專利名稱：風(fēng)力發(fā)電機的獨立液壓變槳機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，具體地說是一種風(fēng)力發(fā)電機的獨立液壓 變槳機構(gòu)。
技術(shù)背景變槳距控制機構(gòu)通常是通過電液比例控制系統(tǒng)對風(fēng)力發(fā)電機3個槳葉 進行統(tǒng)一控制，即槳葉節(jié)距角變化一致。但由于在整個風(fēng)輪掃及面上風(fēng)速并 不均勻，由此會產(chǎn)生槳葉扭矩的波動并影響到風(fēng)力發(fā)電機傳動機構(gòu)的機械應(yīng) 力及其疲勞壽命。顯然對3個槳葉進行單獨控制更為合理。國內(nèi)傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機組變槳距執(zhí)行機構(gòu)均采用曲柄連桿機構(gòu)的方式， 液壓站和液壓油缸放在機艙內(nèi)，通過一套曲柄連桿機構(gòu)同步推動3片槳葉旋 轉(zhuǎn)，這種方案的變距力有限，而且不能對槳葉獨立控制，已不能滿足兆瓦級 風(fēng)力發(fā)電機組的要求。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于設(shè)計一種風(fēng)力發(fā)電機的獨立液壓變槳機構(gòu)，由于 風(fēng)力發(fā)電機的每個槳葉都由一套獨立的液壓伺服系統(tǒng)驅(qū)動，因此， 一個槳葉 出現(xiàn)故障時，其他兩個槳葉仍能正常工作，增加了系統(tǒng)的安全性。按照本實用新型提供的技術(shù)方案，在輪轂上安裝3個回轉(zhuǎn)支撐，在每個 回轉(zhuǎn)支撐內(nèi)分別轉(zhuǎn)動連接內(nèi)壓板，并且，每塊內(nèi)壓板分別固定安裝于各自的槳葉的底部，其特征是在輪轂上分別安裝與回轉(zhuǎn)支撐對應(yīng)的3個油缸座，在每個油缸座上分別安裝一個油缸，每個油缸的活塞桿的外端分別與安裝于 對應(yīng)的內(nèi)壓板上的偏心塊鉸接。油缸與液壓系統(tǒng)連接；在所述液壓系統(tǒng)中，油缸的A 口利用油管和電磁換向閥DT1及比例閥相連，油缸的B口利用油管、電磁換向閥DT3和平 衡閥與出油口 T相連；緊急順槳蓄能器利用油管和節(jié)流閥分別與出油口 T 和比例閥相連，再利用油管、節(jié)流閥、電磁換向閥DT2、單向閥與油缸的A 口相連；比例閥利用電磁換向閥DT4和單向閥與進油口 P相連，再利用油 管、電磁換向閥DT4、單向閥、電磁換向閥DT2與油缸的A 口相連；系統(tǒng) 蓄能閥利用油管與比例閥和出油口T分別相連，再利用油管與平衡閥、電磁換向閥DT3與油缸的B 口相連。變槳距風(fēng)力發(fā)電機組就是風(fēng)力發(fā)電機槳葉的節(jié)距角可以改變。機組啟動 時，通過變槳距獲得足夠的啟動轉(zhuǎn)矩；而風(fēng)速過高時，通過變槳距限制發(fā)電 機的輸出功率。由于本實用新型采用獨立液壓變槳技術(shù)，對3個槳葉進行單獨控制，不 僅可以使風(fēng)力發(fā)電機組輸出功率更加平穩(wěn)，而且可以大大減小槳葉拍打振 動，進而減小作用在風(fēng)輪、傳動軸、齒輪箱上的負(fù)載波動。由于本機組的變 槳距控制系統(tǒng)采用了液壓伺服技術(shù)和液壓差動技術(shù)，對3個槳葉的控制精度 高達iO.P和系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)的動力反應(yīng)靈敏度高達100ms;此外，每個槳葉 的液壓控制回路中都配備一個安全蓄能器，無論遇到什么意外情況都能使3 個槳葉迅速安全順槳，系統(tǒng)安全性高。

圖1為本實用新型的使用狀態(tài)圖。圖2為液壓系統(tǒng)圖。圖3為槳葉節(jié)距角增大時的油液循環(huán)路線如圖。 圖4為槳葉節(jié)距角減小時的油液循環(huán)路線如圖。 圖5為機組出現(xiàn)故障時的油液循環(huán)路線如圖。
具體實施方式
