[发明专利]一种分布式电液驱动的风机偏航及制动系统

说明书

本发明公开了一种分布式电液驱动的风机偏航及制动系统。包括驱动齿轮、偏航齿轮、机舱体和多个驱动单元，多个驱动单元环形均布在偏航齿轮的圆周上，偏航齿轮固定连接在机舱体上，每个驱动单元均连接一个驱动齿轮，每个驱动齿轮均与偏航齿轮啮合形成齿轮啮合副。本发明结构简单，驱动单元集成度更高，结构简单紧凑，制造和维护成本更低；采用电液驱动，系统的承载能力强，输出扭矩更大，功能集成度高，制动能力好；驱动单元数目采用冗余设计，单个驱动单元的失效或损坏不影响整体性能，便于维护且寿命更长，提高了可靠性，延长了偏航系统使用寿命，且安全性较高。

技术领域

本发明属于风机装备中的液压控制技术领域，涉及到一种分布式电液驱动的风机偏航及制动系统，结构上多个电液驱动单元环形均布在偏航齿轮上，并依靠液压回路的自锁实现偏航制动。

背景技术

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。

偏航系统所用驱动器一般选用偏航电机，该类驱动器在控制上较为方便。但风机的机舱体质量大，偏航所需的转矩较大，电机需要减速机减速以输出低速大扭矩的运动，才可带动机舱体完成偏航动作。由于采用多级减速，减速器占用轴向空间大，也增加了制造成本，而且偏航电机工作过程中需频繁启动，导致驱动器寿命低，可靠性降低。此外，电机驱动的偏航系统，还需要制动机构提供制动力矩，使系统的结构更加复杂，而且制动器的磨损替换大大增加了维修成本。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明的技术方案如下：

本发明包括驱动齿轮、偏航齿轮、机舱体和多个驱动单元，多个驱动单元环形均布在偏航齿轮的圆周上，偏航齿轮固定连接在机舱体上，每个驱动单元的位置固定，均连接一个驱动齿轮，每个驱动齿轮均与偏航齿轮啮合形成齿轮啮合副。

每个所述的驱动单元均包括驱动机构和控制回路，驱动机构和控制回路通过油路连接；

驱动机构包括两个对顶液压缸、活塞杆、滑槽、滑块、摇杆和活塞；两个对顶液压缸结构相同均具有一个活塞和一个活塞杆，活塞和活塞杆固接，第一个对顶液压缸的有杆腔和第二个对顶液压缸的无杆腔连通，第二个对顶液压缸的有杆腔和第一个对顶液压缸的无杆腔连通，两个对顶液压缸对称布置在滑槽两侧，两个对顶液压缸的活塞杆同轴布置且均固接到滑槽，活塞杆垂直于滑槽方向布置，滑块滑动安装于滑槽中形成移动副，摇杆径向固定于驱动齿轮的端面上；摇杆径向的外端与滑块铰接形成转动副；

控制回路包括双向液压锁、安全阀、三位四通电磁阀、电机、单向泵、节流阀和油箱；单向泵的进油口与油箱连通，三位四通电磁阀中阀芯的位置分为左位、中位和右位三种状态，左位、中位和右位均有P口、T口、A口和B口四路通口，单向泵的出油口通过油路与三位四通电磁阀的P口连通，形成供油路；双向液压锁有五个端口，分别为a端口、b端口、c端口、d端口和e端口，三位四通电磁阀的A口和B口分别与双向液压锁的a口和b口通过油路连通，三位四通电磁阀的T口通过油路与油箱接通，形成回油路；双向液压锁的e端口通过油路与单向泵出油口接通，单向泵的控制轴连接电机的输出轴，电机提供动能，形成控制油路；双向液压锁的c端口和d端口通过油路分别与两个对顶液压缸无杆腔接通。

三位四通电磁阀的T口与油箱之间设有节流阀。

三位四通电磁阀的P口、T口位于三位四通电磁阀的同一侧，A口和B口位于三位四通电磁阀的另一侧，当三位四通电磁阀位于左位时，B口与T口连通，A口和P口连通，当三位四通电磁阀位于右位时，B口与P口连通，A口和T口连通。