本申请涉及风力发电领域，更具体地，涉及一种风力发电机组液压变桨试验台加载液压系统。
背景技术：
随着风力发电机组向大型化方向发展，因液压变桨系统功率密度高等优点而在风力发电机组的应用越来越广泛。因此，了解液压变桨系统的特性并掌握液压变桨系统的运行规律，就变的越来越重要。了解液压变桨系统最直接简单的方法就是建立相关的试验台，通过实验研究，掌握液压变桨系统的特性。
传统风力发电机组液压变桨试验台加载液压系统能够模拟风力发电机组的运行负载，一般在系统中采用比例溢流阀，然而比例溢流阀动态响应频率较低。因此，需要一种响应频率高、负载准确可靠、满足系统加载特性要求的风力发电机组液压变桨试验台加载液压系统。
技术实现要素：
根据本发明的一方面，提供了一种风力发电机组液压变桨试验台加载液压系统，包括：液压油箱；液压泵，包括液压泵进口和液压泵出口；第一电磁换向阀，包括第一电磁换向阀第一工作口、第一电磁换向阀回油口、第一电磁换向阀第二工作口和第一电磁换向阀进油口；第一单向阀，包括第一单向阀进口和第一单向阀出口；第二单向阀，包括第二单向阀进口和第二单向阀出口；第三单向阀，包括第三单向阀进口和第三单向阀出口；比例方向阀，包括比例方向阀工作口、比例方向阀回油口、比例方向阀工作口和比例方向阀进油口；蓄能器组件，包括蓄能器组件油口；第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器；第二电磁换向阀，包括第二电磁换向阀第一工作口和第二电磁换向阀第二工作口；第一比例溢流阀，包括第一比例溢流阀进油口和第一比例溢流阀回油口；第二比例溢流阀，包括第二比例溢流阀进油口和第二比例溢流阀回油口；负载油缸，包括大腔和小腔，其中，所述液压泵进口连接所述液压油箱，所述液压泵出口连接所述第一电磁换向阀进油口，所述第一电磁换向阀第一工作口和第一电磁换向阀回油口连接所述液压油箱，所述第一电磁换向阀第二工作口连接所述第一电磁换向阀进油口，所述第一单向阀进口连接所述第一电磁换向阀进油口，所述第一单向阀出口连接所述蓄能器组件油口、所述比例方向阀进油口和所述第二电磁换向阀第一工作口，所述第二单向阀进口和所述第三单向阀进口连接液压油箱，所述第二单向阀出口和所述第三单向阀出口分别连接所述大腔和所述小腔，所述比例方向阀第一工作口连接所述大腔，所述比例方向阀回油口连接所述液压油箱，所述比例方向阀第二工作口截止，所述比例方向阀进油口连接所述第一电磁换向阀进油口，所述蓄能器组件油口连接所述比例方向阀进油口和所述电磁换向阀第一工作口，所述第一压力传感器连接所述蓄能器组件油口以检测所述蓄能器组件中的压力，所述第二压力传感器连接所述大腔以检测所述大腔中的压力，所述第三压力传感器连接所述小腔以检测所述小腔中的压力，所述第二电磁换向阀第一工作口连接所述第一单向阀出口，所述第二电磁换向阀第二工作口连接所述小腔，所述第一比例溢流阀进油口连接所述大腔，所述第二比例溢流阀进油口连接所述小腔，所述第一比例溢流阀回油口和所述第二比例溢流阀回油口连接所述液压油箱。
所述风力发电机组液压变桨试验台加载液压系统还可包括：过滤器，包括过滤器进口和过滤器出口，其中，所述过滤器进口连接所述液压泵出口，所述过滤器出口连接所述第一电磁换向阀进油口和所述第一单向阀进口。
所述风力发电机组液压变桨试验台加载液压系统还可包括：溢流阀，包括溢流阀进油口和溢流阀回油口，其中，所述溢流阀进油口连接所述第一电磁换向阀进油口，所述溢流阀回油口连接第一电磁换向阀第一工作口和所述过滤器出口。
所述风力发电机组液压变桨试验台加载液压系统还可包括：电机，驱动所述液压泵；截止阀，连接所述液压油箱和所述蓄能器组件油口。
在风力发电机组液压变桨试验台加载液压系统处于紧急停机或掉电状态的情况下，风力发电机组液压变桨试验台加载液压系统的所有元件失电，所述比例方向阀处于中位，所述第一比例溢流阀和所述第二比例溢流阀失电后开启压力为0，所述蓄能器组件中的液压油通过所述第二电磁换向阀和所述第二比例溢流阀后流回所述液压油箱。
