液体静压变桨系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了液体静压变桨系统及其控制方法。一种液体静压变桨系统包括储能模块、驱动器、电机、液压泵、阀块和执行机构。储能模块，连接到驱动器以向驱动器供电；驱动器连接到电机以驱动电机并控制电机的操作；电机连接到液压泵以驱动液压泵；阀块连接到驱动器、液压泵和执行机构，驱动器控制阀块的打开和关闭，液压泵通过阀块输送液压油以驱动执行机构；执行机构连接到变桨盘以驱动变桨盘旋转。所述系统可以具有更好的稳定性和可靠性，所述系统的控制效率更高、操作更安全，并且节省空间和成本。

Hydrostatic Propeller Control System and Its Control Method

The invention discloses a hydrostatic propeller control system and a control method thereof. A hydrostatic propeller control system includes an energy storage module, a driver, a motor, a hydraulic pump, a valve block and an actuator. The energy storage module is connected to the actuator to supply power to the actuator; the actuator is connected to the motor to drive the motor and control the operation of the motor; the motor is connected to the hydraulic pump to drive the hydraulic pump; the valve block is connected to the actuator, the hydraulic pump and the actuator, the actuator controls the opening and closing of the valve block, the hydraulic pump conveys hydraulic oil through the valve block to drive the actuator; and the actuator is connected to the transformer. The propeller disc rotates to drive the propeller disc. The system can have better stability and reliability. The control efficiency of the system is higher, the operation is safer, and the space and cost are saved.

【技术实现步骤摘要】
液体静压变桨系统及其控制方法
本专利技术属于风力发电领域，涉及一种液体静压变桨系统及其控制方法，所述系统和方法用于风力发电机组的变桨控制。
技术介绍
能源是社会经济和人类生活的主要物质基础，是社会发展的动力。然而，作为世界能源主要支柱的石油、煤炭、天然气等不可再生的能源的储量日趋减少。当前，很多国家都在大力发展风力发电，风力发电作为新能源，其规模已经逐步成熟。风力发电机组是将风能转换成电能的设备。在风力发电机组的变桨系统中，一般采用由可调速的电动机通过齿轮或齿形带驱动叶片的电动方案或者采用由比例阀控制液压缸直接作用于变桨轴承的开式液压变桨系统。在大兆瓦长叶片的风力发电机组中，电动变桨受限于齿形带或齿轮的疲劳或极限强度，且响应频率较低。另一方面，传统的阀控缸的开式液压变桨系统需要在机舱集成较大的液压站并配套过滤器和旋转接头等易损耗部件，储能方式也仅限于能量密度较低的蓄能器。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种新型的液体静压变桨系统及其控制方法。