液壓偏航系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種液壓偏航系統(tǒng)，包括：液壓泵，為所述液壓偏航系統(tǒng)提供動(dòng)力；第一組和第二組液壓執(zhí)行元件，每個(gè)液壓執(zhí)行元件均與驅(qū)動(dòng)偏航軸承的齒輪連接；二位四通電磁閥，包括第一至第四接口，第一組液壓執(zhí)行元件并聯(lián)于第一和第二接口之間，第二組液壓執(zhí)行元件并聯(lián)于第三和第四接口之間；三位四通電液比例閥，與第一組液壓執(zhí)行元件并聯(lián)并與液壓泵連接，其中，第一組液壓執(zhí)行元件提供偏航轉(zhuǎn)矩，二位四通電磁閥控制第二組液壓執(zhí)行元件的轉(zhuǎn)向，以使第二組液壓執(zhí)行元件提供偏航轉(zhuǎn)矩或制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。該液壓偏航系統(tǒng)具有軟啟動(dòng)的特性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、偏航小齒輪載荷分布均勻，使偏航動(dòng)作平穩(wěn)進(jìn)行。
【專利說(shuō)明】液壓偏航系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)領(lǐng)域，更具體地講，涉及一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的液壓偏航系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)而言，只有當(dāng)葉輪處于迎風(fēng)狀態(tài)，S卩，葉輪與風(fēng)向垂直時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)才能正常發(fā)電。然而，自然風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)力和風(fēng)向隨時(shí)會(huì)發(fā)生變化，因此，風(fēng)力發(fā)電機(jī)也需要隨之改變，才能正常工作。為此，風(fēng)力發(fā)電機(jī)上需設(shè)置偏航系統(tǒng)，以使風(fēng)機(jī)的葉輪始終處于迎風(fēng)的姿態(tài)。一般來(lái)說(shuō)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)偏航軸承齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的偏航控制。
[0003]專利文獻(xiàn)CN103047082A公開(kāi)了一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組液壓偏航系統(tǒng)及其調(diào)控方法。其通過(guò)設(shè)置多個(gè)提供正常轉(zhuǎn)矩的偏航電機(jī)和相對(duì)偏航電機(jī)提供反向轉(zhuǎn)矩的偏航液壓馬達(dá)，偏航電機(jī)和偏航液壓馬達(dá)分別通過(guò)減速機(jī)齒輪連接偏航軸承；在出現(xiàn)偏航工作時(shí)，偏航液壓馬達(dá)提供的反向轉(zhuǎn)矩小于偏航電機(jī)的正常轉(zhuǎn)矩，根據(jù)傳感信號(hào)判斷風(fēng)機(jī)與風(fēng)向的配合情況，當(dāng)風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)到葉輪和風(fēng)向垂直，葉輪處于迎風(fēng)狀態(tài)時(shí)，偏航電機(jī)與液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)矩大小達(dá)到平衡一致，則偏航工作結(jié)束，偏航剎車制動(dòng)器與偏航剎車摩擦盤(pán)停止工作。通過(guò)減速機(jī)齒輪與偏航軸承外齒輪的齒輪嚙合，達(dá)到整個(gè)偏航系統(tǒng)平衡。
[0004]專利文件CN101576053A公開(kāi)了另外一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的液壓偏航系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括主副油路、偏航馬達(dá)、偏航馬達(dá)剎車和偏航剎車。偏航馬達(dá)剎車連接在副油路上，偏航馬達(dá)連接在主油路上，通過(guò)對(duì)偏航馬達(dá)和偏航剎車的控制實(shí)現(xiàn)偏航。
[0005]在現(xiàn)有技術(shù)的偏航方案中，存在啟動(dòng)沖擊大、偏航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制復(fù)雜等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單液壓偏航系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明的另一目的在于提供一種啟動(dòng)沖擊小的液壓偏航系統(tǒng)。
