冷却润滑系统的智能保护装置及其系统、机组及保护方法与流程

本发明涉及风电机组领域，特别是涉及一种冷却润滑系统的智能保护装置及其系统、机组及保护方法。

背景技术：

风电机组齿轮箱冷却润滑系统必须保证对齿轮箱内的运动部件的强制润滑，对油液的过滤和散热,由电动泵、过滤装置、机械泵、油风冷却器、压力传感器、连接管路等组成。

目前行业内绝大部分齿轮箱均应用温控阀,并且疲于应付2年一次的更换,对于体量越大的业主,越是麻烦，所有风机更换一遍的耗时很长。加之个别机位温控阀启停频繁，更是缩短了寿命周期，业内继续一套方案有效的规避温控阀带来的弊端。

齿轮箱冷却润滑系统的电动泵、机械泵同时向系统供油，润滑油经滤油器过滤后到温控阀，该温控阀根据润滑油的温度自动控制润滑油的流向。当通过的润滑油油温低于45℃时，润滑油直接进入齿轮箱；当通过的润滑油温高于45℃时，温控阀阀芯开始动作，此时的润滑油部分直接进入齿轮箱，部分通过冷却系统进入齿轮箱；当通过的润滑油温高于60℃时，温控阀阀芯完全关闭，此时的润滑油完全通过冷却器降温后再进入齿轮箱。

实际应用中，温控阀并不像理论要求的那么精确响应，通过对10个风场5年间的齿轮箱油温高的原因分析得出：大部分报油温高故障的机组都是由于温控阀未能正常动作，导致高温热油未经过冷却风扇引起。

同时温控阀属于易损易耗件，有明确寿命,开合动作次数一般为30000次动作,根据风场使用经验,一般超过2年就需要更换温控阀，增加维护和更换成本,如不更换可能会影响风机运行效率及齿轮箱寿命。

鉴于以上背景，需要设计一种无论温控阀动作正常与否，都能保证齿轮箱拥有合适的润滑冷却油量的方案。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种冷却润滑系统的智能保护装置及其系统、机组及保护方法，通过加装保证装置可以实时采集的油池温度和分配器处油温数值,并据此判断如何控制管理油路,由执行机构—电磁比例阀开通和关闭相应管路。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种冷却润滑系统的智能保护装置，用于风力发电机组，所述冷却润滑系统包括油路管道、齿轮箱油池和润滑油分配器，所述油路管道包括能经过散热板的冷却管道和不经过散热板能直接到达齿轮箱油池的直回管道，包括处理器、三通电磁比例阀及用于分别安装在齿轮箱油池内和润滑油分配器处进行温度测量的t1温度传感器和t2传感器，所述三通电磁比例阀包括进口端、第一出口端和第二出口端，所述进口端用于进油，所述第一出口端用于与冷却管道连通，所述第二出口端用于与直回管道连通，所述处理器用于采集t1传感器和t2传感器的温度信息并根据采集的信息控制三通电磁比例阀的第一出口端或第二出口端的出油量比例。

另一方面，提供一种智能随动式冷却润滑系统，所述冷却润滑系统包括油路管道、齿轮箱油池和润滑油分配器，所述油路管道包括能经过散热板的冷却管道和不经过散热板能直接到达齿轮箱油池的直回管道，包括所述的冷却润滑系统的智能保护装置，所述三通电磁比例阀的进口端用于进油，所述三通电磁比例阀的第一出口端与冷却管道连通，所述三通电磁比例阀的第二出口端与直回管道连通，所述处理器用于采集t1传感器和t2传感器的温度信息并根据采集的信息控制三通电磁比例阀的第一出口端或第二出口端的出油量比例。

进一步地，还包括温控阀，所述温控阀的输入端用于进油，所述温控阀用于根据输入端润滑油温度将润滑油按比例分流到两个管道中，所述温控阀的第一输出端用于部分或全部输出温度较高的润滑油；所述温控阀的第二输出端与直回管道连通用于部分或全部输出温度较低的润滑油；

所述三通电磁比例阀的进口端通过管道与所述温控阀的第一输出端连通，所述三通电磁比例阀的第一出口端与冷却管道连通，所述三通电磁比例阀的第二出口端通过管道与所述温控阀的第二输出端后的直回管道连通。

