兆瓦级风机传动润滑系统.pdf

一种兆瓦级风机传动润滑系统，涉及风电技术领域，所解决的是延长风力发电机组齿轮箱使用寿命的技术问题。该系统包括油箱、风冷却器、供油电动阀、供油回路、流量分配回路、循环泵、循环过滤器；所述供油回路包括蓄能器、蓄能单向阀、动力单元，所述动力单元包括供油电机泵、泵口单向阀、二级过滤器、温控换向阀，供油回路用于向流量分配回路提供压力油；所述流量分配回路包括六个电磁阀及三个单向阀，流量分配回路通过各阀门的配合向主轴轴承、发电机轴承及齿轮箱分配压力油。本发明提供的系统，适用于风力发电机组。

权利要求书1.  一种兆瓦级风机传动润滑系统，涉及风电机组，所述风电机组的齿轮箱具有用于导入润滑油的第一压力油口、第二压力油口、第三压力油口、第四压力油口及用于导出润滑油的回油口，齿轮箱的主轴轴承具有用于导入润滑油的压力油口及用于导出润滑油的回油口，风电机组的发电机轴承具有用于导入润滑油的压力油口及用于导出润滑油的回油口；其特征在于：该系统包括油箱、风冷却器、供油电动阀、供油回路、流量分配回路、循环泵、循环过滤器；所述油箱上装有用于对箱内润滑油加热的加热器；所述循环泵的吸油口接入油箱，循环泵的出油口通过一安全阀接入油箱，循环过滤器的进油口接到循环泵的出油口，循环过滤器的出油口接到油箱；所述供油回路包括蓄能器、蓄能单向阀，及至少一个动力单元，每个动力单元均包括供油电机泵、泵口单向阀、二级过滤器、温控换向阀，其中的供油电机泵的吸油口接入油箱，泵口单向阀的进油口接到供油电机泵的泵油口，泵口单向阀的出油口接到二级过滤器的进油口，二级过滤器的出油口接到温控换向阀的进油口，温控换向阀的热油口经风冷却器接到供油电动阀的进油口，并经一旁路电动阀接到供油电动阀的进油口，温控换向阀的冷油口接到供油电动阀的进油口及蓄能单向阀的进油口，蓄能单向阀的出油口接到蓄能器的工作口；所述流量分配回路包括第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀；所述第一单向阀的进油口经第一电磁阀接到蓄能器的工作口，第一单向阀的出油口接到主轴轴承的压力油口；所述第二单向阀的进油口接到供油电动阀的出油口，第二单向阀的出油口经节流阀接到主轴轴承的压力油口，各动力单元的温控换向阀的冷油口经节流阀接到主轴轴承的压力油口；所述供油电动阀的出油口经节流阀接到齿轮箱的第一压力油口，第二电磁阀的进油口及第三电磁阀的进油口均通过节流阀接到各动力单元的温控换向阀的冷油口，第二电磁阀的出油口接到齿轮箱的第一压力油口，第三电磁阀的出油口接到齿轮箱的第二压力油口；所述供油电动阀的出油口经节流阀接到齿轮箱的第三压力油口，第四电磁阀的进油口及第五电磁阀的进油口均通过节流阀接到各动力单元的温控换向阀的冷油口，第四电磁阀的出油口接到齿轮箱的第三压力油口，第五电磁阀的出油口接到齿轮箱的第四压力油口；所述第三单向阀的进油口接到供油电动阀的出油口，第三单向阀的出油口经节流阀接第六电磁阀到发电机轴承的压力油口；所述主轴轴承、发电机轴承及两个齿轮箱的回油口均接到油箱。2.  根据权利要求1所述的兆瓦级风机传动润滑系统，其特征在于：所述主轴轴承的压力油口、齿轮箱的第一压力油口、齿轮箱的第三压力油口及发电机轴承的压力油口均接有压力传感器。

说明书兆瓦级风机传动润滑系统
技术领域
本发明涉及风电技术，特别是涉及一种兆瓦级风机传动润滑系统的技术。