[0008]本發(fā)明的另一目的在于提供一種載荷分布均勻的液壓偏航系統(tǒng)。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種液壓偏航系統(tǒng)，包括:液壓泵，與液壓源連接，為所述液壓偏航系統(tǒng)提供動(dòng)力；第一組液壓執(zhí)行元件和第二組液壓執(zhí)行元件，每組液壓執(zhí)行元件中的每個(gè)液壓執(zhí)行元件均與偏航軸承齒輪連接；二位四通電磁閥，包括位于一側(cè)的第一接口和第二接口以及位于第二側(cè)的第三接口和第四接口，第一組液壓執(zhí)行元件并聯(lián)連接在第一接口和第二接口之間，第二組液壓執(zhí)行元件并聯(lián)連接在第三接口和第四接口之間；三位四通電液比例閥，與第一組液壓執(zhí)行元件并聯(lián)并與液壓泵連接，用于控制第一組液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向，其中，其中，第一組液壓執(zhí)行元件提供偏航轉(zhuǎn)矩，二位四通電磁閥控制第二組液壓執(zhí)行元件的轉(zhuǎn)向，以使第二組液壓執(zhí)行元件提供偏航轉(zhuǎn)矩或制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
[0010]第一組液壓執(zhí)行元件可包括至少一個(gè)液壓執(zhí)行元件。[0011 ] 第二組液壓執(zhí)行元件可包括至少一個(gè)液壓執(zhí)行元件。
[0012]所述液壓偏航系統(tǒng)還可包括設(shè)置于液壓泵和三位四通電液比例閥之間的溢流閥，以控制液壓偏航系統(tǒng)的壓力。
[0013]所述三位四通電液比例閥可包括中位，當(dāng)三位四通電液比例閥處于中位時(shí)，所述液壓偏航系統(tǒng)卸荷。
[0014]所述液壓執(zhí)行元件可以是液壓馬達(dá)，該液壓馬達(dá)通過(guò)小齒輪驅(qū)動(dòng)偏航軸承齒輪。
[0015]所述的液壓偏航系統(tǒng)還可包括連接各個(gè)液壓馬達(dá)和相應(yīng)的小齒輪的減速器。
[0016]所述液壓執(zhí)行元件可以是液壓缸。
[0017]所述液壓缸可通過(guò)齒條機(jī)構(gòu)或絲杠機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)偏航軸承齒輪。
[0018]所述液壓缸可以是雙作用式液壓缸。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的液壓偏航系統(tǒng)，其具有軟啟動(dòng)的特性，并且其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、偏航小齒輪載荷分布均勻，使偏航工作能夠平穩(wěn)進(jìn)行。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]通過(guò)下面結(jié)合附圖進(jìn)行的描述，本發(fā)明的上述和其他目的和特點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中:
[0021]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的液壓偏航系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下，將參照附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。
[0023]在下文中，將參照附圖1詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的液壓偏航系統(tǒng)100。
[0024]如圖1中所示，液壓偏航系統(tǒng)100包括:液壓泵10，與液壓源連接，以為整個(gè)液壓偏航系統(tǒng)中的各個(gè)液壓執(zhí)行元件提供動(dòng)力；第一組液壓馬達(dá)40和第二組液壓馬達(dá)50 ;二位四通電磁閥60，包括位于一側(cè)的第一接口 I和第二接口 2以及位于第二側(cè)的第三接口 3和第四接口 4，第一組液壓馬達(dá)40并聯(lián)連接在第一接口 I和第二接口 2之間，第二組液壓馬達(dá)50并聯(lián)連接在第三接口 3和第四接口 4之間。第一組液壓馬達(dá)40包括第一液壓馬達(dá)41和第二液壓馬達(dá)42，而第二組液壓馬達(dá)50包括第三液壓馬達(dá)51和第四液壓馬達(dá)52。二位四通電磁閥60有兩個(gè)工作位，即，正位和反位(或左位和右位)。當(dāng)電磁閥60的工作位處于左位時(shí)，第二組液壓馬達(dá)50的轉(zhuǎn)向可與第一組液壓馬達(dá)40的轉(zhuǎn)向相反。在這種情況下，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)組的位置被鎖住，因此不偏航。當(dāng)電磁閥60的工作位處于右位時(shí)，第一組液壓馬達(dá)40和第二組液壓馬達(dá)50朝相同方向旋轉(zhuǎn)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)組偏航。
[0025]此外，液壓偏航系統(tǒng)100還包括與第一組液壓馬達(dá)40并聯(lián)的三位四通電液比例閥30。
[0026]三位四通電液比例閥30有三個(gè)工作位，包括正位、反位和卸荷位(或左位、右位和中位)。當(dāng)三位四通電液比例閥30處于正位時(shí)，第一組液壓馬達(dá)40可正向旋轉(zhuǎn)；當(dāng)三位四通電液比例閥30處于反位時(shí)，第一組液壓馬達(dá)40可反向旋轉(zhuǎn)；當(dāng)三位四通電液比例閥30處于卸荷位時(shí)，由液壓泵10供應(yīng)的液壓油直接返回液壓源，由此液壓偏航系統(tǒng)100卸荷。第一組液壓馬達(dá)40可根據(jù)風(fēng)向選擇旋轉(zhuǎn)方向。
