一种风力发电机组液压变桨系统叶片消除抖动的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种风力发电机组液压变桨系统叶片消除抖动的装置，包括控制器，连接控制器的变桨PLC系统以及变桨执行器，变桨执行器的进口和出口分别连接有电磁换向阀，电磁换向阀连接变桨PLC系统，电磁换向阀设定阈值并通过变桨PLC系统连接的位移传感器监测叶片抖动，变桨PLC系统还连接有温度监测、旁路电磁阀、压力传感器、蓄能器、电磁换向阀、比例换向阀、冷却泵、风扇散热器、和过滤器，并通过变桨PLC系统采集数据传输至控制器；本实用新型专利技术不改变原有控制程序下变桨桨距角精度，而是针对液压变桨回路增加电磁换向阀实现执行器油缸的控制，控制简单，效果显著。

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机组液压变桨系统叶片消除抖动的装置
本技术涉及风力发电
，具体涉及一种风力发电机组液压变桨系统叶片消除抖动的装置。
技术介绍
风力发电机的叶片是捕获风能的关键部分，通过控制系统实现叶片变桨，改变叶片的气动特性实现机组大风下的恒功率运行。加之叶片的造价成本较高，随着低风速区要求叶片长度越来越长，叶片的成本占比越发增大。因叶片受风载流体作用，而叶片本身的刚度较低，在风载作用下发生形变，具有显著的流-固耦合特性。特别针对长叶片，在风载激励下容易引发叶片颤振。颤振一般是因叶片的颤动频率与叶片的固有频率接近而导致的，大部分专利及文献方法采用叶片阻尼技术。但还存在一种机组在切入风速以下，机组在待机模式(叶片在顺桨位置)因变桨控制精度要求而引起的叶片抖动问题，尚未发现现有专利及文献资料涉及该类问题。该类问题主要是针对叶片的控制精度要求较高，以保证在最优桨距角下叶片不发生小幅波动。但因控制精度高，在待机模式下，叶片的执行动力系统及阀块处于实时调节状态，容易激发叶片产生低频抖动。该低频抖动会使得叶片产生周期性的振动，若该振动频率与叶片固有频率接近，可能导致叶片损害。因此本专利通过更改液压变桨回路，解决了叶片在顺桨状态下抖动问题。一般风电场额定风速以下风频占比较大，机组发电多处于额定功率以下。为了保证机组桨叶工作在最优桨距角，变桨角度位置精度要求较高，以实现在额定功率以下捕风能力最大。因此，为了保证精度要求，变桨比例阀动态的调整比例阀电压，以保证变桨角度误差值不超过设定许可值。变桨比例阀动态的调整提高了发电工况下机组叶片的精度，但在顺桨情况下，因比例阀调节频率较高，执行器给定叶片瞬时推力。在缸体动作时，因叶片刚度较小且长度较长，容易引起叶片抖动。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本技术的目的在于提供一种风力发电机组液压变桨系统叶片消除抖动的装置。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种风力发电机组液压变桨系统叶片消除抖动的装置，包括控制器，连接控制器的变桨PLC系统以及变桨执行器，所述变桨执行器的进口和出口分别连接有电磁换向阀，电磁换向阀连接变桨PLC系统，电磁换向阀设定阈值并通过变桨PLC系统连接的位移传感器监测叶片抖动，变桨PLC系统还连接有温度监测、旁路电磁阀、压力传感器、蓄能器、电磁换向阀、比例换向阀、冷却泵、风扇散热器、和过滤器，并通过变桨PLC系统采集数据传输至控制器。具体的是，所述叶片抖动为控制精度要求较高导致的非发电工况下的叶片抖动。具体的是，所述叶片抖动发生在顺桨过程，顺桨过程分为正常停机和紧急顺桨。具体的是，所述电磁换向阀设定阈值取值为0.5m。具体的是，所述液压变桨系统还包括油液、单向阀、溢流阀、手动截止阀、风扇、电机和马达。本技术具有以下有益效果：本技术设计的风力发电机组液压变桨系统叶片消除抖动的装置将手动截止阀更换为电磁换向阀的措施实现，通过监测到叶片出现抖动发生，控制器将电磁换向阀得电，锁住变桨执行器，避免比例换向阀实时动作引起叶片的抖动；不改变原有控制程序下变桨桨距角精度，而是针对液压变桨回路增加电磁换向阀实现执行器油缸的控制，控制简单，效果显著。附图说明图1是风力发电机组液压变桨系统叶片消除抖动的装置的结构框图。图2是风力发电机组液压变桨系统叶片消除抖动的装置的流程图。图中：1-温度检测；2-电机；3-马达；4-旁路电磁阀；5-单向阀一；22-单向阀二；25-单向阀三；31-单向阀四；6-溢流阀一；12-溢流阀二；23-溢流阀三；7-压力传感器一；13-压力传感器二；8-蓄能器一；9-蓄能器一；10-电磁换向阀一；11-电磁换向阀二；14-电磁换向阀三；16-电磁换向阀四；17-电磁换向阀五；20-电磁换向阀六；21-电磁换向阀七；15-比例换向阀；24-手动截止阀一；26-手动截止阀二；18-位移传感器；19-液压执行器；27-风扇散热管；28-风扇；29-过滤器；30-油液；32-冷却泵。