在风力发电机组液压变桨试验台加载液压系统处于停机状态的情况下，所述第一电磁换向阀、所述比例方向阀、所述第二电磁换向阀、所述第一比例溢流阀和所述第二比例溢流阀处于可控状态并且开启压力为0，所述比例方向阀处于中位，所述第二电磁换向阀处于低电平并工作在左位，所述蓄能器组件中的液压油通过所述第一比例溢流阀和所述第二比例溢流阀后流回所述液压油箱。
在风力发电机组液压变桨试验台加载液压系统处于待机状态的情况下，所述第一电磁换向阀、所述比例方向阀、所述第二电磁换向阀、所述第一比例溢流阀和所述第二比例溢流阀处于可控状态，所述比例方向阀获得最大负电压并工作在左位，所述负载油缸的大腔与所述液压油箱相通并处于浮动状态，所述第一比例溢流阀和所述第二比例溢流阀的开启压力为0，所述第二电磁换向阀处于高电平并工作在右位，所述液压泵给所述蓄能器组件充压，当所述蓄能器组件的压力达到第一预定值时，关闭所述电机，所述液压泵停止给蓄能器组件充压。
在风力发电机组液压变桨试验台加载液压系统处于运行状态的情况下，所述比例方向阀处于闭环控制状态，所述第一比例溢流阀和所述第二比例溢流阀的开启压力为所述负载油缸的最大工作压力，所述第二电磁换向阀处于低电平并工作在左位，所述蓄能器组件与所述负载油缸的小腔导通，并通过所述比例方向阀的阀芯的开口方向和开度大小来控制所述负载油缸的大腔的压力以防止出现负压，所述电机驱动所述液压泵，所述液压泵给所述蓄能器组件充压，当所述蓄能器组件的压力达到第一预定值时，关闭所述电机，当系统工作一段时间后所述蓄能器组件的压力低于第二预定值时，启动所述电机，直到所述蓄能器组件的压力达到第一预定值。
在风力发电机组液压变桨试验台加载液压系统处于紧急顺桨状态的情况下，所述比例方向阀处于闭环控制状态，所述第二电磁换向阀处于高电平并工作在右位，所述蓄能器组件与所述负载油缸的小腔不导通，所述第一比例溢流阀的开启压力为所述负载油缸的最大工作压力，所述第二比例溢流阀的开启压力实时进行调整，所述负载油缸的活塞杆向外伸出，并通过所述比例方向阀的阀芯的开口方向和开度大小来控制所述负载油缸的大腔的压力以防止出现负压。
根据本发明的示例性实施例，能够对风力发电机组液压变桨系统的试验研究提供负载需求；采用比例方向阀做为液压控制元件，响应频率高，负载准确可靠，满足系统加载特性要求；风力发电机组紧急顺桨时，采用比例方向阀和比例溢流阀相结合的控制方式，满足风力发电机组的紧急顺桨时的试验要求，能构提供风力发电机组紧急顺桨时的负载工况。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1是示出根据本发明示例性实施例的风力发电机组液压变桨试验台加载液压系统的示意图。
具体实施方式
现在，详细描述本发明的示例性实施例，其示例在附图中表示，其中，相同的标号始终表示相同的部件。
图1是示出根据本发明示例性实施例的风力发电机组液压变桨试验台加载液压系统100的示意图。
根据本发明示例性实施例的风力发电机组液压变桨试验台加载液压系统100包括液压油箱1、液压泵2、电机3、过滤器4、第一电磁换向阀5、溢流阀6、第一单向阀7.1、第二单向阀7.2、第三单向阀7.3、比例方向阀8、截止阀9、蓄能器组件10、第一压力传感器11.1、第二压力传感器11.2、第三压力传感器11.3、第二电磁换向阀12、第一比例溢流阀13.1、第二比例溢流阀13.2和负载油缸14。此外，应该注意，电机3、过滤器4、溢流阀6和截止阀9仅是根据本发明示例性实施例的风力发电机组液压变桨试验台加载液压系统100的可选元件，它们可在根据本发明示例性实施例的风力发电机组液压变桨试验台加载液压系统100的外部实现而不包括在根据本发明示例性实施例的风力发电机组液压变桨试验台加载液压系统100中。
液压泵2包括液压泵进口I和液压泵出口O，其中，液压泵进口I连接液压油箱1，液压泵出口O连接过滤器进口I。
电机3驱动液压泵2。
过滤器4包括过滤器进口I和过滤器出口O，其中，过滤器进口I连接液压泵出口O，过滤器出口O分别连接第一电磁换向阀进油口P、第一单向阀进口I以及溢流阀进油口P，过滤器4用于对液压油进行过滤。