本专利技术提供一种液体静压变桨系统，所述液体静压变桨系统包括储能模块、驱动器、电机、液压泵、阀块和执行机构。储能模块，连接到驱动器和阀块中的至少一个，以提供动力；驱动器连接到电机以驱动电机并控制电机的操作；电机连接到液压泵以驱动液压泵；阀块连接到驱动器、液压泵和执行机构，驱动器控制阀块的打开或关闭，液压泵通过阀块输送液压油以驱动执行机构；执行机构连接到变桨盘以驱动变桨盘旋转。根据本专利技术的一个实施例，储能模块包括电储能器或/和蓄能器，电储能器连接到驱动器以向驱动器供电，蓄能器连接到阀块，液压泵通过阀块选择性地向蓄能器输送液压油，以在蓄能器中储存能量。根据本专利技术的一个实施例，阀块包括至少一个换向阀，用于控制执行机构的运动方向；或/和，阀块包括用于使蓄能器与执行机构相连通和隔离的阀门。根据本专利技术的一个实施例，当电储能器停止向驱动器供电时，驱动器向所述阀门发送指示掉电的信号，所述阀门响应于接收到的所述信号而打开以使蓄能器与执行机构相连通，以利用蓄能器储存的能量驱动执行机构，进而驱动变桨盘执行顺桨。根据本专利技术的一个实施例，驱动器基于电机的输出电流、液压泵的转速、执行机构的运动位置来控制电机的转速和输入电流，以控制液压泵的流量和压力。根据本专利技术的一个实施例，执行机构包括一个或多个液压马达；或者，执行机构包括一个或多个液压缸。根据本专利技术的一个实施例，液压泵是定量液压泵。本专利技术还提供一种液体静压变桨系统的控制方法，所述控制方法包括：利用液体静压变桨系统的储能模块向液体静压变桨系统提供动力；利用液体静压变桨系统的驱动器驱动液体静压变桨系统的电机并控制电机的操作；利用电机驱动液体静压变桨系统的液压泵，并且仅通过驱动器控制电机的操作来控制液压泵的流量和压力；利用液压泵驱动液体静压变桨系统的执行机构以驱动变桨盘旋转。根据本专利技术的一个实施例，利用液压泵驱动执行机构的步骤包括：利用液压泵通过液体静压变桨系统的阀块输送液压油以驱动执行机构，并且，所述控制方法还包括：利用驱动器控制所述阀块的打开或关闭，以控制执行机构的运动方向。根据本专利技术的一个实施例，控制电机的操作的步骤包括：驱动器基于电机的输出电流、液压泵的转速、执行机构的运动位置来控制电机的转速和输入电流，以控制液压泵的流量和压力。根据本专利技术的一个实施例，所述控制方法还包括：当储能模块中的电储能器停止向驱动器供电时，驱动器向阀块发送指示驱动器掉电的信号，所述阀块响应于接收到所述信号而使储能模块中的蓄能器与执行机构相连通，以利用蓄能器储存的能量驱动执行机构，进而驱动变桨盘执行顺桨。根据本专利技术的液体静压变桨系统及其控制方法具有以下优势：避免齿轮和齿形带等执行机构的强度对变桨系统的限制；通过闭式液压系统代替传统开式液压系统，提高了系统的集成度和可靠性；可以兼容电储能和液压储能，储能方式的选择更加灵活。将在接下来的描述中部分阐述本专利技术总体构思另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本专利技术总体构思的实施而得知。附图说明图1是根据本专利技术的实施例的液体静压变桨系统的结构示意图。图2是根据本专利技术的实施例的液体静压变桨系统的控制框图。图3是根据本专利技术的实施例的将液压缸作为执行机构的示意图。图4是根据本专利技术的实施例的将液压缸作为执行机构的另一示意图。图5是根据本专利技术的实施例的将液压马达作为执行机构的示意图。图6是根据本专利技术的实施例的将液压马达作为执行机构的另一示意图。图7是根据本专利技术的另一实施例的液体静压变桨系统的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显并易于理解，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术提供一种液体静压变桨系统。图1是根据本专利技术的实施例的液体静压变桨系统1的结构示意图。参照图1，液体静压变桨系统1包括电储能器11、驱动器12、电机13、液压泵14、执行机构15、阀块16和蓄能器17。电储能器11连接到驱动器以向驱动器12供电，电储能器11可以是基于电容或者电池技术的电储能器。驱动器12连接到电机13以驱动电机13并控制电机13的操作。电机13连接到液压泵14以驱动液压泵14。