专利名称：一种用于风力发电机组的液压系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于风力发电机组的液压系统。
背景技术：
风力发电可以节约能源，减少污染，是我国目前大力发展的新兴能源。风力发 电机组也向大型化发展，目前的主力机型已经达到兆瓦级，然而在现有技术中，尚 未有与之配套的液压系统，因此，为适应风力发电事业的发展，业内专业人士迫切 需要设计出与兆瓦级风力发电机组配套的液压系统。
实用新型内容
为了解决上迷现有技术中问题，本实用新型旨在提供一种集成化的用于风 力发电机组的液压系统，为风力发电机组提供液压变桨控制和刹车控制，同时 实现液压系统自身的压力控制、液位控制和温度控制，以保证风力发电机组安 全稳定运行。
本实用新型所述的 一 种用于风力发电机组的液压系统，包括液压站和变桨 机构，其特征在于，它还包括与所述液压站连接的供油子系统和变桨控制子系
统，其中
所述的供油子系统包括油箱、电机泵组、过滤器、安全阀、机舱蓄能器组、 设置在所述油箱侧面的液位计和温度传感器以及连接在所述油箱顶部的空气 滤清器和液位液温开关，其中，所述电机泵组的一端与油箱连接，其另一端与 所述过滤器的一端连接，且该过滤器的另一端分别与所述的安全阀和机舱蓄能 器组连接；
所述的变桨控制子系统包括伺服阀、平衡阀和变桨控制油缸，其中，所述 的,服阀的一端与所述的供油子系统连接，另一端与所述平衡阀的一端连接， 平衡阀的另一端通过一旋转接头与所述的变桨控制油缸连接。在上述的用于风力发电机组的液压系统中，还包括与所述供油子系统连接 的偏航刹车控制子系统、主轴刹车控制子系统、变桨安全子系统和旁路循环过 滤冷却子系统。
在上述的用于风力发电机组的液压系统中，所述的偏航刹车控制子系统包 括偏航刹车控制电磁阀、解除偏航剎车控制电磁阀、偏航刹车油缸、用于设定 刹车预紧力的溢流阀、偏航刹车緩沖蓄能器和刹车保持蓄能器，其中，所述偏 航刹车控制电磁阀的一端分别与所述的刹车保持蓄能器以及供油子系统连接， 另一端依次与所述的偏航刹车緩冲蓄能器、偏航刹车油缸、溢流阀以及解除偏 航刹车控制电磁阀的 一端连接，所述解除偏航刹车控制电磁阀的另 一端与所述 的供油子系统连接。
在上述的用于风力发电机组的液压系统中，所述的主轴刹车控制子系统包 括进油减压阀、进油单向阀、主轴刹车緩冲蓄能器以及同时与该主轴刹车緩冲 蓄能器连接的且相互并联连接的主轴刹车控制电磁阀、紧急刹车控制电磁阀、 解除主轴刹车控制电磁阀和手动泵，其中，所述的进油减压阀的一端与所述的 供油子系统连接，另一端与所述进油单向阀的一端连接，所述进油单向阀的另 一端分别与所述的手动泵、主轴刹车控制电磁阀、紧急刹车控制电磁阀和解除 主轴刹车控制电磁阀连接。
在上述的用于风力发电机组的液压系统中，所述的变桨安全子系统包括与 所述供油子系统连接的电磁换向阀、与该电磁换向阀连接的三套安全油缸控制 模块、分别与每套安全油缸控制块连接的变桨安全油缸和蓄能器，其中，所述 的每套安全油缸控制模块包括相互连接的插装阀和液控单向阀。
在上述的用于风力发电机组的液压系统中，所述的旁路循环过滤冷却子系 统包括相互连接的由电动机带动的油泵、冷却器和过滤器。
在上述的用于风力发电机组的液压系统中，所述供油子系统中的电机泵组 为一双联齿轮泵。
由于采用了上述的技术解决方案，本实用新型能保证风力发电机组安全稳 定运行。首先，它为风力发电机组提供液压变桨控制，变桨控制子系统提供风 力发电机桨叶的精准控制，按照要求改变桨叶的角度，输出稳定的转速和功率。 变桨安全子系统在故障状态下，利用蓄能器储存的能量推动安全油缸带动桨叶