第一电磁换向阀5包括第一电磁换向阀第一工作口A、第一电磁换向阀回油口T、第一电磁换向阀第二工作口B和第一电磁换向阀进油口P，其中，第一电磁换向阀第一工作口A与第一电磁换向阀回油口T与液压油箱1连接，第一电磁换向阀第二工作口B与第一电磁换向阀进油口P连接。第一电磁换向阀5控制液压泵2泵出的液压油的流向。仅作为示例，第一电磁换向阀5可以是两位四通电磁换向阀。
溢流阀6包括溢流阀进油口P和溢流阀回油口T，其中，溢流阀进油口P连接第一电磁换向阀进油口P，溢流阀回油口T连接第一电磁换向阀第一工作口A和过滤器出口O，溢流阀6控制风力发电机组液压变桨试验台加载液压系统100的最高压力。
第一单向阀7.1包括第一单向阀进口I和第一单向阀出口O，其中，第一单向阀进口I连接过滤器出口O，第一单向阀出口O连接蓄能器组件油口O、比例方向阀进油口P和第二电磁换向阀第一工作口A。液压油通过第一单向阀7.1进入系统的主油路，第一单向阀7.1的作用是防止系统高压油回流到液压泵2，从而对液压泵2造成损坏。
第二单向阀7.2包括第二单向阀进口I和第二单向阀出口O，第三单向阀7.3包括第三单向阀进口I和第三单向阀出口O，其中，第二单向阀进口I和第三单向阀进口I连接液压油箱1，第二单向阀出口O和第三单向阀出口O分别连接负载油缸14的大腔和小腔，第二单向阀7.2和第三单向阀7.3可以在负载油缸14的大腔和小腔出现真空时对其补油，防止负载油缸14出现真空。
比例方向阀8包括比例方向阀第一工作口A、比例方向阀回油口T、比例方向阀第二工作口B和比例方向阀进油口P，其中，比例方向阀第一工作口A连接负载油缸14的大腔，比例方向阀回油口T连接液压油箱1，比例方向阀第二工作口B截止。比例方向阀8由控制器控制，控制器根据需要控制比例方向阀8阀芯的开口方向和大小，进而控制系统的负载大小。这里，控制器在图1中未示出，可不包括在根据本发明示例性实施例的风力发电机组液压变桨试验台加载液压系统100中，而由外部控制器实现。仅作为示例，比例方向阀8可以是三位四通比例方向阀。
截止阀9连接液压油箱1和蓄能器组件油口O，截止阀9平时关闭，维护时打开以放掉蓄能器组件10中的高压液压油。
蓄能器组件10包括蓄能器组件油口O，蓄能器组件油口O连接比例方向阀进油口P和电磁换向阀第一工作口A，给比例方向阀8和电磁换向阀12供油。蓄能器组件10是由若干蓄能器组成的，相当于一个恒压源，为系统提供所需的流量和压力。
第一压力传感器11.1连接蓄能器组件油口O，检测蓄能器组件10中液压油的压力，并将检测信号发送到控制器。第二压力传感器11.2和第三压力传感器11.3分别连接负载油缸14的大腔和小腔，并检测负载油缸14的大腔和小腔的工作压力，并将检测信号发送到控制器。
第二电磁换向阀12包括第二电磁换向阀第一工作口A和第二电磁换向阀第二工作口B，其中，第二电磁换向阀第一工作口A连接第一单向阀出口O，第二电磁换向阀第二工作口B连接负载油缸14的小腔，控制器控制第二电磁换向阀12的工作油位。仅作为示例，第二电磁换向阀12可以是两位两通电磁换向阀。
第一比例溢流阀13.1包括第一比例溢流阀进油口P和第一比例溢流阀回油口T，第二比例溢流阀13.2包括第二比例溢流阀进油口P和第二比例溢流阀回油口T，其中，第一比例溢流阀进油口P和第二比例溢流阀进油口P分别连接着负载油缸14的大腔和小腔，第一比例溢流阀回油口T和第二比例溢流阀回油口T连接液压油箱1。控制器根据不同的工作状态发送不同的信号以控制第一比例溢流阀13.1和第二比例溢流阀13.2的溢流压力，第一比例溢流阀13.1和第二比例溢流阀13.2的溢流压力决定负载油缸14大腔和小腔的最高工作压力。
根据本发明示例性实施例的风力发电机组液压变桨试验台加载液压系统100分为如下几种工作状态：紧急停机或掉电状态、停机状态、待机状态、运行状态和紧急顺桨状态。
