液压泵装置制造方法及图纸

本发明专利技术描述了一种液压泵装置，其包括连接到共同汇合点的多个马达泵单元，其中液压泵装置中的每一马达泵单元包括：实现成在其出口处提供加压流体的泵；被布置成驱动泵的马达；被构造成释放泵出口处的压力的旁通阀；并且其中液压泵装置还包括控制器，该控制器被配置成从每一马达泵单元接收反馈信号并且基于马达泵单元的马达速度致动该马达泵单元的旁通阀。本发明专利技术还描述了一种操作这种液压泵装置的方法，以及一种包括多个这种液压泵装置的风力涡轮机。

Hydraulic pump unit

【技术实现步骤摘要】
液压泵装置
本专利技术描述了一种液压泵装置、一种操作这种液压泵装置的方法、以及一种包括这种液压泵装置的风力涡轮机。
技术介绍
随着风力涡轮机的尺寸增加，用于控制各种功能的液压系统也变得更大。例如，随着转子叶片长度和根部直径增加，必须提供相应更强大的液压叶片变桨系统。任何这种液压系统可以包括一个或多个马达泵单元。马达泵单元包括用于调节液压活塞室中的流体的压力的泵，以及用于操作所述泵的马达。然而，较大马达泵单元也汲取较高电流，特别是在起动马达时。替代增加马达泵单元的尺寸，相反可以使用更多数量的马达泵单元。当数个马达泵单元共同用于多个马达泵配置中时，其输出馈送到共同节点或“汇合点”中，使得加压工作流体可以被输送到消耗装置。液压系统可以接收用于消耗装置的压力参考和/或流量参考。这种压力/流量参考将根据消耗装置的要求变化。可以驱动合适数量的单元以获得所期望的压力。然而，每当必须通过增加另一马达泵单元的贡献来提高压力或流量时，还必须在汇合点处释放压力。这是因为不应该起动具有加压出口的泵。基本上存在两个原因不起动其出口处于压力下的泵。首先，在液压马达泵单元中使用的最常见类型的电动马达是笼型感应马达，其在低速下仅可以提供其标称速度转矩的一部分，但是由于驱动泵所需的转矩与压力成比例，因此，在起动马达时，需要泵出口处的低压。其次，在极低速度下或者在不活动达一段时间之后，液压泵中的润滑通常很差，使得必须在逐渐增加压力之前通过在低速下运行泵来建立足够的油膜。解决这些问题的一个方法是在起动之前和期间从每一泵的出口排出流体以确保在建立润滑膜时泵出口不处于压力下，并且确保马达不被损坏。为此目的，在泵出口的汇合点处提供单个“倾泄阀”或“旁通阀”。在打开此阀时，同时在所有泵出口处释放压力。每当要起动马达泵单元中的一者或多者时，便打开倾泄阀以释放压力。倾泄阀仅在在起动马达泵单元之后已经过去一定时间之后再次闭合，在此时间之后，可以假定，马达泵单元已经达到其标称速度。然而，这意味着，每当要添加额外泵以增加多个马达泵配置的输出时，到系统的流量便被临时切断。从打开倾泄阀的时间直到输出处的压力已经再次增加的时间，可能无法满足输入流量的系统要求。到消耗装置的流动压力的这种中断可能导致不期望的动力学。例如，变桨系统（pitchsystem）可能无法遵循给定的参考，这可能导致风力涡轮机经受超过设计极限的结构负载。这种过大负载可能最终导致损坏以及大量维修和维护成本。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种避免上文所描述的问题的经改进的液压泵装置。此目的通过权利要求1的液压泵装置并且通过权利要求8的操作液压泵装置的方法实现。根据本专利技术，所述液压泵装置包括连接到共同汇合点的多个马达泵单元，其中所述液压泵装置中的每一马达泵单元包括：-被实现成使加压流体在其出口处通过的泵；-被布置成驱动所述泵的马达；-被构造成释放所述泵出口处的压力的旁通阀；并且其中所述液压泵装置还包括控制器，所述控制器被配置成从每一马达泵单元接收反馈信号，从对应反馈信号确定马达泵单元的速度，并且基于该马达泵单元的马达速度致动马达泵单元的旁通阀。根据本专利技术的液压泵装置的优点在于，马达泵单元可以在其他马达泵单元保持运行的同时被关闭，使得共同汇合点处的压力和流量（即，到消耗装置的输入处的压力和流量）不被中断。同样地，额外马达泵单元可以在其他马达泵单元保持运行的同时被起动，同样不中断共同汇合点处的压力。这具有如下优点：在关闭或起动马达泵单元时，不使消耗装置（例如风力涡轮机的叶片变桨系统）经受突然压力损失。