背景技术
在兆瓦级风力发电机组运行时，利用风力驱使风轮转动，由风轮带动齿轮箱主轴转动，从而将动能输入齿轮副，经过多级变速，齿轮副将输入的大扭矩、低转速动能转化成低扭矩、高转速的动能，通过联轴器传递给发电机。发电机将输入的动能最终转化为电能并输送到电网。齿轮箱的重量约占机舱重量的1/2，是风力机组中最贵和最重的部件之一。
风力发电机组齿轮箱的润滑，是齿轮箱持续稳定运行的保证，受环境因素影响，在冬季温度较低时，润滑油品粘度会增大，容易导致齿轮箱润滑部位不能得到充分润滑，长期运行将会导致啮合面以及轴承滚动体和座圈发生点蚀、胶合和磨损现象；在夏季温度过高时，如果齿轮箱散热不好，齿轮箱内油品温度上升会较快，根据热平衡态原理，在没有外界影响的条件下，一个热力学系统经长时间后必将趋于热平衡，由于润滑油粘度下降，对啮合齿面油膜形成不利，齿面也容易出现点蚀、胶合现象，上述原因导致风力发电机组齿轮箱容易受损，使用寿命相对较短。
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能使风力发电机组齿轮箱保持良好的润滑，能有效降低其机械损耗，延长其使用寿命的兆瓦级风机传动润滑系统。
为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种兆瓦级风机传动润滑系统，涉及风电机组，所述风电机组的齿轮箱具有用于导入润滑油的第一压力油口、第二压力油口、第三压力油口、第四压力油口及用于导出润滑油的回油口，齿轮箱的主轴轴承具有用于导入润滑油的压力油口及用于导出润滑油的回油口，风电机组的发电机轴承具有用于导入润滑油的压力油口及用于导出润滑油的回油口；
其特征在于：该系统包括油箱、风冷却器、供油电动阀、供油回路、流量分配回路、循环泵、循环过滤器；
所述油箱上装有用于对箱内润滑油加热的加热器；所述循环泵的吸油口接入油箱，循环泵的出油口通过一安全阀接入油箱，循环过滤器的进油口接到循环泵的出油口，循环过滤器的出油口接到油箱；
所述供油回路包括蓄能器、蓄能单向阀，及至少一个动力单元，每个动力单元均包括供油电机泵、泵口单向阀、二级过滤器、温控换向阀，其中的供油电机泵的吸油口接入油箱，泵口单向阀的进油口接到供油电机泵的泵油口，泵口单向阀的出油口接到二级过滤器的进油口，二级过滤器的出油口接到温控换向阀的进油口，温控换向阀的热油口经风冷却器接到供油电动阀的进油口，并经一旁路电动阀接到供油电动阀的进油口，温控换向阀的冷油口接到供油电动阀的进油口及蓄能单向阀的进油口，蓄能单向阀的出油口接到蓄能器的工作口；
所述流量分配回路包括第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀；
所述第一单向阀的进油口经第一电磁阀接到蓄能器的工作口，第一单向阀的出油口接到主轴轴承的压力油口；所述第二单向阀的进油口接到供油电动阀的出油口，第二单向阀的出油口经节流阀接到主轴轴承的压力油口，各动力单元的温控换向阀的冷油口经节流阀接到主轴轴承的压力油口；
所述供油电动阀的出油口经节流阀接到齿轮箱的第一压力油口，第二电磁阀的进油口及第三电磁阀的进油口均通过节流阀接到各动力单元的温控换向阀的冷油口，第二电磁阀的出油口接到齿轮箱的第一压力油口，第三电磁阀的出油口接到齿轮箱的第二压力油口；
