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對風(fēng)力發(fā)電機的液壓系統(tǒng)的分析
  • 更新日期：2010-11-25      瀏覽次數(shù)：2853
      • 　　風(fēng)力發(fā)電機組的液壓系統(tǒng)實際是制動系統(tǒng)的驅(qū)動機構(gòu)，主要來執(zhí)行風(fēng)力發(fā)電機的啟停任務(wù)。通常它由兩個壓力保持回路組成：一路是通過蓄能器供給葉輪剎車系統(tǒng)；一路是通過蓄能器供給偏航剎車系統(tǒng)。這兩個回路的工作任務(wù)是當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機正常運行時使風(fēng)機制動系統(tǒng)始終保持一定的壓力。當(dāng)壓力傳感器測得的壓力值小于系統(tǒng)設(shè)定值的時候，PLC就會控制液壓站電機啟動來補償損耗的壓力，使壓力值始終在設(shè)定值之上。圖1是風(fēng)機液壓系統(tǒng)控制框圖：


      圖1 風(fēng)機液壓系統(tǒng)的控制框圖

      　　液壓系統(tǒng)的工作壓力實際是始終處于變化狀態(tài)之中，原因主要有系統(tǒng)內(nèi)泄露、油溫的變化及電磁閥的動作以及油液的問題。理論上液壓元件沒有內(nèi)泄，而實際上元件內(nèi)泄不可忽略。油溫越高油液越稀，內(nèi)泄越嚴(yán)重，壓力越低。液壓油的污染，是指從外界混入空氣、水分和各種固化物等，使用中如混入銹蝕的金屬粉末，就破壞了密封材料，涂料等碎狀物。油液的污染，會加劇液壓元件中相對運動零件間的磨損，造成節(jié)流小孔的堵塞或滑閥運動幅卡死，使液壓元件不能正常工作。液壓系統(tǒng)中所用的油液壓縮性很小，在一般情況下可認(rèn)為油是不可壓縮的。但空氣的可 壓縮性很大，約為油液的一萬倍，所以即使系統(tǒng)中含有少量的空氣，它的影響也是很大的，溶解在油液中的空氣，在低壓時就會從油液中逸出，產(chǎn)生氣泡，形成孔穴現(xiàn)象，到了高壓區(qū)，在壓力油作用下，這些氣泡又很快被擊碎，急劇受到壓縮，使系統(tǒng)中產(chǎn)生噪音，同時在氣體突然受到壓縮時會放出大量的熱量，從而引起局部過熱，加速油溫升高，使液壓元件和液壓油受到損壞。空氣的可壓縮性大，還會導(dǎo)致工作器官產(chǎn)生爬行等故障，破壞了工作的平穩(wěn)性。

      　　下文將分別對偏航剎車系統(tǒng)和葉輪剎車系統(tǒng)進(jìn)行分析，以及風(fēng)機運作時液壓系統(tǒng)的驅(qū)動。

      一、葉輪剎車系統(tǒng)

      　　變槳系統(tǒng)是風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的主要制動系統(tǒng)（*位的和第二位的）。它設(shè)計成為每個槳葉有獨立的電氣驅(qū)動，并有蓄電池來保證故障時的安全。還有一個機械制動器安裝在傳動鏈的高速側(cè)。這個機械制動系統(tǒng)是風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的第三制動系統(tǒng)，但并不是設(shè)計成當(dāng)*和第二制動系統(tǒng)失敗時保持風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)在任何條件下不超過轉(zhuǎn)速允許的極限。機械制動器的基本功能是當(dāng)轉(zhuǎn)子由變距系統(tǒng)使轉(zhuǎn)子減速后讓其*停止運轉(zhuǎn)。機械制動器還用于緊急停機時使風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)盡快減速。這個這個機械制動器的驅(qū)動方式是采用液壓為驅(qū)動源。


      圖2 液壓系統(tǒng)的葉輪剎車系統(tǒng)

      　　上圖是液壓系統(tǒng)的葉輪剎車系統(tǒng)：正常運作時，剎車打開和剎車關(guān)閉電磁閥得電，轉(zhuǎn)子剎車釋放。應(yīng)急情況下，剎車打開和剎車關(guān)閉電磁閥失電，蓄能器壓力油經(jīng)剎車打開閥進(jìn)入剎車卡鉗，轉(zhuǎn)子制動。壓力傳感器在剎車油腔低于一定壓力值時斷開發(fā)訊。壓力傳感器2監(jiān)控蓄能器的充壓情況，當(dāng)壓力值小于設(shè)定值時，PLC控制油泵電機啟動充壓。

      二、偏航剎車系統(tǒng)

      　　偏航剎車機構(gòu)由8~10個液壓控制的偏航剎車盤構(gòu)成。偏航系統(tǒng)有兩個壓力，分別提供偏航時的阻尼和偏航結(jié)束時的制動力。當(dāng)偏航不工作時剎車片全部抱閘鎖死；當(dāng)機艙對風(fēng)所有剎車盤處于半松開狀態(tài)，設(shè)置足夠的阻尼，保持機艙平穩(wěn)偏航，此時偏航制動器用作阻尼器；自動解纜時，偏航剎車片全部釋放。


      圖3 風(fēng)機液壓系統(tǒng)的偏航剎車系統(tǒng)

      　　上圖是液壓系統(tǒng)的偏航剎車系統(tǒng)：偏航全泄壓電磁閥得電，偏航剎車釋放；偏航半泄壓電磁閥得電，45bar溢流閥調(diào)整半剎時的壓力；節(jié)流閥控制剎車的起壓時間。

      三、風(fēng)機運行時液壓系統(tǒng)的驅(qū)動

      　　液壓系統(tǒng)在制動器一側(cè)裝有球閥，以便螺桿活塞在液壓不能加壓時用于制動風(fēng)力發(fā)電機。當(dāng)開機指令發(fā)出后，剎車打開電磁閥得電，制動卡鉗排油到油箱，剎車因此而釋放。暫停期間保持運行時的狀態(tài)。當(dāng)停機指令發(fā)出后，剎車打開電磁閥失電，來自蓄能器和減壓閥的壓力油可通過剎車打開電磁閥進(jìn)入制動液壓缸，實現(xiàn)停機時的制動。當(dāng)緊急停機時，剎車打開電磁閥失電，蓄能器將壓力油通過剎車打開電磁閥進(jìn)入制動卡鉗液壓缸。制動液壓缸的速度由節(jié)流閥控制。
     
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