[0027]當(dāng)實(shí)施偏航時(shí)，第一組液壓馬達(dá)40和第二組液壓馬達(dá)50均可用作偏航馬達(dá)，以使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的偏航軸承齒輪朝著迎風(fēng)方向旋轉(zhuǎn)。為了減少偏航的旋轉(zhuǎn)沖擊并使偏航工作平緩進(jìn)行，每個(gè)液壓馬達(dá)通過(guò)減速器和小齒輪與偏航軸承齒輪(例如，偏航軸承外齒輪)連接，以驅(qū)動(dòng)偏航軸承外齒輪旋轉(zhuǎn)。具體地，第一液壓馬達(dá)41通過(guò)第一減速器81和第一小齒輪71驅(qū)動(dòng)偏航軸承外齒輪；第二液壓馬達(dá)42通過(guò)第二減速器82和第二小齒輪72驅(qū)動(dòng)偏航軸承外齒輪。與第一組液壓馬達(dá)40類似，第二組液壓馬達(dá)50包括第三液壓馬達(dá)51和第四液壓馬達(dá)52，并且每個(gè)液壓馬達(dá)也通過(guò)減速器和小齒輪與偏航軸承齒輪(例如，偏航軸承外齒輪)連接。具體地，第三液壓馬達(dá)51通過(guò)第三減速器83和第三小齒輪73驅(qū)動(dòng)偏航軸承外齒輪；第四液壓馬達(dá)52通過(guò)第四減速器84和第四小齒輪74驅(qū)動(dòng)偏航軸承外齒輪。顯然，本發(fā)明的實(shí)施例也適用于偏航軸承齒輪是內(nèi)齒輪的情況。
[0028]第二組液壓馬達(dá)50還可用作偏航制動(dòng)馬達(dá)，用于施加與偏航馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩相反的轉(zhuǎn)矩，從而防止在風(fēng)力大時(shí)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)造成的損壞。因此，在偏航制動(dòng)過(guò)程中，二位四通電磁閥60的工位從右位換至左位，相應(yīng)地，第二組液壓馬達(dá)50的旋轉(zhuǎn)方向變成與第一組液壓馬達(dá)40的旋轉(zhuǎn)方向相反。此外，根據(jù)風(fēng)力的大小，可利用二位四通電磁閥60來(lái)控制第二組液壓馬達(dá)50的轉(zhuǎn)速，以施加合適的反向轉(zhuǎn)矩。
[0029]在三位四通電液比例閥30與液壓泵10之間還安裝有溢流閥20，以控制液壓偏航系統(tǒng)中的壓力。事實(shí)上，電磁閥60和電液比例閥30也可以控制相應(yīng)的液壓回路中壓力。
[0030]當(dāng)需要將風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的葉輪朝著迎風(fēng)位置偏航時(shí)，通過(guò)三位四通電液比例閥30確定第一組液壓馬達(dá)40的轉(zhuǎn)向，并將二位四通電磁閥60的工位置于右位，以使第一組液壓馬達(dá)40和第二組液壓馬達(dá)50朝著相同的方向旋轉(zhuǎn)，從而快速實(shí)現(xiàn)偏航。
[0031]在偏航制動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)二位四通電磁閥60 (如圖1中所示，使電磁閥60處于左位)控制第二組液壓馬達(dá)50的轉(zhuǎn)向與第一組液壓馬達(dá)40的轉(zhuǎn)向相反，從而第一組液壓馬達(dá)40提供偏航轉(zhuǎn)矩，第二組液壓馬達(dá)50提供與偏航轉(zhuǎn)矩反向的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，由此平穩(wěn)地控制風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的葉輪處于迎風(fēng)方向。
[0032]通過(guò)上面的描述可以看出，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的液壓偏航系統(tǒng)與電動(dòng)偏航系統(tǒng)相比，省去了若干偏航電機(jī)，零部件數(shù)量少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。同時(shí)，由于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的液壓偏航系統(tǒng)能夠通過(guò)液壓馬達(dá)實(shí)現(xiàn)整個(gè)風(fēng)機(jī)偏航系統(tǒng)的自鎖，所以可以省去制動(dòng)系統(tǒng)或采用較少的制動(dòng)器。
[0033]而且，由于根據(jù)本發(fā)明的偏航系統(tǒng)采用液壓馬達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的偏航，可以實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，從而避免了偏航啟動(dòng)時(shí)的沖擊對(duì)偏航軸承齒輪的損害。
[0034]另外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的液壓偏航系統(tǒng)，由于連接偏航液壓馬達(dá)的液壓管路之間彼此連通且壓力相同，因此，與偏航軸承齒輪嚙合的偏航小齒輪的載荷分布均勻。在附圖中雖然示出了第一組液壓馬達(dá)和第二組液壓馬達(dá)均包括兩個(gè)液壓馬達(dá)，但是本發(fā)明不限于此，每組液壓馬達(dá)也可以是一個(gè)液壓馬達(dá)，或者是三個(gè)或更多個(gè)液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)的數(shù)量可根據(jù)偏航力矩的大小確定。
