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對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的液壓系統(tǒng)的分析
  • 更新日期：2010-11-25      瀏覽次數(shù)：2850
      • 　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的液壓系統(tǒng)實(shí)際是制動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，主要來執(zhí)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)的啟停任務(wù)。通常它由兩個(gè)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(gè)回路的工作任務(wù)是當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)使風(fēng)機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)始終保持一定的壓力。當(dāng)壓力傳感器測(cè)得的壓力值小于系統(tǒng)設(shè)定值的時(shí)候，PLC就會(huì)控制液壓站電機(jī)啟動(dòng)來補(bǔ)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(jī)液壓系統(tǒng)控制框圖：


      圖1 風(fēng)機(jī)液壓系統(tǒng)的控制框圖

      　　液壓系統(tǒng)的工作壓力實(shí)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(dòng)作以及油液的問題。理論上液壓元件沒有內(nèi)泄，而實(shí)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(huì)加劇液壓元件中相對(duì)運(yùn)動(dòng)零件間的磨損，造成節(jié)流小孔的堵塞或滑閥運(yùn)動(dòng)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(shí)就會(huì)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(shí)在氣體突然受到壓縮時(shí)會(huì)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?？諝獾目蓧嚎s性大，還會(huì)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(duì)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(jī)運(yùn)作時(shí)液壓系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)。

      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(dòng)系統(tǒng)（*位的和第二位的）。它設(shè)計(jì)成為每個(gè)槳葉有獨(dú)立的電氣驅(qū)動(dòng)，并有蓄電池來保證故障時(shí)的安全。還有一個(gè)機(jī)械制動(dòng)器安裝在傳動(dòng)鏈的高速側(cè)。這個(gè)機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)是風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的第三制動(dòng)系統(tǒng)，但并不是設(shè)計(jì)成當(dāng)*和第二制動(dòng)系統(tǒng)失敗時(shí)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(jī)械制動(dòng)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(yùn)轉(zhuǎn)。機(jī)械制動(dòng)器還用于緊急停機(jī)時(shí)使風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)盡快減速。這個(gè)這個(gè)機(jī)械制動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)方式是采用液壓為驅(qū)動(dòng)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(yùn)作時(shí)，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(dòng)。壓力傳感器在剎車油腔低于一定壓力值時(shí)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(shí)，PLC控制油泵電機(jī)啟動(dòng)充壓。

      二、偏航剎車系統(tǒng)

      　　偏航剎車機(jī)構(gòu)由8~10個(gè)液壓控制的偏航剎車盤構(gòu)成。偏航系統(tǒng)有兩個(gè)壓力，分別提供偏航時(shí)的阻尼和偏航結(jié)束時(shí)的制動(dòng)力。當(dāng)偏航不工作時(shí)剎車片全部抱閘鎖死；當(dāng)機(jī)艙對(duì)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(jī)艙平穩(wěn)偏航，此時(shí)偏航制動(dòng)器用作阻尼器；自動(dòng)解纜時(shí)，偏航剎車片全部釋放。


      圖3 風(fēng)機(jī)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(shí)的壓力；節(jié)流閥控制剎車的起壓時(shí)間。

      三、風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)液壓系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)

      　　液壓系統(tǒng)在制動(dòng)器一側(cè)裝有球閥，以便螺桿活塞在液壓不能加壓時(shí)用于制動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)。當(dāng)開機(jī)指令發(fā)出后，剎車打開電磁閥得電，制動(dòng)卡鉗排油到油箱，剎車因此而釋放。暫停期間保持運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)。當(dāng)停機(jī)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(dòng)液壓缸，實(shí)現(xiàn)停機(jī)時(shí)的制動(dòng)。當(dāng)緊急停機(jī)時(shí)，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(dòng)卡鉗液壓缸。制動(dòng)液壓缸的速度由節(jié)流閥控制。
     
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