路上设有第二液控单向阀17，两液控单向阀组成双液控单向阀结构，在风轮锁供油电磁阀13、第一电磁阀14和第二电磁阀15都不得电的情况下，保证风轮锁的液压缸能够准确的定位。另外，在无杆腔油路上连接有测压接头18，在有杆腔油路上连接有测压接头19。
[0047]另外，为方便检测和维修，在液压站上设置了检测压力表41，可以通过测压胶管与测压接头联通，用于设备检测过程中对液压系统各回路的压力情况进行测量。
[0048]本实施例中，通过一个液压站向风轮锁回路、主轴制动器回路及偏航制动器回路供油，在其他实施例中，也可以由一个液压站向主轴制动器回路及偏航制动器回路供油。
[0049]在其他实施例中，偏航制动器回路中的偏航回油支路及解缆回油支路也可以采用现有技术中的偏航回油支路及解缆回油支路，只要在偏航制动供油油路上设置偏航制动电磁阀32以实现偏航制动器回路与供油主油路断开即可。
[0050]在其他实施例中，风轮锁回路及主轴制动器回路也可采用现有技术中的风轮锁回路及主轴制动器回路。风轮锁回路中的换向阀模块可以为两位四通换向阀。
[0051]另外，本实用新型还提供一种风力发电机组的实施例，该实施例中的风力发电机组与现有技术中的风力发电机组的结构基本相同，其改进之处主要在于采用上述多回路液压系统实施例中多回路液压系统，在此不再赘述。
【主权项】
1.一种风力发电机组多回路液压系统，包括供油主油路和回油主油路，还包括与供油主油路及回油主油路对应连接的主轴制动器回路及偏航制动器回路，偏航制动器回路包括用于在输入高压油时实现偏航制动的偏航制动器、连接供油主油路与偏航制动器的偏航制动供油油路和连接偏航制动器与回油主油路的偏航制动回油油路，偏航制动回油油路包括并联布置的偏航回油支路及解缆回油支路，其特征在于:所述的偏航制动供油油路上设有用于在偏航回油支路及解缆回油支路断开时打开以使得偏航制动供油油路导通、在偏航回油支路或解缆回油支路导通时关闭以使得偏航制动供油油路断开的偏航制动电磁阀。2.根据权利要求1所述的风力发电机组多回路液压系统，其特征在于:所述的偏航制动电磁阀为常开电磁阀，所述偏航回油支路上设有偏航控制电磁阀及偏航控制溢流阀，所述解缆回路支路上设有解缆控制电磁阀，偏航控制电磁阀及解缆控制电磁阀均为常闭电磁阀。3.根据权利要求1所述的风力发电机组多回路液压系统，其特征在于:所述的偏航制动回油油路上设有用于对偏航制动器流出的液压油进行过滤的过滤器;所述的偏航制动器回路上设有用于对偏航制动器回路中的液压油压力进行检测的压力传感器。4.根据权利要求1所述的风力发电机组多回路液压系统，其特征在于:所述的偏航制动供油油路和所述回油主油路之间设有偏航制动溢流油路，偏航制动溢流油路上设有偏航制动溢流阀，偏航制动溢流油路与偏航制动供油油路的连接处位于所述偏航制动电磁阀与偏航制动器之间。5.根据权利要求1或2或3或4所述的风力发电机组多回路液压系统，其特征在于:多回路液压系统还包括与供油主油路及回油主油路对应连接的风轮锁回路。6.根据权利要求1或2或3或4所述的风力发电机组多回路液压系统，其特征在于:所述的主轴制动器回路包括用于在输入高压油时解除主轴制动的主轴制动器、连接供油主油路及主轴制动器的主轴制动供油油路和连接主轴制动器及回油主油路的主轴制动回油油路，主轴制动供油油路上设有主轴制动供油电磁阀、主轴制动供油减压阀和主轴制动节流阀，主轴制动回油油路上设有主轴制动回油电磁阀，主轴制动供油电磁阀为常闭电磁阀，主轴制动回油电磁阀为常开电磁阀。7.根据权利要求6所述的风力发电机组多回路液压系统，其特征在于:所述的主轴制动器回路上连接有主轴制动蓄能器，主轴制动回油油路包括与所述主轴制动回油电磁阀并联布置的主轴制动溢流油路，主轴制动溢流油路上设有主轴制动溢流阀，主轴制动器回路上还连接有用于检测主轴制动器回路中的液压油油压的压力开关和/或压力表。8.根据权利要求1或2或3或4所述的风力发电机组多回路液压系统，其特征在于:所述的供油主油路上连接有主油路蓄能器，供油主油路包括并联布置的液压栗油油路和手动栗油油路，液压栗油油路上设有液压栗和液压栗油油路单向阀，手动栗油油路上设有手动栗和手动栗油油路单向阀，手动栗油油路上连接有与回油主油路连通的手动栗油溢流油路，手动栗油溢流油路上设有手动栗油溢流阀。9.一种风力发电机组，其特征在于:包括权利要求1至8中任意一项所述的风力发电机组多回路液压系统。
【文档编号】F15B21/04GK205533464SQ201620235772
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】杨海锋, 王小丽, 卢仁宝, 王立飞, 齐涛, 朱博峰, 郭向南, 翟旭
【申请人】许继集团有限公司, 许昌许继风电科技有限公司, 国家电网公司