[0035]當(dāng)每組液壓馬達(dá)的數(shù)量較多時(shí)，可采用較少級(jí)數(shù)的減速器或省略用于減速增扭的減速器。此外，當(dāng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩很大時(shí)，也應(yīng)當(dāng)相應(yīng)地增加偏航馬達(dá)、偏航制動(dòng)馬達(dá)、減速器和小齒輪的數(shù)目。
[0036]在上面的實(shí)施例中，以液壓馬達(dá)作為液壓執(zhí)行元件的示例來(lái)驅(qū)動(dòng)偏航軸承齒輪，但是本發(fā)明不限于此，例如，還可采用液壓缸來(lái)驅(qū)動(dòng)偏航軸承齒輪。由于偏航軸承齒輪的運(yùn)動(dòng)形式為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而液壓缸的運(yùn)動(dòng)形式為直線運(yùn)動(dòng)，為此，需要在液壓缸和偏航軸承齒輪之間設(shè)置能夠?qū)⑿D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，例如齒輪齒條機(jī)構(gòu)、絲杠機(jī)構(gòu)等，以能夠驅(qū)動(dòng)偏航軸承齒輪。優(yōu)選地，液壓缸采用雙作用式液壓缸。
[0037]當(dāng)采用液壓缸驅(qū)動(dòng)偏航軸承齒輪時(shí)，液壓系統(tǒng)的工作原理與圖1中示出的實(shí)施例的工作原理類似，在此不再詳細(xì)描述。
[0038]本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以進(jìn)行各種變形和修改。
【權(quán)利要求】
1.一種液壓偏航系統(tǒng),其特征在于,包括: 液壓泵，與液壓源連接，為所述液壓偏航系統(tǒng)提供動(dòng)力； 第一組液壓執(zhí)行元件和第二組液壓執(zhí)行元件，每組液壓執(zhí)行元件中的每個(gè)液壓執(zhí)行元件均與偏航軸承齒輪連接； 二位四通電磁閥，包括位于一側(cè)的第一接口和第二接口以及位于第二側(cè)的第三接口和第四接口，第一組液壓執(zhí)行元件并聯(lián)連接在第一接口和第二接口之間，第二組液壓執(zhí)行元件并聯(lián)連接在第三接口和第四接口之間； 三位四通電液比例閥，與第一組液壓執(zhí)行元件并聯(lián)并與液壓泵連接，用于控制第一組液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向， 其中，第一組液壓執(zhí)行元件提供偏航轉(zhuǎn)矩，二位四通電磁閥控制第二組液壓執(zhí)行元件的轉(zhuǎn)向，以使第二組液壓執(zhí)行元件提供偏航轉(zhuǎn)矩或制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
2.如權(quán)利要求1所述的液壓偏航系統(tǒng)，其特征在于， 第一組液壓執(zhí)行元件包括至少一個(gè)液壓執(zhí)行元件。
3.如權(quán)利要求1所述的液壓偏航系統(tǒng)，其特征在于， 第二組液壓執(zhí)行元件包括至少一個(gè)液壓執(zhí)行元件。
4.如權(quán)利要求1所述的液壓偏航系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓偏航系統(tǒng)還包括設(shè)置于液壓泵和三位四通電液比例閥之間的溢流閥，以控制液壓偏航系統(tǒng)的壓力。
5.如權(quán)利要求1所述的液壓偏航系統(tǒng)，其特征在于，所述三位四通電液比例閥包括中位，當(dāng)三位四通電液比例閥處于中位時(shí)，所述液壓偏航系統(tǒng)卸荷。
6.如權(quán)利要求1所述的液壓偏航系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓執(zhí)行元件是液壓馬達(dá)，該液壓馬達(dá)通過(guò)小齒輪驅(qū)動(dòng)偏航軸承齒輪。
7.如權(quán)利要求6所述的液壓偏航系統(tǒng)，其特征在于，所述的液壓偏航系統(tǒng)還包括連接各個(gè)液壓馬達(dá)和相應(yīng)的小齒輪的減速器。
8.如權(quán)利要求1所述的液壓偏航系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓執(zhí)行元件是液壓缸。
9.如權(quán)利要求9所述的液壓偏航系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓缸通過(guò)齒條機(jī)構(gòu)或絲杠機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)偏航軸承齒輪。
10.如權(quán)利要求9所述的液壓偏航系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓缸是雙作用式液壓缸。
【文檔編號(hào)】F03D7/00GK103498758SQ201310424661
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】方振江 申請(qǐng)人:北京金風(fēng)科創(chuàng)風(fēng)電設(shè)備有限公司