根据本专利技术，操作液压泵装置的方法包括如下步骤：获得压力和/或流量的参考量并且确定汇合点处的对应实际量，并且，-如果实际量大于参考量，则所述方法包括如下步骤：使马达泵单元的速度减小到其最小操作速度，打开所述马达泵单元的旁通阀，并且停止所述马达泵单元；-如果实际量低于参考量，则所述方法包括如下步骤：打开额外马达泵单元的旁通阀，起动该马达泵单元，增加该马达泵单元的速度以达到其最小操作速度，并且随后闭合该马达泵单元的旁通阀。在停止马达泵单元之后，可以闭合其旁通阀，虽然这可能不是要求。因此，如果额外马达泵单元的旁通阀实际上被闭合，则将仅必须在起动之前打开该旁通阀。根据本专利技术的风力涡轮机包括多个这种液压泵装置，其被构造成向消耗装置提供加压流体，所述消耗装置是诸如液压转子叶片变桨系统和/或液压转子制动系统和/或服务起重机系统。针对这些消耗装置中的每一者，风力涡轮机可以包括专用液压泵装置。如在以下描述中所揭示的，本专利技术的特别有利实施例和特征由从属权利要求给出。可以适当组合不同权利要求类别的特征以给出本文中未描述的其他实施例。马达泵单元的泵可以是以下中的任一者：内齿轮泵、外齿轮泵、轴向活塞泵。在本专利技术的特别优选实施例中，马达泵单元的马达包括变频驱动器，因此此类马达需要相对低的起动电流并且可以在一定程度上减轻低起动转矩的问题。出于此原因，变频驱动器还可以称为“软起动器”。在下文中，可以假定，每一马达泵单元包括变频驱动器。优选地，马达泵单元被实现成向控制器提供关于马达速度和/或马达转矩的一些合适反馈。旁通阀还可以以任何合适方式实现，并且优选地被实现成响应于从控制器接收的电信号作出响应–即，在打开或闭合之间改变其状态。马达泵单元的旁通阀可以是座阀、滑阀、可控泄压阀或任何其他合适类型的阀。本专利技术的方法包括基于对应马达泵单元的速度控制马达泵单元的旁通阀的步骤。在下文中，在不以任何方式限制本专利技术的情况下，可以假定，液压泵装置的马达泵单元基本上是相同的。所有马达泵单元的泵出口馈送成共同汇合点，所述共同汇合点又是消耗装置的输入。以相同的方式，所有马达泵单元的旁通阀可以馈送到共同槽中，例如馈送到来自消耗装置的返回管线中。来自消耗装置的返回管线可以在排入到共同贮存器中之前被过滤，所述泵从贮存器馈送。汇合点处感兴趣的量可以是压力和/或流量。所述液压泵装置可以被配置成在汇合点处输送目标压力和/或目标流量，并且确定汇合点处的实际压力和/或流量。因此，在下文中，如在表述“参考量”、“目标量”、“实际量”等等中使用的词语“量”可以理解为意指压力和/或流量。在本专利技术的特别优选实施例中，马达泵单元按并联配置布置，即，所有泵从共同贮存器馈送并馈送成共同汇合点。如上文所指示的，马达泵单元优选地被实现成向控制器提供一些合适反馈，使得控制器可以确定马达速度，从所述马达速度，控制器可以推断出该马达泵单元的出口处的压力。例如，马达泵单元可以包括速度传感器以确定马达速度并且向控制器提供马达速度反馈信号。替代地，在本专利技术的另一个优选实施例中，可以校准马达泵单元以建立马达速度和马达转矩之间的关系，即，马达速度和出口压力之间的关系。在这种实施例中，反馈信号可以由泵出口处的压力传感器提供，并且控制器可以从所测量的压力推断出马达速度。本专利技术的方法的初始步骤可以包括如下步骤：对马达泵单元建模以建立马达速度和出口压力之间的关系以便识别最小操作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液压泵装置（1），其包括连接到共同汇合点（10）的多个马达泵单元（MP1, …,MPn），其中所述液压泵装置（1）中的每一马达泵单元（MP1, …, MPn）包括：/n-被实现成在其出口处提供加压流体的泵；/n-被布置成驱动所述泵的马达；/n-被构造成释放泵出口处的压力的旁通阀（V1, …, Vn）；并且其中/n所述液压泵装置（1）还包括控制器（11），所述控制器（11）被配置成从每一马达泵单元（MP1, …, MPn）接收反馈信号（FB1, …, FBn）并且基于马达泵单元（MP1, …, MPn）的马达速度致动所述马达泵单元（MP1, …, MPn）的所述旁通阀（V1, …, Vn）。/n