圖1中，1、輪轂，2、偏心塊，3、活塞桿，4為槳葉，5為回轉(zhuǎn)支撐， 17為油缸，7為油缸座，8為閥塊，9為內(nèi)壓板。如圖l所示安裝于輪轂1上的3個回轉(zhuǎn)支撐5，在每個回轉(zhuǎn)支撐5內(nèi) 分別轉(zhuǎn)動連接內(nèi)壓板9，并且，每塊內(nèi)壓板9分別固定安裝于各自的槳葉4 的底部，在輪轂1上分別安裝3個油缸座7，在每個油缸座7上分別安裝一 個油缸17，每個油缸17的活塞桿3的外端分別與安裝于對應(yīng)的內(nèi)壓板9上 的偏心塊2鉸接。如圖2所示油缸17與液壓系統(tǒng)連接；在所述液壓系統(tǒng)中，油缸17的 A 口利用油管和電磁換向閥DT1及比例閥20相連，油缸17的B 口利用油 管、電磁換向闊DT3和平衡閥13與出油口 T相連；緊急順槳蓄能器ll利 用油管和節(jié)流閥22分別與出油口 T和比例閥20相連，再利用油管、節(jié)流閥22、電磁換向閥DT2、單向閥與油缸17的A 口相連；比例閥20利用電磁 換向閥DT4和單向閥與進油口 P相連，再利用油管、電磁換向閥DT4、單 向閥、電磁換向閥DT2與油缸17的A口相連；系統(tǒng)蓄能閥12利用油管相連，再利用油管與平衡閥13、電磁換向閥DT3 與油缸17的B 口相連。變槳距執(zhí)行機構(gòu)采用了獨立液壓變槳的方式，見圖1，直接由油缸17 推動槳葉4旋轉(zhuǎn)，油缸17放在輪轂1內(nèi)，油通過液壓滑環(huán)進入輪轂1。在本實用新型中，風(fēng)力發(fā)電機的每個槳葉4都由一套獨立的液壓伺服系 統(tǒng)驅(qū)動， 一個槳葉4出現(xiàn)故障時，其他兩個槳葉4仍能正常工作，從而增加 了系統(tǒng)的安全性。這種執(zhí)行機構(gòu)尤其適用于大型風(fēng)力發(fā)電機組。變槳液壓系統(tǒng)原理如圖2所示。11為緊急順槳蓄能器，安裝在輪轂1 內(nèi)；12和15為系統(tǒng)蓄能器，在正常的變槳距操作和有內(nèi)泄漏時起補液作用， 安裝在輪轂l內(nèi)；13為平衡閥，起背壓作用，使油缸17運行平穩(wěn)；14為電 磁換向閥(常開)，用它來控制風(fēng)機正常工作和緊急順槳的兩個狀態(tài)；16為 測壓接頭，用來測量壓力；17為油缸；18為節(jié)流孔，用來防止系統(tǒng)油路沖 擊；19為單向閥；20為比例閥，裝在油缸17上，風(fēng)機自動控制系統(tǒng)通過借 助控制比例閥20來實現(xiàn)對槳葉4節(jié)距角的調(diào)節(jié)與控制；21為電磁換向閥(常 閉)，用它來控制風(fēng)機正常工作和緊急順槳的兩個狀態(tài)；22為節(jié)流閥，用來 控制油缸17的運動速度；23為壓力開關(guān)，由它控制是否向蓄能器補油。當(dāng)風(fēng)機正常工作時，4個電磁換向閥DT1 (常閉)、DT2 (常開)、DT3 (常開)、DT4 (常閉)全部通電，比例閥20根據(jù)油缸17的位移傳感器信 號確定其工作位置(平衡位置、向左或向右)；當(dāng)風(fēng)機故障時，4個電磁換 向閥失電，槳葉4緊急順槳。油缸17的最左端和最右端兩個極限位置分別 對應(yīng)槳葉4節(jié)距角的90°和0Q，油缸17向左和向右運動，分別對應(yīng)槳葉4 節(jié)距角的增大與較小。工作狀態(tài)可分為正常工作和緊急順槳兩種。風(fēng)機正常工作情況下，槳葉 4的節(jié)距角增大與減小時，對應(yīng)的油液循環(huán)路線是不一樣的。當(dāng)槳葉4的節(jié)距角增大時，即油缸17中的活塞桿3向左運動時的液壓 變槳系統(tǒng)油液循環(huán)路線如圖3所示，圖中加虛線表示油液的循環(huán)路線。此時， 電磁換向閥DT1、 DT2、 DT3、 DT4全部通電。油經(jīng)電磁換向閥DT4、比例 閥20、 DT1后進入油缸17，推動油缸17向左運動；同時，位于活塞左側(cè)的 油從油缸17出來后又經(jīng)DT4、比例閥20、 DT1后回到油缸17，如此反復(fù)循環(huán)，直到油缸17到達指定位置，這樣的液壓差動技術(shù)顯著提高了液壓執(zhí)行 機構(gòu)的動力反應(yīng)靈敏度。