风力发电双液控变桨系统.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102808731 A(43)申请公布日 2012.12.05CN102808731A*CN102808731A*(21)申请号 201210301653.4(22)申请日 2012.08.23F03D 7/00(2006.01)F15B 1/02(2006.01)F15B 11/02(2006.01)(71)申请人上海汇益控制系统股份有限公司地址 201711 上海市青浦区白鹤镇腾富路258号(72)发明人万保中(74)专利代理机构上海申汇专利代理有限公司 31001代理人林炜(54) 发明名称风力发电双液控变桨系统(57) 摘要一种风力发电双液控变桨系统，涉及风力

2、发电技术领域，所解决的是提高变桨控制平稳性、精确性，及快速顺桨、降低控制能耗的技术问题。该系统包括变桨基础缸、供油单向阀、供油蓄能器、A腔进油节流阀、B腔控制阀、速度控制阀、A腔液控单向阀、B腔液控单向阀；外部高压油源经供油单向阀向供油蓄能器及A腔进油节流阀供油；两个液控单向阀构成双向锁结构，两个液控单向阀的出油口分别接到变桨基础缸的两个工作腔；A腔液控单向阀的进油口经两个控制阀分别接高压油及回油管路，B腔液控单向阀的进油口经速度控制阀接到B腔控制阀的公口，B腔控制阀的两个工作口分别接高压油及回油管路。本发明提供的系统，快速顺桨响应速度快。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书4页 附图

3、1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页1/1页21.一种风力发电双液控变桨系统，其特征在于：包括变桨基础缸、供油单向阀、供油蓄能器、A腔进油节流阀、B腔控制阀、速度控制阀、A腔液控单向阀、B腔液控单向阀；所述变桨基础缸是一单活塞杆液压缸；所述供油单向阀的进油口接到外部高压油源，供油单向阀的出油口接到供油蓄能器的进出油口，及A腔进油节流阀的进油口；所述B腔控制阀是一二位三通阀，B腔控制阀的常开工作口接到供油单向阀的进油口，B腔控制阀的常闭工作口接到外部回油管路；所述速度控制阀是一液控流量调节阀，设有两个工作口，及用于流量控制的

4、两个流量控制口，速度控制阀的两个工作口分别为第一工作口、第二工作口，速度控制阀的两个流量控制口分别为高压液控口、低压液控口；所述速度控制阀的第一工作口接到B腔液控单向阀的进油口，速度控制阀的第二工作口接到B腔控制阀的公口，速度控制阀的高压液控口接到A腔进油节流阀的进油口，速度控制阀的低压液控口接到A腔进油节流阀的出油口；所述A腔进油节流阀的出油口依次经一A腔进油控制阀、一A腔进油单向阀接到A腔液控单向阀的进油口；所述A腔液控单向阀的出油口接到变桨基础缸的无杆腔，其进油口接到B腔液控单向阀的控制油口，并经一A腔回油控制阀接到外部回油管道；所述B腔液控单向阀的出油口接到变桨基础缸的有杆腔，其进油口

5、接到A腔液控单向阀的控制油口，并经一顺浆单向阀接到供油单向阀的进油口。2.根据权利要求1所述的风力发电双液控变桨系统，其特征在于：所述供油单向阀的出油口经一过压保护安全阀接到外部回油管路。3.根据权利要求1所述的风力发电双液控变桨系统，其特征在于：所述供油蓄能器为气体隔离式蓄能器，供油蓄能器上配置有一蓄能气瓶。4.根据权利要求1所述的风力发电双液控变桨系统，其特征在于：所述供油蓄能器的进出油口接有一冲洗截止阀。权 利 要 求 书CN 102808731 A1/4页3风力发电双液控变桨系统技术领域0001 本发明涉及风力发电技术，特别是涉及一种风力发电双液控变桨系统的技术。背景技术0002 现有

6、的风机变桨系统都采用伺服电机或伺服阀作为主控制部件。0003 采用伺服电机作为主控制部件的风机变桨系统在控制风机变桨时，通过伺服控制器控制变桨伺服电机运行，变桨伺服电机通过小齿轮带动大齿轮转动，由大齿轮带动桨叶转动实现变桨，这种变桨系统具有快速顺桨响应速度慢的缺点。0004 采用伺服阀作为主控制部件的风机变桨系统在控制风机变桨时，通过伺服阀控制油缸运行，由油缸带动桨叶转动实现变桨，这种变桨系统具有快速顺桨响应速度快的优点。但是，现有采用伺服阀作为主控制部件的风机变桨系统中，变桨缸受控带动桨叶变桨至所需位置后，仍需消耗较多的能量使桨叶保持在当前位置，其控制能耗较高，而且变桨缸正反两个方向（有杆腔