5回到顺桨位置，保证风力发电机能安全停机。其次，它提供风力发电机组偏航 刹车的控制，在风力发电机偏航过程中刹车松开，在停止偏航状态下保持刹车 刹紧。停机后，利用蓄能器储存的能量保持偏航刹车的刹紧状态。再次，它提 供风力发电机组主轴刹车控制，在事故或检修状态，需要使风力发电机停止转 动并保持刹车状态，分为正常刹车和紧急刹车，根据需要提供两种刹车速度。
附困说明
图1是本实用新型 一 种用于风力发电机组的液压系统最佳实施例的系统结 构示意图。
具体实施方式
为了能更好地对本实用新型的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例并结 合附图进行详细的说明。
如图l所示，本实用新型，即一种用于风力发电机组的液压系统，包括液压站
(图中未示)、变桨机构(图中未示)、供油子系统r、变桨控制子系统2，、与 供油子系统r连接的偏航刹车控制子系统3，、主轴刹车控制子系统4'、变桨安全
子系统5，和旁路循环过滤冷却子系统6'，其中
供油子系统l'包括油箱40、电机泵组1、两个过滤器31、 32、两个安全阀91、 92、 一组机抢蓄能器组18 (包括三套50升机舱蓄能器181、 182、 183)、设置在 油箱40侧面的液位计34和温度传感器35以及连接在油箱40顶部的空气滤清器 41和液位液温开关36,其中，油箱40由钢板焊接而成，采用内外油箱结构，内油 箱容纳工作所需液压油，外油箱可以接纳故障或检修过程中泄漏的液压油，保证不 至于污染风力发电机地面。
电机泵组1为双联齿轮泵组，电机泵组1中两台齿轮泵的一端与油箱40连接， 另一端分两路分别独立地向变桨控制子系统2'和变桨安全子系统5'供油， 一路依 次连接过滤器31、安全阀91和机抢蓄能器181，另一路依次连接过滤器32、安全 阀92和才几抢蓄能器182、 183,从而加大了变桨控制子系统2，和变桨安全子系统5， 的可靠性。
过滤器31、 32用于过滤液压油中的杂质，且带有压差报警功能，即当过滤器 31、 32的前后压差超过报警值时，会发出滤芯堵塞报警；当过滤器31、 32的前后压差超过设定值时，旁通阀打开，保护滤芯不被压破；安全阀91、 92用于保护系 统不至于超压；液位计34用于监视液位变化；空气滤清器41可以过滤进入到油箱 内的空气中的杂质；液位液温开关36有两点液位保护和一点温度保护，即当液位 低于报警值时，发出液位低报警；当液位低于停机值时，发出停机信号；当油箱温 度高于设定值时，发出停机信号。温度传感器35送出油箱温度信号给风力发电机 控制系统。
机抢蓄能器组18布置在液压站附近，用于储存能量并为整个液压系统提供动 力，电机泵组l工作时，向机抢蓄能器组18充油；当压力达到设定上限值时，电 机泵组l卸载，由机抢蓄能器组18向整个液压系统供油；当压力下降到下限设定 值时，电机泵组l承载，继续向机抢蓄能器组18充油。
变桨控制子系统2，包括伺服岡33、两个平衡阀281、 282和三套变桨控制油缸
261、 262、 263,其中，伺服阀33的一端分两路与供油子系统l，连接，另一端分 别与平衡阀281、 282的一端连接，平衡阀281、 282的另一端通过一旋转接头39 分别与变桨控制油缸261、 262、 263连接；伺服阀33、平衡阀281、 282集成于液 压站的控制阀组上，变桨控制油缸261、 262、 263布置在风力发电才几轮毂内，直接 与变桨机构相连。