當(dāng)槳葉4的節(jié)距角減小時，即油缸17中的活塞桿3向右運動時的液壓變槳系統(tǒng)油液循環(huán)路線如圖4所示，圖中加虛線表示油液的循環(huán)路線。此時， 電磁換向閥DT1、 DT2、 DT3、 DT4全部通電。油經(jīng)DT4和比例閥20后進 入油缸17，推動油缸17向右運動；同時，油經(jīng)DT1和比例閥20后流回油 缸，如此反復(fù)循環(huán)，直到油缸17到達指定位置。當(dāng)機組出現(xiàn)故障時，即槳葉4緊急順槳時的液壓變槳系統(tǒng)油液循環(huán)路線 如圖5所示，圖中加虛線表示油液的循環(huán)路線。此時，電磁換向閥DT1、 DT2、 DT3、 DT4全部失電。緊急順槳時，蓄能器11給變槳距系統(tǒng)緊急供油， 油經(jīng)節(jié)流閥22和DT2后進入油缸17，推動油缸17向左運動；同時，油經(jīng) DT3和平衡閥13后流回油缸17，如此反復(fù)循環(huán)，直到油缸17達到最左端， 即槳葉4的節(jié)距角到90G位置。
權(quán)利要求1. 風(fēng)力發(fā)電機的獨立液壓變槳機構(gòu)，包括安裝于輪轂(1)上的3個回轉(zhuǎn)支撐(5)，在每個回轉(zhuǎn)支撐(5)內(nèi)分別轉(zhuǎn)動連接內(nèi)壓板(9)，并且，每塊內(nèi)壓板(9)分別固定安裝于各自的槳葉(4)的底部，其特征是在輪轂(1)上分別安裝與回轉(zhuǎn)支撐(5)對應(yīng)的3個油缸座(7)，在每個油缸座(7)上分別安裝一個油缸(17)，每個油缸(17)的活塞桿(3)的外端分別與安裝于對應(yīng)的內(nèi)壓板(9)上的偏心塊(2)鉸接。
2、 如權(quán)利要求1所述風(fēng)力發(fā)電機的獨立液壓變槳機構(gòu)，其特征是油 缸(17)與液壓系統(tǒng)連接；在所述液壓系統(tǒng)中，油缸(17)的(A) 口利用 油管和電磁換向閥(DT1)及比例閥(20)相連，油缸(17)的(B) 口利 用油管、電磁換向閥(DT3)和平衡閥(13)與出油口 (T)相連；緊急順 槳蓄能器(11)利用油管和節(jié)流閥(22)分別與出油口 (T)和比例閥(20) 相連，再利用油管、節(jié)流閥(22)、電磁換向閥(DT2)、單向閥與油缸(17) 的(A) 口相連；比例閥(20)利用電磁換向閥(DT4)和單向閥與進油口(P)相連，再利用油管、電磁換向閥(DT4)、單向閥、電磁換向閥(DT2) 與油缸(17)的(A) 口相連；系統(tǒng)蓄能閥(12)利用油管與比例閥(20) 和出油口 (T)分別相連，再利用油管與平衡閥(13)、電磁換向閥(DT3) 與油缸(17)的(B) 口相連。
專利摘要本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，具體地說是一種風(fēng)力發(fā)電機的獨立液壓變槳機構(gòu)。按照本實用新型提供的技術(shù)方案，在輪轂上安裝3個回轉(zhuǎn)支撐，在每個回轉(zhuǎn)支撐內(nèi)分別轉(zhuǎn)動連接內(nèi)壓板，并且，每塊內(nèi)壓板分別固定安裝于各自的槳葉的底部，其特征是在輪轂上分別安裝與回轉(zhuǎn)支撐對應(yīng)的3個油缸座，在每個油缸座上分別安裝一個油缸，每個油缸的活塞桿的外端分別與安裝于對應(yīng)的內(nèi)壓板上的偏心塊鉸接。由于風(fēng)力發(fā)電機的每個槳葉都由一套獨立的液壓伺服系統(tǒng)驅(qū)動，因此，一個槳葉出現(xiàn)故障時，其他兩個槳葉仍能正常工作，增加了系統(tǒng)的安全性。
文檔編號F03D7/04GK201092931SQ20072003922
公開日2008年7月30日 申請日期2007年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月4日
發(fā)明者呂艾萍 申請人:無錫寶南機器制造有限公司