[实用新型]一种直驱式容积电液伺服风机变桨控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电的技术，特别是涉及一种直驱式容积电液伺服风机变桨控制系统的技术。

背景技术

兆瓦级及兆瓦级以上的大功率风力发电机组均配有液压变桨系统，其主要功能是通过液压变化实时控制液压缸活塞动作，进而控制风力发电机的桨距角变化，因此液压变桨系统的优劣关系到风力发电机组的运行安全和发电功率。

传统风力发电机的液压变桨控制都采用阀控油动机的电液伺服系统，这种系统采用由外部供油的电液伺服阀控制油缸活塞杆的伸缩，由于采用外部供油需要油箱的体积较大，而风力发电机的机舱都狭小且拥挤，因此大体积的油箱在机舱内布置比较困难。另外，由于电液伺服换向阀本身固有的结构特点，使得这种系统具有以下缺点：1）电液伺服阀的加工精度要求较高，其价格十分昂贵；2）由于电液伺服阀结构细小且阀体较脆弱，因此对油液污染特别敏感，其阀芯容易被油液中的杂质磨损而导致失灵，因此必须配备过滤精度很高的过滤系统；3）由于电液伺服阀对温度变化较敏感，而阀控油动机电液伺服系统的能量损耗很严重，其节流发热较大，因此必须配备较完善的冷却系统；4）由于电液伺服阀由外部供油，因此需要一套泵站系统提供恒压油源，从而增大了系统整体的体积和复杂程度；5）当系统处于非工作周期时（保压工况和空转工况），系统仍处运行状态，其控制功率较高，增加了运行成本。上述缺点使得阀控油动机电液伺服系统的成本较高。

为了克服阀控油动机电液伺服系统的缺点，出现了一种直驱式容积电液伺服控制系统（DDVC系统），这种系统的液压主回路采用闭式油路，其油泵的两个油口分别连接油缸的两个工作腔，在系统中还设有用于平衡系统正反运行时油量容积差的液控吸油单向阀及用于锁住活塞杆的液控出油阀；运行时通过交流伺服电机控制油泵的输出流量和液压油的流动方向，进而控制油缸的活塞行程。这种系统具有以下优点：1）由于液压主回路是闭式回路，系统用油量很少且受外界污染机会较少，因此只需要小油箱（油罐）即可，而且系统中无敏感元件，因此也不需要配备过滤装置；2）由于直驱式容积控制电液伺服系统中没有节流元件，压力损耗很小，因此油泵工作时产生的热量很少，系统可以自散热，不需要配备冷却系统；3）系统只在执行机构工作时，才启动交流伺服电机，当系统处于非工作周期时（保压工况和空转工况）几乎不消耗能量。上述优点使得直驱式容积控制电液伺服系统相对阀控油动机电液伺服系统成本较低，但是现有直驱式容积控制电液伺服系统都是由油泵直接驱动油缸的活塞杆动作的，这种驱动方式使其控制功率较高，而且控制平稳性差。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种控制功率低、控制平稳、运行成本低且结构体积小的直驱式容积电液伺服风机变桨控制系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的一种直驱式容积电液伺服风机变桨控制系统，包括油箱、伺服电机、泵、两个补油阀、双液控单向阀和油缸；

所述油箱的箱体内装有过滤器；所述伺服电机经一联轴器连接并控制泵运行；

所述油缸具有两个工作腔，其中一个工作腔为有杆腔，另一个工作腔为无杆腔，其活塞杆设于有杆腔中；所述泵具有两个油口，分别为出油口和吸油口；

所述两个补油阀均为液控单向阀，两个补油阀的进油口均连接油箱内的过滤器，其中一个补油阀的出油口连接泵的出油口，该补油阀的控制油口连接泵的吸油口，另一个补油阀的出油口连接泵的吸油口，该补油阀的控制油口连接泵的出油口；

所述泵的出油口和吸油口分别连接双液控单向阀的两个进油口，所述双液控单向阀的两个出油口分别连接油缸的无杆腔和有杆腔；

所述油缸的活塞杆与风机桨叶的根部固接，在油缸内设有液位传感器，所述液位传感器经一解调器、一伺服放大器连接并控制伺服电机运行；

其特征在于：还包括液控安全阀和快关电磁阀；

所述液控安全阀具有一个控制油口、一个进油口和一个出油口，其控制油口经一节流阀连接油缸的无杆腔，其进油口经另一节流阀连接油缸的无杆腔，其出油口连接油箱，并经一单向阀连接油缸的有杆腔；

所述快关电磁阀具有一个进油口和一个出油口，其进油口连接液控安全阀的控制油口，其出油口连接油箱；

所述油缸的无杆腔和有杆腔各经一溢流阀连接油箱。

进一步的，所述油箱是设有进气口的封闭式油箱，其进气口经一预压式空气滤清器连接外部大气，其箱体上装有温度传感器、液位计。