【技术特征摘要】
20181220 EP 18214715.71.一种液压泵装置（1），其包括连接到共同汇合点（10）的多个马达泵单元（MP1,…,MPn），其中所述液压泵装置（1）中的每一马达泵单元（MP1,…,MPn）包括：
-被实现成在其出口处提供加压流体的泵；
-被布置成驱动所述泵的马达；
-被构造成释放泵出口处的压力的旁通阀（V1,…,Vn）；并且其中
所述液压泵装置（1）还包括控制器（11），所述控制器（11）被配置成从每一马达泵单元（MP1,…,MPn）接收反馈信号（FB1,…,FBn）并且基于马达泵单元（MP1,…,MPn）的马达速度致动所述马达泵单元（MP1,…,MPn）的所述旁通阀（V1,…,Vn）。


2.根据权利要求1所述的液压泵装置，其中马达泵单元（MP1,…,MPn）的马达包括变频驱动器。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的液压泵装置，其中旁通阀（V1,…,Vn）是座阀、滑阀或可控泄压阀中的任一者。


4.根据前述权利要求中的任一项所述的液压泵装置，其中马达泵单元（MP1,…,MPn）的泵被实现为以下中的任一者：内齿轮泵、外齿轮泵、轴向活塞泵。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的液压泵装置，其中马达泵单元（MP1,…,MPn）包括被布置成确定其马达速度并且向所述控制器（11）提供反馈信号（FB1,…,FBn）的速度传感器。


6.根据前述权利要求中的任一项所述的液压泵装置，其中马达泵单元（MP1,…,MPn）包括压力传感器，所述压力传感器布置在所述泵出口处并且被配置成向所述控制器（11）提供反馈信号（FB1,…,FBn）。


7.根据前述权利要求中的任一项所述的液压泵装置，其中所述控制器（11）被实现成从所述反馈信号（FB1,…,FBn）估计所述汇合点（10）处的压力和/或流量的值（Q10）并且将所估计的量（Q10）与参考量（R）进行比较。


8.一种操作根据权利要求1至7中的任一项所述的液压泵装置（1）的方法，所述方法包括获得参考量（R）并且确定所述汇合点（10）处的对应实际量（Q10）的步骤，并且，
-如果所述实际量（Q10）大于所述参考量（R），则所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：MA克里斯腾森，
申请(专利权)人：西门子歌美飒可再生能源公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK