一种液压偏航驱动系统的制作方法

本技术涉及风力发电设备，尤其是涉及一种液压偏航驱动系统。

背景技术：

1、风力发电机利用风力带动发电机转子旋转，从而输出交流电，是一种将风能转为电能的设备。其中，水平轴式风机由于其较高的能量利用率而获得广泛使用。水平轴风力发电机主要由叶轮、传动系统、发电机、控制系统、偏航系统、传感器、机舱体和塔架等部分组成。偏航系统又称对风装置，当风向变化时，偏航系统快速平稳地动作使叶轮对准风向，以便叶轮充分利用风能，提高发电效率；此外，偏航系统的制动机构为机舱体提供必要的锁紧力矩，维持叶轮朝向的稳定。

2、目前市场主要采用电机驱动方式，存在冲击载荷大，机械式摩擦制动器磨损等问题。

3、公开号为cn102562456 a的中国发明专利公开了一种用于风力涡轮机的液压偏航驱动系统及其操作方法，其中所述偏航驱动系统包括：液压偏航马达，所述液压偏航马达用于调节风能系统的机舱的偏航角；至少一个液压泵，所述至少一个液压泵适于提供加压液压流体；液压管路系统，所述液压管路系统包括连接所述至少一个液压泵和所述至少一个液压偏航马达的至少一个管路；以及至少一个过压阀。所述至少一个过压阀连接到所述至少一个液压泵与所述至少一个液压马达之间的液压流体的至少一个流动路径，但该申请中无能量回收储能回路、无工作油路间的卸载回路，会存在机械摩擦导致制动器的损耗、失效的问题。

4、公开号为cn101487447a的中国发明专利公开了一种风力发电机的偏航驱动装置，它涉及风力发电设备技术领域，它解决了现有风力发电机偏航驱动装置的驱动机构复杂和可靠性低，以及偏航制动装置制动的可靠性降低、偏航驱动的阻力大和造价高的缺陷，它的直驱式电液伺服低速大扭矩液压马达输出轴上安装的主动齿轮与偏航齿盘直接啮合；偏航制动装置的锁紧部件直接安装在直驱式电液伺服低速大扭矩液压马达输出轴上；所述的直驱式电液伺服低速大扭矩液压马达的变频电机与双向定量泵连接，双向定量泵通过液压锁与低速大扭矩液压马达连接，补油阀连接在双向定量泵与低速大扭矩液压马达之间的两条油路上。但该申请无能量回收储能回路、且采用低速大扭矩液压马达，会出现制动能量或外载能力的浪费以及偏航系统驱动和制动器失效。

技术实现思路

1、本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种液压偏航驱动系统，降低或解决偏航系统驱动和制动器失效问题；使用非机械、无磨损的制动方式，避免机械摩擦式制动器的损耗、失效问题；在制动的同时，将制动能量进行存储并再利用，实现更加“绿色”的风电生产。

2、本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种液压偏航驱动系统，包括驱动模块以及控制回路，所述驱动模块与控制回路之间通过油路相连接，

4、所述驱动模块包括驱动单元与控制单元；

5、所述驱动单元包括偏航液压马达；

6、所述控制单元包括液控单向阀，双向限压阀以及平衡阀；

7、所述液控单向阀，双向限压阀以及平衡阀设置于偏航液压马达两侧油路中且至少设有一个；

8、所述控制回路包括蓄能器；

9、所述蓄能器设置于系统的高压回路上，并与偏航液压马达两侧油路相连接。

10、进一步地，所述控制回路还包括液压泵、溢流阀、二位三通换向阀、二位四通换向阀、减压阀、能量回收管路以及先导控制回路。

11、进一步地，所述二位四通换向阀与偏航液压马达之间设置有平衡阀，所述二位三通换向阀在偏航时封闭液控单向阀，在停止偏航时打开液控单向阀，实现两种工作模式的切换，当风机从偏航转动状态切换到非偏航停止状态时，由于风机本身质量惯性及外载的影响，风机可能发生短时间的无动力驱动的转动，此时双向限压阀，平衡阀以及蓄能器，能量回收管路会共同作用，在实现制动的同时，将能力转换为液压能通过能量回收管路储存在蓄能器或通过溢流形式通过双向限压阀消耗。

12、进一步地，所述溢流阀与减压阀设置于所述液压泵的输出油路中。

13、进一步地，所述能量回收管路与液压泵和蓄能器连接，所述先导控制回路与能量回收管路相连接，切换能量回收管路工作模式，在偏航时打开偏航工作模式，在停止偏航时打开能量回收模式。