所述供油电动阀的出油口经节流阀接到齿轮箱的第三压力油口，第四电磁阀的进油口及第五电磁阀的进油口均通过节流阀接到各动力单元的温控换向阀的冷油口，第四电磁阀的出油口接到齿轮箱的第三压力油口，第五电磁阀的出油口接到齿轮箱的第四压力油口；
所述第三单向阀的进油口接到供油电动阀的出油口，第三单向阀的出油口经节流阀接第六电磁阀到发电机轴承的压力油口；
所述主轴轴承、发电机轴承及两个齿轮箱的回油口均接到油箱。
进一步的，所述主轴轴承的压力油口、齿轮箱的第一压力油口、齿轮箱的第三压力油口及发电机轴承的压力油口均接有压力传感器。
本发明提供的兆瓦级风机传动润滑系统，能对润滑油进行过滤，保证润滑油的清洁度，并能根据油温变化对油液进行加热，保证低温下的能正常启动，并通过温控换向阀控制及风冷却器的配合控制进入流量分配回路的油液的温度，对齿轮和轴承起到足够的保护作用，通过流量分配回路为风电机组的主轴轴承、齿轮箱及发电机轴承的压力油口提供稳定流量的压力油，能使风力发电机组齿轮箱保持良好的润滑，能有效降低其机械损耗，延长其使用寿命，压力传感器还能实时检测各压力油口的压力，防止油压过高对齿轮造成损坏。
附图说明
图1是本发明实施例的兆瓦级风机传动润滑系统的液压图。
具体实施方式
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，本发明中的顿号均表示和的关系。
如图1所示，本发明实施例所提供的一种兆瓦级风机传动润滑系统，涉及风电机组，所述风电机组的齿轮箱具有用于导入润滑油的第一压力油口A2、第二压力油口B2、第三压力油口A3、第四压力油口B3及用于导出润滑油的回油口，齿轮箱的主轴轴承具有用于导入润滑油的压力油口A1及用于导出润滑油的回油口，风电机组的发电机轴承具有用于导入润滑油的压力油口A4及用于导出润滑油的回油口；
其特征在于：该系统包括油箱、风冷却器X、供油电动阀S1、供油回路、流量分配回路；
所述供油回路包括蓄能器V、蓄能单向阀K2，及两个动力单元，其中的一个动力单元包括供油电机泵J1、泵口单向阀H1、二级过滤器O1、温控换向阀R1，供油电机泵J1的吸油口接入油箱，泵口单向阀H1的进油口接到供油电机泵J1的泵油口，泵口单向阀H1的出油口接到二级过滤器O1的进油口，二级过滤器O1的出油口接到温控换向阀R1的进油口，另一个动力单元包括供油电机泵J2、泵口单向阀H2、二级过滤器O2、温控换向阀R2，供油电机泵J2的吸油口接入油箱，泵口单向阀H2的进油口接到供油电机泵J2的泵油口，泵口单向阀H2的出油口接到二级过滤器O2的进油口，二级过滤器O2的出油口接到温控换向阀R2的进油口；温控换向阀R1、R2的热油口经风冷却器X接到供油电动阀S1的进油口，并经一旁路电动阀S2接到供油电动阀S1的进油口，温控换向阀R1、R2的冷油口接到供油电动阀S1的进油口及蓄能单向阀K2的进油口，蓄能单向阀K2的出油口接到蓄能器V的工作口；
所述流量分配回路包括第一电磁阀W1、第二电磁阀W2、第三电磁阀W3、第四电磁阀W4、第五电磁阀W5、第六电磁阀W6、第一单向阀H4、第二单向阀H3、第三单向阀H5；
所述第一单向阀H4的进油口经第一电磁阀W1接到蓄能器V的工作口，第一单向阀H4的出油口接到主轴轴承的压力油口A1；所述第二单向阀H3的进油口接到供油电动阀S1的出油口，第二单向阀H3的出油口经节流阀M2接到主轴轴承的压力油口A1，各温控换向阀R1、R2的冷油口经节流阀M3接到主轴轴承的压力油口A1；
