[实用新型]风力发电机的独立液压变桨机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电系统，具体地说是一种风力发电机的独立液压变桨机构。

背景技术

变桨距控制机构通常是通过电液比例控制系统对风力发电机3个桨叶进行统一控制，即桨叶节距角变化一致。但由于在整个风轮扫及面上风速并不均匀，由此会产生桨叶扭矩的波动并影响到风力发电机传动机构的机械应力及其疲劳寿命。显然对3个桨叶进行单独控制更为合理。

国内传统的风力发电机组变桨距执行机构均采用曲柄连杆机构的方式，液压站和液压油缸放在机舱内，通过一套曲柄连杆机构同步推动3片桨叶旋转，这种方案的变距力有限，而且不能对桨叶独立控制，已不能满足兆瓦级风力发电机组的要求。

发明内容

本实用新型的目的在于设计一种风力发电机的独立液压变桨机构，由于风力发电机的每个桨叶都由一套独立的液压伺服系统驱动，因此，一个桨叶出现故障时，其他两个桨叶仍能正常工作，增加了系统的安全性。

按照本实用新型提供的技术方案，在轮毂上安装3个回转支撑，在每个回转支撑内分别转动连接内压板，并且，每块内压板分别固定安装于各自的桨叶的底部，其特征是：在轮毂上分别安装与回转支撑对应的3个油缸座，在每个油缸座上分别安装一个油缸，每个油缸的活塞杆的外端分别与安装于对应的内压板上的偏心块铰接。

油缸与液压系统连接；在所述液压系统中，油缸的A口利用油管和电磁换向阀DT1及比例阀相连，油缸的B口利用油管、电磁换向阀DT3和平衡阀与出油口T相连；紧急顺桨蓄能器利用油管和节流阀分别与出油口T和比例阀相连，再利用油管、节流阀、电磁换向阀DT2、单向阀与油缸的A口相连；比例阀利用电磁换向阀DT4和单向阀与进油口P相连，再利用油管、电磁换向阀DT4、单向阀、电磁换向阀DT2与油缸的A口相连；系统蓄能阀利用油管与比例阀和出油口T分别相连，再利用油管与平衡阀、电磁换向阀DT3与油缸的B口相连。

变桨距风力发电机组就是风力发电机桨叶的节距角可以改变。机组启动时，通过变桨距获得足够的启动转矩；而风速过高时，通过变桨距限制发电机的输出功率。

由于本实用新型采用独立液压变桨技术，对3个桨叶进行单独控制，不仅可以使风力发电机组输出功率更加平稳，而且可以大大减小桨叶拍打振动，进而减小作用在风轮、传动轴、齿轮箱上的负载波动。由于本机组的变桨距控制系统采用了液压伺服技术和液压差动技术，对3个桨叶的控制精度高达±0.1°和系统执行机构的动力反应灵敏度高达100ms；此外，每个桨叶的液压控制回路中都配备一个安全蓄能器，无论遇到什么意外情况都能使3个桨叶迅速安全顺桨，系统安全性高。

附图说明

图1为本实用新型的使用状态图。

图2为液压系统图。

图3为桨叶节距角增大时的油液循环路线如图。

图4为桨叶节距角减小时的油液循环路线如图。

图5为机组出现故障时的油液循环路线如图。

具体实施方式

图1中，1、轮毂，2、偏心块，3、活塞杆，4为桨叶，5为回转支撑，17为油缸，7为油缸座，8为阀块，9为内压板。

如图1所示：安装于轮毂1上的3个回转支撑5，在每个回转支撑5内分别转动连接内压板9，并且，每块内压板9分别固定安装于各自的桨叶4的底部，在轮毂1上分别安装3个油缸座7，在每个油缸座7上分别安装一个油缸17，每个油缸17的活塞杆3的外端分别与安装于对应的内压板9上的偏心块2铰接。

如图2所示：油缸17与液压系统连接；在所述液压系统中，油缸17的A口利用油管和电磁换向阀DT1及比例阀20相连，油缸17的B口利用油管、电磁换向阀DT3和平衡阀13与出油口T相连；紧急顺桨蓄能器11利用油管和节流阀22分别与出油口T和比例阀20相连，再利用油管、节流阀22、电磁换向阀DT2、单向阀与油缸17的A口相连；比例阀20利用电磁换向阀DT4和单向阀与进油口P相连，再利用油管、电磁换向阀DT4、单向阀、电磁换向阀DT2与油缸17的A口相连；系统蓄能阀12利用油管与比例阀20和出油口T分别相连，再利用油管与平衡阀13、电磁换向阀DT3与油缸17的B口相连。

变桨距执行机构采用了独立液压变桨的方式，见图1，直接由油缸17推动桨叶4旋转，油缸17放在轮毂1内，油通过液压滑环进入轮毂1。

在本实用新型中，风力发电机的每个桨叶4都由一套独立的液压伺服系统驱动，一个桨叶4出现故障时，其他两个桨叶4仍能正常工作，从而增加了系统的安全性。这种执行机构尤其适用于大型风力发电机组。