电机13可以是同步电机、异步电机、无刷直流电机、普通直流电机、步进电机或开关磁阻电机。阀块16连接到驱动器12、液压泵14和执行机构15，驱动器12控制阀块16的打开和关闭，液压泵14通过阀块16输送液压油以驱动执行机构15。执行机构15连接到变桨盘(未示出)以驱动变桨盘旋转。执行机构15可以包括一个或多个液压马达。可选地，执行机构15可以包括一个或多个液压缸。蓄能器17连接到阀块16，液压泵14通过阀块16选择性地向蓄能器17输送液压油，以在蓄能器17中储存能量。蓄能器17可以是一个或多个蓄能器的组合。通过阀块16可以选择性地将执行机构15连接至液压泵14或者蓄能器17，以便灵活运用电储能器11中的电能和蓄能器17中的液压能。根据本专利技术的实施例，阀块16包括至少一个换向阀(未示出)，驱动器12控制所述至少一个换向阀的打开和关闭，以控制执行机构15的运动方向。阀块16还可包括用于使蓄能器17与执行机构15相连通和隔离的阀门(未示出)，驱动器12控制所述阀门的打开和关闭。当驱动器12使所述阀门打开时，蓄能器17与执行机构15相连通，以利用蓄能器17储存的能量驱动执行机构15；当驱动器12使所述阀门关闭时，蓄能器17与执行机构15相隔离。例如，当液体静压变桨系统1被正常供电时，在无需紧急顺浆的情况下，所述阀门闭合，以保持蓄能器17与执行机构15相隔离。当电储能器11停止向驱动器12供电时，驱动器12向所述阀门发送指示驱动器掉电的信号，所述阀门响应于接收到所述信号而打开以使蓄能器17与执行机构15相连通，利用蓄能器17储存的能量驱动执行机构15，进而驱动变桨盘(未示出)执行顺桨。例如，当系统电源被切断或者发生系统故障时，可以通过蓄能器17驱动执行机构15执行紧急顺浆，使得风力发电机组的叶片收回到安全位置，从而保证风力发电机组的运行安全。根据本专利技术的实施例，液体静压变桨系统1是电动静液作动器(EHA)系统，液压泵14可以是定量液压泵，例如，叶片泵、齿轮泵、柱塞泵或螺杆泵。在液体静压变桨系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液体静压变桨系统，其特征在于，所述液体静压变桨系统包括储能模块、驱动器、电机、液压泵、阀块和执行机构，其中，储能模块，连接到驱动器和阀块中的至少一个，以提供动力；驱动器连接到电机以驱动电机并控制电机的操作；电机连接到液压泵以驱动液压泵；阀块连接到驱动器、液压泵和执行机构，驱动器控制阀块的打开或关闭，液压泵通过阀块输送液压油以驱动执行机构；执行机构连接到变桨盘以驱动变桨盘旋转。

【技术特征摘要】
1.一种液体静压变桨系统，其特征在于，所述液体静压变桨系统包括储能模块、驱动器、电机、液压泵、阀块和执行机构，其中，储能模块，连接到驱动器和阀块中的至少一个，以提供动力；驱动器连接到电机以驱动电机并控制电机的操作；电机连接到液压泵以驱动液压泵；阀块连接到驱动器、液压泵和执行机构，驱动器控制阀块的打开或关闭，液压泵通过阀块输送液压油以驱动执行机构；执行机构连接到变桨盘以驱动变桨盘旋转。2.根据权利要求1所述的液体静压变桨系统，其特征在于，储能模块包括：电储能器，连接到驱动器以向驱动器供电；或/和，蓄能器，连接到阀块，液压泵通过阀块选择性地向蓄能器输送液压油，以在蓄能器中储存能量。3.根据权利要求2所述的液体静压变桨系统，其特征在于，阀块包括至少一个换向阀，用于控制执行机构的运动方向；或/和，阀块包括用于使蓄能器与执行机构相连通和隔离的阀门。4.根据权利要求3所述的液体静压变桨系统，其特征在于，当电储能器停止向驱动器供电时，驱动器向所述阀门发送指示驱动器掉电的信号，所述阀门响应于接收到的所述信号而打开以使蓄能器与执行机构相连通，以利用蓄能器储存的能量驱动执行机构，进而驱动变桨盘执行顺桨。5.根据权利要求1-4中任一项所述的液体静压变桨系统，其特征在于，驱动器基于电机的输出电流、液压泵的转速、执行机构的运动位置来控制电机的转速和输入电流，以控制液压泵的流量和压力。6.根据权利要求5所述的液体静...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘众，李庆江，
申请(专利权)人：新疆金风科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆,65