变桨控制子系统2'的工作原理是伺服阀33、变桨控制油缸261、 262、 263 与风力发电机的控制系统和位移传感器组成闭环回路。当风力发电机因工况变化需 要变桨时，风力发电机控制系统发出信号给伺服阀33,由伺服阀33将电信号转化 成液压信号，输出流量给变桨控制油缸261、 262、 263,变桨控制油缸261、 262、 263推动变桨机构进行变桨，同时风力发电机的位移传感器将变桨控制油缸261、
262、 263的位置信号反馈给风力发电机控制系统。当变桨控制油缸261、 262、 263 运动到达期望位置以后，指令信号与反馈信号的差值为零，伺服阀33上的输入信 号为零，输出流量也为零，变桨控制油缸261、 262、 263保持不动，完成变桨控制。
偏航刹车控制子系统3，采用零泄漏螺紋插装阀结构，集成在液压站的控制阀 组上，它包括偏航刹车控制电磁阀51、解除偏航刹车控制电磁阀6、偏航刹车油缸 52、用于设定刹车预紧力的溢流阀13、偏航刹车緩沖蓄能器161和刹车保持蓄能 器17,其中，偏航刹车控制电磁阀51的一端分别与刹车保持蓄能器17以及供油 子系统l，连接，另一端依次 接偏航刹车緩沖蓄能器161、偏航刹车油缸52、溢流阀13以及解除偏航刹车控制电磁阀6的一端，解除偏航刹车控制电磁阀6的另 一端与供油子系统l，连接。
偏航刹车控制子系统3，的工作原理是当风力发电机在工作中，供油子系统1， 提供的压力油通过偏航刹车控制电磁阀51进入到偏航刹车油缸52中，这时因为解 除偏航刹车控制电磁阀6处于关闭状态，偏航刹车油缸52建立压力，保持刹车处 于刹紧状态；当风力发电机需要进行偏航时，偏航刹车控制电磁阀51和解除偏航 刹车控制电磁阔6同时通电，偏航刹车控制电磁岡51关闭，解除偏航刹车控制电 磁阀6打开，偏航刹车油缸52内的压力油通过溢流阀13、解除偏航刹车控制电》兹 阀6回到油箱40,刹车放开。溢流阀13提供一个最低的刹车刹紧力。偏航刹车緩 冲蓄能器161用于刹车动作的緩冲，刹车保持蓄能器17可以向偏航刹车油缸52 提供动力，用于在停泵状态下保持刹车处于刹紧状态。
主轴刹车控制子系统4，采用零泄漏螺紋插装阀结构，集成在液压站的一个阀 块上。它具体包括进油减压阀42、进油单向阀432、主轴刹车緩冲蓄能器162以及 相互并联连接的主轴刹车控制电磁阀451、紧急刹车控制电磁阀452、解除主轴刹 车控制电磁岡46和手动泵48，其中，进油减压阀42的一端与供油子系统连接l，， 另一端与进油单向阀432的一端连接，进油单向阀432的另一端分别与手动泵48、 紧急刹车控制电磁阀452连接，同时分别通过节流阀441 、 442与主轴刹车控制电 磁阀451、解除主轴刹车控制电磁阀46连接后，再与主轴刹车緩冲蓄能器162连 接；紧急刹车控制电磁阀452还与一主轴刹车油缸44连接。
主轴刹车控制子系统4，的工作原理是压力油经过进油减压阀42调整至刹车 所需工作压力，经进油单向阀432后进入刹车控制回路。正常工作时，主轴刹车控 制电磁阀451、紧急刹车控制电磁阀452处于关闭状态，解除主轴刹车控制电磁阀 46处于打开状态，主轴刹车放开。当风力发电机控制系统发出刹车信号时，主轴 刹车控制电^f兹阀451通电，压力油进入到主轴刹车油缸44,同时解除主轴刹车控 制电磁阀46通电，回油路关闭，主轴刹车油缸44建立压力，刹车处于刹紧状态。 当主轴刹车控制电磁阀451、解除主轴刹车控制电磁阀46断电时，刹车放开。