再一方面，提供一种风电机组，其特征在于，包括所述的智能随动式冷却润滑系统。

又一方面，提供一种风电机组齿轮箱的随动式冷却润滑系统的保护方法，包括：

1)所述冷却润滑系统为所述的智能随动式冷却润滑系统，所述t1温度传感器检测到的齿轮箱油池的温度为t1，所述t2传感器检测到的润滑油分配器处的温度为t2；

2)所述处理器对采集到的温度信息t1、t2分析判断并控制三通电磁比例阀的第一出口端或第二出口端的出油量比例，使齿轮箱油池内的温度控制在一定范围内：

当t1≥20℃时，处理器导通进口端和第一出口端，并根据t2的温度调节第一出口端的出油量比例，使润滑油部分或全部经过冷却管道；

当t1＜20℃时，处理器导通进口端和第二出口端，并根据t2的温度调节第二出口端的出油量比例，使润滑油部分或全部经过直回管道。

进一步地，所述步骤2)中，当t1≥20℃时，处理器导通进口端和第一出口端，使润滑油部分或全部经过冷却管道，处理器的控制策略为：

当t1≥20℃，t2＜45℃时，进口端和第一出口端的导通比例为1/3；

当t1≥20℃，45℃≤t2＜60℃时，进口端和第一出口端的导通比例为2/3；

当t1≥20℃，t2≥60℃时，进口端和第一出口端的导通比例为3/3全通。

进一步地，所述步骤2)中，当t1＜20℃时，处理器导通进口端和第二出口端，使润滑油部分或全部经过直回管道，处理器的控制策略为：

当t1＜20℃，t2＜45℃时，进口端和第二出口端的导通比例为3/3全通；

当t1＜20℃，45℃≤t2＜60℃时，进口端和第二出口端的导通比例为2/3；

当t1＜20℃，t2≥60℃时，进口端和第二出口端的导通比例为1/3。

进一步地，还包括设在三通电磁比例阀的进口端之前的温控阀，所述温控阀的第一输出端用于部分或全部输出温度较高的润滑油；所述温控阀的第二输出端与直回管道连通用于部分或全部输出温度较低的润滑油；

所述三通电磁比例阀的进口端通过管道与所述温控阀的第一输出端连通，所述三通电磁比例阀的第一出口端与冷却管道连通，所述三通电磁比例阀的第二出口端通过管道与所述温控阀的第二输出端后的直回管道连通。

采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：

本发明的冷却润滑系统的智能保护装置，通过加装到风电齿轮箱智能随动式冷却润滑系统上，可实时采集的齿轮箱油池温度和润滑油分配器处油温数值,并据此判断如何控制管理油路,由执行机构电磁比例阀开通和关闭相应管路，可以做到实时控制并保证齿轮箱油温散热效果，无需人工专门手动处理，简单可靠，成本较低，同时避免了人工疏忽造成的遗漏问题。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明的温度传感器的安装示意图；

图2是本发明的电磁比例阀安装在冷却润滑系统中的管路示意图；

图3是图2的a处放大图；

图4是现有技术中的冷却润滑系统中的管路示意图；

图5是现有技术中的冷却润滑系统中的三维管路示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域技术人员。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明提供一种冷却润滑系统的智能保护装置的实施例，如图1至图3所示，用于加装到风电齿轮箱智能随动式冷却润滑系统上，冷却润滑系统包括油路管道、齿轮箱油池8和润滑油分配器7，油路管道包括能经过散热板的冷却管道21和不经过散热板能直接到达齿轮箱油池的直回管道22，包括处理器、三通电磁比例阀1及用于分别安装在齿轮箱油池8内和润滑油分配器7处进行温度测量的t1温度传感器和t2传感器，三通电磁比例阀1包括进口端11、第一出口端12和第二出口端13，进口端11用于进油，第一出口端12用于与冷却管道21连通，第二出口端13用于与直回管道22连通，处理器用于采集t1传感器和t2传感器的温度信息并根据采集的信息控制三通电磁比例阀1的第一出口端12或第二出口端13的出油量比例。

本发明的冷却润滑系统的智能保护装置，通过加装到风电齿轮箱智能随动式冷却润滑系统上，可实时采集的齿轮箱油池温度和润滑油分配器处油温数值,并据此判断如何控制管理油路,电磁比例阀根据既定控制策略按比例要求导通和关闭相应的管路，可以做到实时控制并保证齿轮箱油温散热效果，无需人工专门手动处理，简单可靠，成本较低，同时避免了人工疏忽造成的遗漏问题。

另一方面，提供一种智能随动式冷却润滑系统，冷却润滑系统包括油路管道、齿轮箱油池8和润滑油分配器7，油路管道包括能经过散热板的冷却管道21和不经过散热板能直接到达齿轮箱油池8的直回管道22，包括所述的冷却润滑系统的智能保护装置，三通电磁比例阀1的进口端11用于进油，三通电磁比例阀1的第一出口端12与冷却管道21连通，三通电磁比例阀1的第二出口端13与直回管道22连通，处理器用于采集t1传感器和t2传感器的温度信息并根据采集的信息控制三通电磁比例阀1的第一出口端12或第二出口端13的出油量比例。