所述供油电动阀S1的出油口经节流阀M4接到齿轮箱的第一压力油口A2，第二电磁阀W2的进油口及第三电磁阀W3的进油口均通过节流阀M5接到各温控换向阀R1、R2的冷油口，第二电磁阀W2的出油口接到齿轮箱的第一压力油口A2，第三电磁阀W3的出油口接到齿轮箱的第二压力油口B2；
所述供油电动阀S1的出油口经节流阀M6接到齿轮箱的第三压力油口A3，第四电磁阀W4的进油口及第五电磁阀W5的进油口均通过节流阀M7接到各温控换向阀R1、R2的冷油口，第四电磁阀W4的出油口接到齿轮箱的第三压力油口A3，第五电磁阀W5的出油口接到齿轮箱的第四压力油口B3；
所述第三单向阀H5的进油口接到供油电动阀S1的出油口，第三单向阀H5的出油口经节流阀M8接第六电磁阀W6到发电机轴承的压力油口A4；
所述主轴轴承的压力油口A1接有压力传感器N3，齿轮箱的第一压力油口A2接有压力传感器N4，齿轮箱的第三压力油口A3接有压力传感器N5，发电机轴承的压力油口A4接有压力传感器N6；
所述主轴轴承、发电机轴承及两个齿轮箱的回油口均接到油箱。
本发明实施例中，还包括循环泵J3、循环过滤器O3，油箱上装有用于对箱内润滑油加热的加热器L；
所述循环泵J3的吸油口接入油箱，循环泵J3的出油口通过一安全阀K1接入油箱，循环过滤器O3的进油口接到循环泵J3的出油口，循环过滤器O3的出油口接到油箱。
本发明实施例中，所述油箱设有用于低液位报警的液位开关D1，及用于监测油液液位的液位计D2，用于过滤入箱空气的空气滤清器C，用于注油过滤的注油过滤器F，用于检测润滑油温度的温度传感器E1、E2。
本发明实施例的工作原理如下：
供油回路中，供油电机泵J1吸取油箱中的润滑油后通过泵口单向阀H1送入二级过滤器O1，经二级过滤器O1过滤后送入温控换向阀R1，供油电机泵J2吸取油箱中的润滑油后通过泵口单向阀H2送入二级过滤器O2，经二级过滤器O2送入温控换向阀R2，由于泵口单向阀H1、H2的单向通流作用，使得两个供油电机泵既能独立工作也能同时工作；
当油温较低时（比如低于60度），油液从温控换向阀R1、R2的冷油口向蓄能器V充能， 并通过供油电动阀S1进入流量分配回路，通过流量分配回路为主轴轴承、齿轮箱及发电机轴承的压力油口提供稳定流量的压力油；蓄能器V能在紧急情况下通过流量分配回路为主轴轴承、齿轮箱及发电机轴承的压力油口补油；通过各个压力传感器能实时检测各压力油口的压力，防止油压过高对机械造成损坏；
当油温较高时（比如高于60度），旁路电动阀S2关闭，此时油液从温控换向阀R1、R2的热油口流入风冷却器X，经风冷却器X降温后进入流量分配回路，通过流量分配回路为主轴轴承、齿轮箱及发电机轴承的压力油口提供压力油；
当油箱内温度较低时（比如低于-15℃），可启动加热器L对油箱内润滑油加热，对润滑油进行加热，解决低温下起动润滑油粘度大问题，当油液温度高于循环泵J3的启动温度时，启动循环泵J3，实现对油液的动态加热，使油箱内的润滑油能均匀加热，提高加热效率，避免局部高温下油品变质的问题，此外还能对润滑油进行在线过滤，油液经过循环过滤器O3进行循环过滤，当油液温度较低时，流经循环过滤器O3的压降大于安全阀K1的开启压力时，安全阀K1开启，此时油液经过安全阀K1回到油箱。