7、和无杆腔）的控制回路增益相差都较大，因此其变桨控制平稳性较差，控制精确度也较低。发明内容0005 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变桨控制平稳、精确，且快速顺桨响应速度快，控制能耗低的风力发电双液控变桨系统。0006 为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种风力发电双液控变桨系统，其特征在于：包括变桨基础缸、供油单向阀、供油蓄能器、A腔进油节流阀、B腔控制阀、速度控制阀、A腔液控单向阀、B腔液控单向阀；所述变桨基础缸是一单活塞杆液压缸；所述供油单向阀的进油口接到外部高压油源，供油单向阀的出油口接到供油蓄能器的进出油口，及A腔进油节流阀的进油口；所述B腔控制阀是一

8、二位三通阀，B腔控制阀的常开工作口接到供油单向阀的进油口，B腔控制阀的常闭工作口接到外部回油管路；所述速度控制阀是一液控流量调节阀，设有两个工作口，及用于流量控制的两个流量控制口，速度控制阀的两个工作口分别为第一工作口、第二工作口，速度控制阀的两个流量控制口分别为高压液控口、低压液控口；所述速度控制阀的第一工作口接到B腔液控单向阀的进油口，速度控制阀的第二工作口接到B腔控制阀的公口，速度控制阀的高压液控口接到A腔进油节流阀的进油口，速度控制阀的低压液控口接到A腔进油节流阀的出油口；所述A腔进油节流阀的出油口依次经一A腔进油控制阀、一A腔进油单向阀接到A腔液控单向阀的进油口；所述A腔液控单向阀的

9、出油口接到变桨基础缸的无杆腔，其进油口接到B腔液控单向阀的控制油口，并经一A腔回油控制阀接到外部回油管道；说 明 书CN 102808731 A2/4页4所述B腔液控单向阀的出油口接到变桨基础缸的有杆腔，其进油口接到A腔液控单向阀的控制油口，并经一顺浆单向阀接到供油单向阀的进油口。0007 进一步的，所述供油单向阀的出油口经一过压保护安全阀接到外部回油管路。0008 进一步的，所述供油蓄能器为气体隔离式蓄能器，供油蓄能器上配置有一蓄能气瓶。0009 进一步的，所述供油蓄能器的进出油口接有一冲洗截止阀。0010 本发明提供的风力发电双液控变桨系统，利用速度控制阀控制变桨基础缸的活塞杆伸缩速度，使

10、得变桨基础缸正反两个方向的控制回路增益一致，能保证变桨控制平稳、精确，采用双液控单向阀可以将变桨基础缸锁定在任意一个位置，能降低控制能耗，把液压控制能量降低到最小，而且通过顺浆单向阀能实现快速顺桨。附图说明0011 图1是本发明实施例的风力发电双液控变桨系统的液压图。具体实施方式0012 以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。0013 如图1所示，本发明实施例所提供的一种风力发电双液控变桨系统，其特征在于：包括变桨基础缸YG02、供油单向阀FV02、供油蓄能器XN01、A腔进油节流阀JL0

11、2、B腔控制阀ST01、速度控制阀GN01、A腔液控单向阀YK01、B腔液控单向阀YK02；所述变桨基础缸YG02是一单活塞杆液压缸；所述供油单向阀FV02的进油口接到外部高压油源P，供油单向阀FV02的出油口接到供油蓄能器XN01的进出油口，及A腔进油节流阀JL02的进油口；所述B腔控制阀ST01是一二位三通阀，B腔控制阀ST01的常开工作口经一B腔进油节流阀JL04接到供油单向阀FV02的进油口，B腔控制阀ST01的常闭工作口接到外部回油管路T；所述速度控制阀GN01是一液控流量调节阀，设有两个工作口，及用于流量控制的两个流量控制口，速度控制阀GN01的两个工作口分别为第一工作口、第二工作

12、口，速度控制阀GN01的两个流量控制口分别为高压液控口、低压液控口；所述速度控制阀GN01的第一工作口接到B腔液控单向阀YK02的进油口，速度控制阀GN01的第二工作口接到B腔控制阀ST01的公口，速度控制阀GN01的高压液控口接到A腔进油节流阀JL02的进油口，速度控制阀GN01的低压液控口接到A腔进油节流阀JL02的出油口；所述A腔进油节流阀JL02的出油口依次经一A腔进油控制阀DV01、一A腔进油单向阀FV01接到A腔液控单向阀YK01的进油口；所述A腔液控单向阀YK01的出油口接到变桨基础缸YG02的无杆腔，其进油口接到B腔液控单向阀YK02的控制油口，并依次经一A腔回油节流阀JL01