进一步地，还包括温控阀6，温控阀6的输入端用于进油，与进油管20连通，温控阀6用于根据输入端润滑油温度将润滑油按比例分流到两个管道中，温控阀6的第一输出端61用于部分或全部输出温度较高的润滑油；温控阀6的第二输出端62与直回管道22连通用于部分或全部输出温度较低的润滑油；

三通电磁比例阀1的进口端11通过管道与温控阀6的第一输出端61连通，三通电磁比例阀1的第一出口端12与冷却管道21连通，三通电磁比例阀1的第二出口端13通过管道与温控阀6的第二输出端62后的直回管道22连通。即三通电磁比例阀连接在温控阀第一输出端后的冷却管道上，三通电磁比例阀的第二出口端通过管道与直回管道连通，并在温控阀的第二输出端62之后。

本发明的三通电磁比例阀可以安装在温控阀的输出端之后的分流温度较高的油路(即冷却管道上)上，通过控制高温油路的出油量，本发明添加的三通电磁比例阀可以有效的规避温控阀异常动作带来的齿轮箱高温风险，也可以避免出现润滑油过冷的现象，避免了人工操作可能带来的疏忽，提高了风机的安全性及可靠性，降低了维护成本及故障成本。本发明的三通电磁比例阀可以支架添加在现有的润滑系统的管路上，也可以直接代替温控阀的使用。

再一方面，提供一种风电机组，包括所述的智能随动式冷却润滑系统。

又一方面，提供一种风电机组齿轮箱的随动式冷却润滑系统的保护方法，包括：

1)冷却润滑系统为上述的智能随动式冷却润滑系统，t1温度传感器检测到的齿轮箱油池的温度为t1，t2传感器检测到的润滑油分配器处的温度为t2；

2)处理器对采集到的温度信息t1、t2分析判断并控制三通电磁比例阀的第一出口端或第二出口端的出油量比例，使齿轮箱油池内的温度控制在一定范围内：

当t1≥20℃时，处理器导通进口端和第一出口端，并根据t2的温度调节第一出口端的出油量比例，使润滑油部分或全部经过冷却管道；

当t1＜20℃时，处理器导通进口端和第二出口端，并根据t2的温度调节第二出口端的出油量比例，使润滑油部分或全部经过直回管道。

进一步地，步骤2)中，当t1≥20℃时，处理器导通进口端和第一出口端，使润滑油部分或全部经过冷却管道，处理器的一种控制策略为：

当t1≥20℃，t2＜45℃时，进口端和第一出口端的导通比例为1/3；

当t1≥20℃，45℃≤t2＜60℃时，进口端和第一出口端的导通比例为2/3；

当t1≥20℃，t2≥60℃时，进口端和第一出口端的导通比例为3/3全通。

进一步地，步骤2)中，当t1＜20℃时，处理器导通进口端和第二出口端，使润滑油部分或全部经过直回管道，处理器的一种控制策略为：

当t1＜20℃，t2＜45℃时，进口端和第二出口端的导通比例为3/3全通；

当t1＜20℃，45℃≤t2＜60℃时，进口端和第二出口端的导通比例为2/3；

当t1＜20℃，t2≥60℃时，进口端和第二出口端的导通比例为1/3。

综上，本发明的处理器的一种控制策略可以如表1所示，通过齿轮箱油池和润滑油分配器处的温度传感器监测的油温作为判定现象。

表1处理器根据齿轮箱油池和润滑油分配器处的的油温的控制策略

即本发明的处理器根据齿轮箱油池和润滑油分配器处的的油温合理导通电磁比例阀的管路的比例，实现冷却润滑油的智能控制。

进一步地，还包括设在三通电磁比例阀的进口端之前的温控阀，温控阀的第一输出端用于部分或全部输出温度较高的润滑油；温控阀的第二输出端与直回管道连通用于部分或全部输出温度较低的润滑油；

三通电磁比例阀的进口端通过管道与温控阀的第一输出端连通，三通电磁比例阀的第一出口端与冷却管道连通，三通电磁比例阀的第二出口端通过管道与温控阀的第二输出端后的直回管道连通。

本发明利用温度传感器测得的温度数据,采用处理器判断并控制三通电磁比例阀的导通比例及管路的通和断,提出了一种具备实操性并且容易实际推广的方案，实现了智能随动的优化控制冷却润滑系统。本发明主要针对温控阀易损、容易出现异常动作等情况，根据油池温度自动判断并相应的通断管路，做到合适的冷却润滑供给。本发明实现了对温控阀异常动作引起的齿轮箱高温的故障规避，据此通断相应管路并保证提供合适的冷却润滑功率，具备实际可操性。解决了现有技术中对于温控阀异常的情况不能直观判断且做出响应的问题。本技术本发明基于实际应用经验详细可视化的描述保护装置，具备可操作性和产业转化条件。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。