[发明专利]一种液压系统及风力发电机组

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电机组技术领域，尤其涉及一种用于将风力发电机组的风轮产生的动力传至发电机的液压系统。本发明还涉及一种具有上述液压系统的风力发电机组。

背景技术

风力发电机组是一种将风能转化为机械能的动力机械，风力发电机组是利用风力带动风轮的叶片旋转、再通过增速机将旋转的速度提升来促使发电机发电。

现有技术中，常见的风力发电机组通常包括风轮、风轮主轴、增速箱、发电机、塔筒及塔筒顶部的机舱，风轮主轴的一端与风轮的轮毂连接，风轮主轴的另一端与增速箱的输入端连接，增速箱的输出端通过联轴器与发电机的输入端连接。风轮在风载荷的作用下旋转，通过风轮主轴将力矩传递给增速机，经增速机将旋转的速度提升，带动发电机进行发电。

由于风速的不稳定性，使得传动系统的转速不是一个恒定的值，进而使得发电机发出的电的功率、频率波动较大，为了解决上述问题，通常在发电机之后加装变频器，以提高发电质量便于并网发电。然而，加装变频器的风力发电机组仍然不能实现恒功率发电。

另外，当风力发电机组发展到兆瓦级别，特别是大功率海上风机发展到3兆瓦以上时，若将所有的部件均安装在塔筒顶部的机舱内，将使得机舱尺寸明显加大，塔顶载荷急剧增加，使得设备偏航系统载荷过大，机舱偏航变得困难。机舱尺寸也将超高超长，将严重影响整机的运输与吊装；同时为了满足承重强度，塔筒的结构强度也会增加，使得塔筒成本大幅度增加从而影响整机发电效益和投资价值。各传动部件设置在处于高空中的机舱内，使得各传动部件的吊装和维护十分不便，使得风力发电机组的使用成本增加。

因此，如何研发出一种无论风速怎么变化，能使发电机总能以恒定的速度运转、发出的电的功率和频率恒定不变的风力发电机组的传动系统，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种传动系统，无论风速怎么变化，该传动系统均能使发电机总能以恒定的速度运转、发出的电的功率和频率恒定不变。本发明的第二个目的是提供一种具有上述传动系统的风力发电机组

为了实现上述第一个目的，本发明提供了一种液压传动系统，用于将风力发电机组的风轮产生的动力传至发电机，包括第一液压泵、液压马达；所述第一液压泵的动力输入端与所述风轮主轴连接，所述第一液压泵的进油口与油箱连通，出油口与所述液压马达的进油口连通；所述液压马达的出油口与油箱连通，所述液压马达的动力输出端与发电机的动力输入端连接；所述第一液压泵与所述液压马达之间的油路上设有调速阀。

优选的，所述第一液压泵与所述调速阀之间的油路上设有第一换向阀；所述第一换向阀的进油口与第一液压泵的出油口连通，所述第一换向阀的出油口与所述调速阀的进油口连通。

优选的，所述第一液压泵的出油口通过第一溢流阀与油箱连通。

优选的，所述第一液压泵与所述第一溢流阀之间设有第二换向阀；所述第二换向阀的进油口与所述第一液压泵的出油口连通，所述第二换向阀的出油口与所述第一溢流阀的进油口连通。

优选的，还包括由电动机驱动的第二液压泵，所述第二液压泵的进油口与油箱连通，出油口与所述第一液压泵的出油口合流。

优选的，还包括蓄能器，所述蓄能器的进油口通过顺序阀与所述第一换向阀的出油口连通。

优选的，所述蓄能器的进油口通过第二溢流阀与油箱连通。

优选的，还包括压力表，所述压力表通过截止阀连接在所述第一液压泵与第一换向阀之间的油路上。

本发明提供的液压传动系统包括第一液压泵、液压马达及设于第一液压泵与液压马达之间油路上的调速阀，第一液压泵的动力输入端与风轮主轴连接，液压马达的动力输出端与发电机的动力输入端连接。风轮转动将机械能通过风轮主轴传递给第一液压泵，第一液压泵旋转将液压油变为高压油，高压油经调速阀调速后进入液压马达，驱动液压马达旋转，液压马达带动发电机旋转发电，高压油经过液压马达后压力变低，流回油箱。

这种结构的液压传动系统，由于风速不稳定，第一液压泵输出的高压油的流速也可能不稳定，但是该高压油经过调速阀的调速后可变成流速稳定的液压油进入液压马达，液压马达可以稳定的转速带动发电机旋转发电。因此，这种结构液压传动系统能够将变速转动转换成发电机的恒速转动，解决了现有技术中风力发电机组不能恒功率、恒频率发电的弊端，同时省去了故障率较高的增速机，省去了价格昂贵的变频器，降低了成本；而且由于减少了增速机、变频器，从而减轻了机舱所要承担的载荷，可以减小机舱的尺寸及重量，也可以降低塔筒的结构强度。