13、、一A腔回油控制阀DV02接到外部回油管道T；所述B腔液控单向阀YK02的出油口接到变桨基础缸YG02的有杆腔，其进油口接到A说 明 书CN 102808731 A3/4页5腔液控单向阀YK01的控制油口，并经一顺浆单向阀FV03接到供油单向阀FV02的进油口。0014 本发明实施例中，所述供油单向阀FV02的出油口经一过压保护安全阀YL01接到外部回油管路T，以防止变桨系统在风力作用下超压，确保液压系统的安全。0015 本发明实施例中，所述供油蓄能器XN01为气体隔离式蓄能器，供油蓄能器XN01上设有一用于监测其充气压力的压力开关KG01，并配置有一蓄能气瓶QP01，压力开关KG01监测到供

14、油蓄能器XN01的充气压力超过整定值时，即输出示警信号，蓄能气瓶QP01用于增加供油蓄能器XN01的蓄能容量，以降低系统成本。0016 本发明实施例中，所述供油蓄能器XN01的进出油口接有一冲洗截止阀JZ01，冲洗截止阀JZ01用于油冲洗，以方便系统运行前的调试，使得油质能尽快到达工作要求。0017 本发明实施例的工作原理如下：初始工作时，外部高压油源P的液压油经供油单向阀FV02为供油蓄能器XN01充油，供油蓄能器XN01充满油后进入正常工作状态；需要控制变桨基础缸YG02的活塞杆伸出时，使A腔进油控制阀DV01导通，A腔回油控制阀DV02截止，B腔控制阀ST01的公口与常闭工作口连通，此时

15、外部高压油源P的高压油经供油单向阀FV02后与供油蓄能器XN01的供油合流，再依次经A腔进油节流阀JL02、A腔进油控制阀DV01、A腔进油单向阀FV01、A腔液控单向阀YK01流入变桨基础缸YG02的无杆腔，此时B腔液控单向阀YK02在其控制油口的高压油作用下反向导通，变桨基础缸YG02有杆腔中的液压油依次经B腔液控单向阀YK02、速度控制阀GN01、B腔控制阀ST01回入外部回油管道T，使得变桨基础缸YG02的活塞杆伸出；需要控制变桨基础缸YG02的活塞杆缩回时，使A腔进油控制阀DV01截止，A腔回油控制阀DV02导通，B腔控制阀ST01的公口与常开工作口连通，此时外部高压油源P的高压油依

16、次经B腔进油节流阀JL04、B腔控制阀ST01、速度控制阀GN01、B腔液控单向阀YK02流入变桨基础缸YG02的有杆腔，此时A腔液控单向阀YK01在其控制油口的高压油作用下反向导通，变桨基础缸YG02无杆腔中的液压油依次经A腔液控单向阀YK01、A腔回油节流阀JL01、A腔回油控制阀DV02回入外部回油管道T，使得变桨基础缸YG02的活塞杆缩回；紧急顺桨时，使A腔进油控制阀DV01导通，A腔回油控制阀DV02截止，B腔控制阀ST01的公口与常闭工作口连通，此时供油蓄能器XN01储存的高压油依次经A腔进油节流阀JL02、A腔进油控制阀DV01、A腔进油单向阀FV01、A腔液控单向阀YK01流入

17、变桨基础缸YG02的无杆腔，此时B腔液控单向阀YK02在其控制油口的高压油作用下反向导通，变桨基础缸YG02有杆腔中的液压油依次经B腔液控单向阀YK02、速度控制阀GN01、B腔控制阀ST01回入外部回油管道T，使得变桨基础缸YG02的活塞杆伸出，实现安全平稳顺桨。0018 需要快速顺桨时，使A腔进油控制阀DV01导通，A腔回油控制阀DV02截止，B腔控制阀ST01的公口与常开工作口连通，此时供油蓄能器XN01储存的高压油依次经A腔进油节流阀JL02、A腔进油控制阀DV01、A腔进油单向阀FV01、A腔液控单向阀YK01流入变桨基础缸YG02的无杆腔，此时B腔液控单向阀YK02在其控制油口的高压油作用下反向导通，变桨基础缸YG02有杆腔中的液压油依次经B腔液控单向阀YK02、顺浆单向阀FV03、供油单向阀FV02与供油蓄能器XN01的供油合流，使得变桨基础缸YG02的活塞杆伸出，实现快速顺桨。0019 通过调整A腔进油节流阀JL02进出油的压差，能控制速度控制阀GN01的流量，使说 明 书CN 102808731 A4/4页6变桨基础缸YG02有杆腔能平稳的回油，实现变桨的平稳操作，使得风机叶片的受力状况处于平稳状态，以提高风机的叶片转动部件的寿命。说 明 书CN 102808731 A1/1页7图1说 明 书 附 图CN 102808731 A