在根据本发明示例性实施例的风力发电机组液压变桨试验台加载液压系统100处于紧急停机或掉电状态的情况下，根据本发明示例性实施例的风力发电机组液压变桨试验台加载液压系统100的所有元件失电，比例方向阀8处于中位，第一比例溢流阀13.1和第二比例溢流阀13.2失电后开启压力为0，蓄能器组件10中的液压油通过第二电磁换向阀12和第二比例溢流阀13.2后流回油箱1。
在根据本发明示例性实施例的风力发电机组液压变桨试验台加载液压系统100处于停机状态的情况下，所有电控液压阀(即，第一电磁换向阀5、比例方向阀8、第二电磁换向阀12、第一比例溢流阀13.1和第二比例溢流阀13.2)处于可控状态，比例方向阀8处于中位，第二电磁换向阀12处于低电平，工作在左位，第一比例溢流阀13.1和第二比例溢流阀13.2开启压力为0，蓄能器组件10中的液压油经过第一比例溢流阀13.1和第二比例溢流阀13.2后流回油箱1。
在根据本发明示例性实施例的风力发电机组液压变桨试验台加载液压系统100处于待机状态的情况下，所有电控液压阀(即，第一电磁换向阀5、比例方向阀8、第二电磁换向阀12、第一比例溢流阀13.1和第二比例溢流阀13.2)处于可控状态，比例方向阀8获得最大负电压，工作在左位，负载油缸14大腔与油箱1相通，比例溢流阀13.1和13.2开启压力为0，负载油缸14处于浮动状态。第二电磁换向阀12处于高电平，工作在右位。液压泵2给蓄能器组件10充压直到达到第一预定值(仅作为示例而非限制，诸如，270bar)，控制器控制电机3停止工作，液压泵2停止给蓄能器组件10充压。
在根据本发明示例性实施例的风力发电机组液压变桨试验台加载液压系统100处于运行状态的情况下，比例方向阀8处于闭环控制状态，第一比例溢流阀13.1和第二比例溢流阀13.2的设定开启压力为负载油缸14设定的最大工作压力。第二电磁换向阀12处于低电平，工作在左位，蓄能器组件10与负载油缸14的小腔导通，负载油缸14的小腔压力始终与蓄能器组件10压力一致。第二压力传感器11.2和第三压力传感器11.3实时检测负载油缸14的大腔和小腔的压力，并把检测的信号发送到控制器，控制器根据需要通过控制比例方向阀8的阀芯的开口方向和开度大小来控制负载油缸14的大腔的压力，从而负载油缸14可根据大腔和小腔的压力差来输出系统所需要的负载，实现液压系统加载。此外，电机3驱动液压泵2工作，液压泵2给蓄能器组件10充油，当蓄能器组件10的压力达到第一预定值(仅作为示例而非限制，诸如，270bar)时，控制器接收到第一压力传感器11.1的检测信号，关闭电机3，当系统工作一段时间后蓄能器组件10的压力低于第二预定值(仅作为示例而非限制，诸如，240bar)时，控制器接收到第一压力传感器11.1的检测信号，启动电机3，直到蓄能器组件10的压力达到第一预定值。
在根据本发明示例性实施例的风力发电机组液压变桨试验台加载液压系统100处于紧急顺桨状态的情况下，比例方向阀8处于闭环控制状态，第二电磁换向阀12处于高电平，工作在右位，切断蓄能器组件10与负载油缸14的小腔的导通。第一比例溢流阀13.1的设定开启压力为负载油缸14设定的最大工作压力，第二比例溢流阀13.2的设定开启压力由控制器根据需要实时调整，负载油缸14的活塞杆向外伸出，控制器控制比例方向阀8的开度以为负载油缸14的大腔提供需要的液压油，防止负载油缸14的大腔出现负压。
根据本发明的示例性实施例，能够对风力发电机组液压变桨系统的试验研究提供负载需求；采用比例方向阀做为液压控制元件，响应频率高，负载准确可靠，满足系统加载特性要求；风力发电机组紧急顺桨时，采用比例方向阀和比例溢流阀相结合的控制方式，满足风力发电机组的紧急顺桨时的试验要求，能构提供风力发电机组紧急顺桨时的负载工况。
虽然已经参照特定示例性实施例示出和描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离范围由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下可作出形式和细节上的各种改变。