节 流阀441、 442用于调节刹车及刹车放开的速度。当出现紧急情况时，主轴刹车控 制电磁阀451 、紧急刹车控制电磁阀452、解除主轴刹车控制电磁阀46同时通电， 刹车快速动作。当液压系统失去动力时，可以手动按下解除主轴刹车控制电磁阀46上的按钮，使该解除主轴刹车控制电磁阀46处于关闭状态，手动操作手动泵48 输出压力，使刹车处于刹紧状态。主轴刹车緩沖蓄能器162用于刹车动作的緩冲， 压力开关送出刹车动作信号给风力发电机控制系统。
变桨安全子系统5'包括与供油子系统l，连接的电磁换向阀30、通过旋转接头 39与该电磁换向阀30连接的三套安全油缸控制模块271、 272、 273、分别与每套 安全油缸控制块连接的变桨安全油缸251、 252、 253和蓄能器191、 192、 193,其 中，电磁换向阀30集成于液压站的控制阀组上，变浆安全油缸251、 252、 253布 置在风力发电机轮毂内，直接与变桨机构相连；三套安全油缸控制模块271、 272、 273配三套蓄能器191、 192、 193各自独立地控制三套变桨安全油缸251、 252、 253。 三套安全油缸控制模块271、 272、 273分别包括相互连接的插装阀41和液控单向 阀121、插装阀42和液控单向阀122、插装阀43和液控单向阀123。
变桨安全子系统5'的工作原理是电磁换向阀30通过安全油缸控制模块271、 272、 273控制变桨安全油缸251、 252、 253的动作，当电^f兹换向阀30通电时，压 力油通过电/f兹换向阀30到变桨安全油缸251、 252、 253,驱动桨叶转动到全桨位 置。当电磁换向阀30断电时，变桨安全油缸251、 252、 253带动桨叶回到顺桨位 置。安全油缸控制模块271、 272、 273及蓄能器191、 192、 193用于风力发电机的 安全控制。当液压系统失去动力时，蓄能器191、 192、 193内储存的压力油经过插 装阀41、 42、 43、液控单向阀121、 122、 123,到达变桨安全油缸251、 252、 253, 推动桨叶到顺桨位置。
旁路循环过滤冷却子系统6，包括相互连接的由电动机带动的油泵61 、冷却器 62和精密的过滤器63。旁路循环过滤冷却子系统6'的工作原理是油泵61将液 压油从油箱40内吸出，经过过滤器63和冷却器62后，再回到油箱40。过滤器63 用于过滤液压油中的杂质，带有压差"J艮警功能，当过滤器63的前后压差超过报警 值时，会发出滤芯堵塞报警；当过滤器63的前后压差超过设定值时，过滤器63 内部的旁通阀(图中未示)打开，保护滤芯不被压破。冷却器62由温控阀64进行 控制，当液压油的温度低于设定值I时，液压油不流经冷却器62，由旁路管道回 油箱40;当液压油的温度高于设定值I但低于设定值II时，液压油同时经过冷却 器62和旁路管道回油箱40;当液压油的温度高于设定值II时，液压油全部由冷却 器62回油箱40。
9以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人 员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节 不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作 为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种用于风力发电机组的液压系统，包括液压站和变桨机构，其特征在于，它还包括与所述液压站连接的供油子系统和变桨控制子系统，其中所述的供油子系统包括油箱、电机泵组、过滤器、安全阀、机舱蓄能器组、设置在所述油箱侧面的液位计和温度传感器以及连接在所述油箱顶部的空气滤清器和液位液温开关，其中，所述电机泵组的一端与油箱连接，其另一端与所述过滤器的一端连接，且该过滤器的另一端分别与所述的安全阀和机舱蓄能器组连接；所述的变桨控制子系统包括伺服阀、平衡阀和变桨控制油缸，其中，所述的伺服阀的一端与所述的供油子系统连接，另一端与所述平衡阀的一端连接，平衡阀的另一端通过一旋转接头与所述的变桨控制油缸连接。
2. 根据权利要求1所迷的用于风力发电机组的液压系统，其特征在于， 它还包括与所述供油子系统连接的偏航刹车控制子系统、主轴刹车控制子系 统、变桨安全子系统和旁路循环过滤冷却子系统。
3. 根据权利要求2所述的用于风力发电机组的液压系统，其特征在于， 所述的偏航刹车控制子系统包括偏航刹车控制电磁阀、解除偏航刹车控制电磁 阀、偏航刹车油缸、用于设定刹车预紧力的溢流阀、偏航刹车緩冲蓄能器和刹 车保持蓄能器，其中，所述偏航刹车控制电磁阀的一端分别与所述的刹车保持 蓄能器以及供油子系统连接，另一端依次与所述的偏航刹车緩冲蓄能器、偏航 刹车油缸、溢流阀以及解除偏航刹车控制电磁阀的一端连接，所述解除偏航刹 车控制电磁阀的另 一端与所述的供油子系统连接。
4. 根据权利要求2或3所述的用于风力发电机组的液压系统，其特征在 于，所述的主轴刹车控制子系统包括进油减压阀、进油单向阀、主轴刹车緩冲 蓄能器以及同时与该主轴刹车緩冲蓄能器连接的且相互并联连接的主轴刹车 控制电磁阀、紧急刹车控制电磁阀、解除主轴刹车控制电磁阀和手动泵，其中， 所述的进油减压阀的一端与所述的供油子系统连接，另 一端与所述进油单向阀 的一端连接，所述进油单向阀的另一端分别与所述的手动泵、主轴刹车控制电 磁阀、紧急刹车控制电磁阀和解除主轴刹车控制电磁阀连接。
5. 根据权利要求2、 3或4所述的用于风力发电机组的液压系统，其特征 在于，所述的变桨安全子系统包括与所述供油子系统连接的电磁换向阀、与该 电磁换向阀连接的三套安全油缸控制模块、分别与每套安全油缸控制块连接的 变桨安全油缸和蓄能器，其中，所述的每套安全油缸控制模块包括相互连接的 插装阀和液控单向阀。
6. 根据权利要求2-5中任意一项所述的用于风力发电机组的液压系统，其 特征在于，所述的旁路循环过滤冷却子系统包括相互连接的由电动机带动的油 泵、冷却器和过滤器。
7. 根据权利要求1或2所述的用于风力发电机组的液压系统，其特征在 于，所述供油子系统中的电机泵组为一双联齿轮泵。
专利摘要本实用新型涉及一种用于风力发电机组的液压系统，包括液压站、变桨机构，与所述液压站连接的供油子系统和变桨控制子系统，其中所述的供油子系统包括油箱、电机泵组、过滤器、安全阀、机舱蓄能器组、设置在所述油箱侧面的液位计和温度传感器以及连接在所述油箱顶部的空气滤清器和液位液温开关；所述的变桨控制子系统包括伺服阀、平衡阀和变桨控制油缸。本实用新型为风力发电机组提供了液压变桨控制和刹车控制，同时实现了液压系统自身的压力控制、液位控制和温度控制，保证了风力发电机组安全稳定运行。
文档编号F03D7/00GK201347838SQ20092006662
公开日2009年11月18日 申请日期2009年1月8日 优先权日2009年1月8日
发明者军 许 申请人:新华威尔液压系统(上海)有限公司