14、进一步地，所述驱动单元包括偏航驱动小齿轮以及偏航减速箱；所述偏航驱动小齿轮与偏航液压马达相连接，并通过齿轮啮合驱动偏航轴承以及偏航减速箱。

15、进一步地，所述控制回路还包括液压油箱，液压泵以及电动机，所述液压泵的进油口与液压油箱相连接，液压泵的控制轴连接电动机的输出轴。

16、进一步地，所述双向限压阀设置于偏航液压马达两侧油路间；所述液控单向阀设置于偏航液压马达两侧油路间并连接到蓄能器，当偏航液压马达由于惯性或外载发生被动旋转时，动能或外载能量会通过液压马达转化为液压能通过能量回收管路储存在蓄能器中，在制动的同时，将制动能量或外载能力进行存储并再利用，实现更加“绿色”的风电生产。

17、进一步地，所述驱动单元多组并联设置。

18、进一步地，所述控制单元与驱动单元并联连接且至少设有一组。

19、与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

20、(1)在液压马达的两侧油路间，设置双向限压阀，且在高压回路上设置蓄能器，在液压马达的两侧油路设置液控单向阀，并连接到蓄能器，当液压马达由于惯性或外载发生被动旋转时，动能或外载能量会通过液压马达转化为液压能储存在蓄能器中，降低或解决偏航系统驱动和制动器失效问题。

21、(2)使用非机械，无磨损的制动方式，避免机械摩擦式制动器的损耗、失效问题。

22、(3)通过二位三通换向，在偏航时将液压单向阀封闭，在停止偏航时打开，实现两种工作模式的切换；且在高压回路上设置蓄能器，在制动的同时，将制动能量或外载能力进行存储并再利用，实现更加“绿色”的风电生产。

技术特征：

1.一种液压偏航驱动系统，包括驱动模块以及控制回路，所述驱动模块与控制回路之间通过油路相连接，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种液压偏航驱动系统，其特征在于，所述控制回路还包括液压泵(9)、溢流阀(11)、二位三通换向阀(12)、二位四通换向阀(13)、减压阀(14)、能量回收管路(16)以及先导控制回路(17)。

3.根据权利要求2所述的一种液压偏航驱动系统，其特征在于，所述二位四通换向阀(13)与偏航液压马达(4)之间设置有平衡阀(7)，所述二位三通换向阀(12)在偏航时封闭液控单向阀(5)，在停止偏航时打开液控单向阀(5)。

4.根据权利要求2所述的一种液压偏航驱动系统，其特征在于，所述溢流阀(11)与减压阀(14)设置于所述液压泵(9)的输出油路中。

5.根据权利要求2所述的一种液压偏航驱动系统，其特征在于，所述能量回收管路(16)与液压泵(9)和蓄能器(15)连接，所述先导控制回路(17)与能量回收管路(16)相连接，切换能量回收管路(16)工作模式，在偏航时打开偏航工作模式，在停止偏航时打开能量回收模式。

6.根据权利要求1所述的一种液压偏航驱动系统，其特征在于，所述驱动单元还包括偏航驱动小齿轮(2)以及偏航减速箱(3)；所述偏航驱动小齿轮(2)与偏航液压马达(4)相连接，并通过齿轮啮合驱动偏航轴承(1)以及偏航减速箱(3)。

7.根据权利要求1所述的一种液压偏航驱动系统，其特征在于，所述控制回路还包括液压油箱(8)，液压泵(9)以及电动机(10)，所述液压泵(9)的进油口与液压油箱(8)相连接，液压泵(9)的控制轴连接电动机(10)的输出轴。

8.根据权利要求1所述的一种液压偏航驱动系统，其特征在于，所述双向限压阀(6)设置于偏航液压马达(4)两侧油路间，所述液控单向阀(5)设置于偏航液压马达(4)两侧油路间并连接到蓄能器(15)。

9.根据权利要求1所述的一种液压偏航驱动系统，其特征在于，所述驱动单元多组并联设置。

10.根据权利要求1所述的一种液压偏航驱动系统，其特征在于，所述控制单元与驱动单元并联连接且至少设有一组。

技术总结
本技术涉及一种液压偏航驱动系统，包括驱动模块以及控制回路，驱动模块与控制回路之间通过油路相连接，驱动模块包括驱动单元与控制单元；控制回路包括液压泵、蓄能器、能量回收管路以及先导控制回路；蓄能器设置于系统的高压回路上，并与偏航液压马达两侧油路相连接；能量回收管路与液压泵和蓄能器连接，先导控制回路与能量回收管路相连接，切换能量回收管路工作模式，在偏航时打开偏航工作模式，在停止偏航时打开能量回收模式。本技术使用非机械、无磨损的制动方式，避免机械摩擦式制动器的损耗、失效问题；在制动的同时，将制动能量进行存储并再利用，实现更加“绿色”的风电生产。

技术研发人员：程磊,梁俊杰,张继宇,张治衡,张利锋
受保护的技术使用者：远景能源有限公司
技术研发日：20230524
技术公布日：2024/1/15