具体实施方式以下将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地进一步详细的说明。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1-2所示，一种风力发电机组液压变桨系统叶片消除抖动的装置，包括控制器，连接控制器的变桨PLC系统以及变桨执行器，变桨执行器的进口和出口分别连接有电磁换向阀，电磁换向阀连接变桨PLC系统，电磁换向阀设定阈值并通过变桨PLC系统连接的位移传感器监测叶片抖动，变桨PLC系统还连接有温度监测、旁路电磁阀、压力传感器、蓄能器、电磁换向阀、比例换向阀、冷却泵、风扇散热器、和过滤器，并通过变桨PLC系统采集数据传输至控制器。机组的液压系统，实现机组的启停机控制和变桨调节控制。当变桨PLC系统监测到系统压力值低于设定阈值下限210bar时，电机2驱动马达3工作，油液经旁路电磁换向阀4回到油箱29，主要起清洗管路和空载建压的功能。当空载建压2s后，旁路电磁换向阀4得电吸合，开始对执行器建压。在开桨过程(启机过程中)，油液经单向阀一5→手动截止阀二26→单向阀三25→电磁换向阀三14→比例控制阀15的左位(a)→电磁换向阀六20→液压执行器19→电磁换向阀四16→比例控制阀15的右位(b)→过滤器29→油箱30实现开桨动作。在顺桨过程中(正常停机)，油液经单向阀一5→手动截止阀二26→单向阀三25→电磁换向阀三14→比例控制阀15右位(b)→电磁换向阀四16→电磁换向阀五17→液压执行器19→电磁换向阀六20→单向阀二22→比例控制阀15的右位(b)实现差动顺桨。需要说明的，正常停机过程中执行器出油口油液经管路回到比例阀入口形成差动回路，提高了顺桨速率。在顺桨过程中(紧急顺桨)，油液经蓄能器二9→电磁换向阀一10/电磁换向阀二11→电磁换向阀五17→液压执行器19→电磁换向阀六20→电磁换向阀七21→过滤器29→油箱30实现紧急顺桨。需要说明的，只有在紧急顺桨时，电磁换向阀一10/电磁换向阀二11和电磁换向阀七21才失电，使得蓄能器压力释放，推动执行器顺桨。变桨液压站通过压力传感器一7获得液压站实时压力；叶片的执行器压力通过压力传感器二13获得执行器压力；变桨角度经位移传感器18获得缸体的位移则算为变桨控制角度。一般风电场额定风速以下风频占比较大，机组发电多处于额定功率以下。为了保证机组桨叶工作在最优桨距角，变桨角度位置精度要求较高，以实现在额定功率以下捕风能力最大。因此，为了保证精度要求，比例换向阀15动态的调整比例阀电压，以保证变桨角度误差值不超过设定许可值。比例换向阀15频繁动作提高了发电工况下机组叶片的精度，但在顺桨情况下，比例阀调节频率较高，执行器调节叶片的频次较高。在液压缸体动作时，因叶片刚度较小且长度较长，容易引起叶片抖动。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力发电机组液压变桨系统叶片消除抖动的装置，其特征在于，包括控制器，连接控制器的变桨PLC系统以及变桨执行器，所述变桨执行器的进口和出口分别连接有电磁换向阀，电磁换向阀连接变桨PLC系统，电磁换向阀设定阈值并通过变桨PLC系统连接的位移传感器监测叶片抖动，变桨PLC系统还连接有温度监测、旁路电磁阀、压力传感器、蓄能器、电磁换向阀、比例换向阀、冷却泵、风扇散热器、和过滤器，并通过变桨PLC系统采集数据传输至控制器。/n

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组液压变桨系统叶片消除抖动的装置，其特征在于，包括控制器，连接控制器的变桨PLC系统以及变桨执行器，所述变桨执行器的进口和出口分别连接有电磁换向阀，电磁换向阀连接变桨PLC系统，电磁换向阀设定阈值并通过变桨PLC系统连接的位移传感器监测叶片抖动，变桨PLC系统还连接有温度监测、旁路电磁阀、压力传感器、蓄能器、电磁换向阀、比例换向阀、冷却泵、风扇散热器、和过滤器，并通过变桨PLC系统采集数据传输至控制器。


2.根据权利要求1所述的风力发电机组液压变桨系统叶片消除抖动的装置，其特征在于，所述叶片...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志奎，崔逸南，陈明明，陈亚芬，王晖，郭新鹏，袁保平，
申请(专利权)人：北京三力新能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11