[发明专利]回转型液压比例伺服驱动马达变桨距系统

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电的技术，特别是涉及一种用于控制风轮的回转型液压比例伺服驱动马达变桨距系统的技术。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，风力发电设备的应用也日益广泛。风力发电设备都包括风轮和发电机组，其中风轮由桨叶和风轮轴组成，风能经桨叶、风轮轴带动发电机组发电，由于风轮的转速会随着风速的变化而变化，因此风力发电设备中都设有调速系统以控制风轮对风能的吸收。

目前的风轮调速都采用变桨距控制系统，这种控制系统通过控制桨叶的桨距角控制风轮对风能的吸收，具有输出功率平稳、转矩振荡及机舱振荡小的特点，而且能有效降低噪音，改善桨叶和整机的受力状况，因而能保证发电机组的安全可靠运行，延长设备整体的使用寿命；例如，遇到台风等强风力时，将桨叶控制在和风向相平行的位置上，此时桨叶变距起到气动刹车的作用，使桨叶不再转动，从而使发电机组停止运行；风力较小时，控制桨叶增加受力面积，以尽可能多的吸收风能。

现有的变桨距控制系统有电动变桨距系统和直线型液压缸(双油缸)变桨距系统两种，其中：

电动变桨距系统中的变桨执行单元由电动机、变桨齿轮箱和蓄电池组成，这种执行单元的成本较高，而且发电机组不能随时启动发电(即紧急停机后的快速启动)，需要等蓄电池充电后才能启动，系统的响应速度也较慢，具有风轮超速的隐患，使得发电机组具有潜在的超载风险。

直线型液压缸(双油缸)变桨距系统的变桨执行单元是直线型液压缸(双油缸)及其控制回路，这种执行单元具有传动力矩大、刚度大、定位精确、动态响应速度快等优点；但是由于其控制回路中部件较多，控制回路很复杂，体积也很大，因此故障率较高，维护极为不便。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低、响应速度快，而且故障率低、维护方便，能随时启动发电的回转型液压比例伺服驱动马达变桨距系统。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种回转型液压比例伺服驱动马达变桨距系统，包括具有桨叶的风轮、发电机组、变桨控制器、变桨执行单元和检测单元，所述变桨控制器控制变桨执行单元运行，所述变桨执行单元用于控制风轮的桨距角变化，所述风轮连接发电机组，用于带动发电机组发电，所述检测单元用于检测风轮的桨距角及发电机组的功率，并将反馈信号传递至变桨控制器，其特征在于：所述变桨执行单元是回转型液压缸及其控制回路；

所述回转型液压缸包括缸体、缸体两端的端盖、缸体内的两个定子和一个转子，所述两个定子分别轴对称固定于缸体内壁，所述转子与缸体同轴并可转动，其轴心设有用于将动力输至缸体外部的转轴，两端与缸体的端盖相贴合，两个定子及缸体的部分内壁分别与转子的部分周面相贴合，所述定子和转子在缸体内组合成X形，并将缸体分隔为四个相互独立的油腔，其中两个对角的油腔为进油腔，另两个为出油腔，所述缸体上设有连通进油腔的进油口和连通出油腔的出油口；所述风轮的桨叶连接转子的转轴，其桨距角的变化量与转子转动角度的变化量成正比；

所述回转型液压缸的控制回路包括电动机、液压泵、蓄能器、进油换向阀、电液比例换向阀、出油换向阀和油箱；所述进油换向阀和出油换向阀均具有断电负载口、通电负载口和公口，所述电液比例换向阀具有进油口、出油口及两个负载口，且两个负载口分别连通其进油口和出油口并能交叉换向；所述进油换向阀的断电负载口经一单向阀接至回转型液压缸的进油腔，其通电负载口连接电液比例换向阀的进油口，所述出油换向阀的断电负载口连接回转型液压缸的出油腔，其通电负载口连接电液比例换向阀的出油口，所述电液比例换向阀的两个负载口各经一平衡阀分别连接到回转型液压缸的进油腔和出油腔；所述出油换向阀的公口经一单向阀接至油箱，其中连接油箱的单向阀用于阻止油箱中的液压油流向出油换向阀；

所述平衡阀用于稳定液压泵的运转速度；所述进油换向阀的断电负载口与回转型液压缸的进油腔之间的单向阀用于将风轮的桨叶锁定在安全的桨距角；

所述电动机连接液压泵，用于驱动液压泵运转，所述液压泵的进油口经一高压滤油器连接油箱，其出油口经一单向阀、一高压滤油器、一单向阀连接蓄能器和进油换向阀的公口，其中连接蓄能器的单向阀用于阻止蓄能器中的液压油向高压滤油器回流，连接液压泵进油口的单向阀用于阻止高压滤油器中的液压油向液压泵回流；所述蓄能器经一溢流阀连接油箱，并设有控制溢流阀通断的压力传感器，用于限制系统液压超压，所述溢流阀并接一截止阀，用于释放蓄能器中的液压油。

进一步的，所述定子与转子的贴合面、转子与缸体内壁的贴合面及转子与缸体的端盖的贴合面均用密封件密封。