一种风电齿轮箱、发电机水冷智能控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种风电齿轮箱、发电机水冷智能控制系统，涉及风电水冷智能控制技术领域，包括循环水泵模块、冷却模块、流量分配模块、数据采集模块以及控制模块，所述循环水泵模块用于维持水冷系统的运行，所述冷却模块用于冷却水冷系统的水溶液，所述流量分配模块用于控制水冷系统的运行模式，本发明专利技术用于解决现有风电水冷智能控制系统在运行时具有较大资源浪费的问题，同时可以解决温度过低导致系统溢流的问题，提高了水冷智能控制系统的智能性、节能性以及安全性。性以及安全性。性以及安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种风电齿轮箱、发电机水冷智能控制系统


[0001]本专利技术涉及风电水冷智能控制
，尤其涉及一种风电齿轮箱、发电机水冷智能控制技术。

技术介绍

[0002]水冷智能控制是一种通过智能控制系统来管理水冷系统的技术。水冷系统是一种用水溶液来对各种需要降温处理的设备进行降温的系统，通过智能控制系统，可以实现对水冷系统的温度、水流量、压力等参数进行实时监测和调整，以达到更加高效、稳定和安全的冷却效果。
[0003]现有的水冷智能控制系统中，尤其是风力发电机设备中齿轮箱以及发电机中的水冷智能控制系统中，齿轮箱和发电机的水冷系统是单独的，水冷系统分别按照齿轮箱和发电机额定运行时需要的冷却功率进行设计及生产，但在实际应用过程中，齿轮箱以及发电机的实际运行功率会有很大的偏差，导致水冷系统在运行过程中存在较大的资源浪费以及无法在齿轮箱和发电机超负荷运转时对其进行有效的降温，且发电机在应用过程中温度相较于齿轮箱的油温更高，更容易出现异常高温的现象，现有的水冷智能控制系统难以在发电机出现异常高温时对其进行紧急降温；并且齿轮箱的水冷系统在冬天气温低时，容易造成通过油水换热器的润滑油温度过低，导致系统溢流，齿轮箱得不到有效的降温及润滑。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种风电齿轮箱、发电机水冷智能控制系统，能够对齿轮箱内油温以及发电机温度进行实时监测，通过对齿轮箱内油温以及发电机温度进行实时分析，对水冷系统的工作模式以及工作功率进行实时调整，同时在温度过低时对水溶液进行加热，以解决现有风电水冷智能控制系统在运行时具有较大资源浪费以及环境温度过低导致系统溢流的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术通过如下的技术方案来实现：一种风电齿轮箱、发电机水冷智能控制系统，包括循环水泵模块、冷却模块、流量分配模块、数据采集模块以及控制模块，所述循环水泵模块、冷却模块以及流量分配模块数据连接形成闭式回路；所述循环水泵模块、冷却模块、流量分配模块、数据采集模块分别与控制模块数据连接；所述控制模块与风力发电机中控数据连接；所述循环水泵模块包括水泵单元、储能单元、排气单元以及加热单元，所述水泵单元用于对水溶液进行加压以及输送；所述储能单元用于压缩或释放油液管道内部的气体；所述排气单元用于排出系统内的气体或从外界吸收气体进入系统内；所述加热单元用于对水溶液进行加热处理；所述冷却模块包括冷却单元，所述冷却单元用于对齿轮箱以及发电机中水冷系统的水溶液进行降温处理；所述流量分配模块包括流量分配单元，所述流量分配单元用于控制水冷系统的串
联模式、并联模式、串并联模式以及特高温模式的转换，所述串联模式设置为水冷系统先冷却发电机，后冷却齿轮箱；所述并联模式设置为水冷系统同时冷却发电机以及齿轮箱；所述串并联模式设置为基于串联模式，水冷系统对发电机单独开放一条并联水冷线路；所述特高温模式设置为基于并联模式，水冷系统对发电机单独开放一条并联水冷线路；所述数据采集模块包括齿轮箱数据采集单元、发电机数据采集单元以及水冷数据采集单元，所述齿轮箱数据采集单元用于采集齿轮箱内水溶液的温度、油液的温度以及油液管道内部的压力；所述发电机数据采集单元用于采集发电机的温度；所述水冷数据采集单元用于采集水冷系统中水冷管道入口处水溶液的温度以及水冷管道出口处水溶液的温度；所述控制模块包括中控信号分析单元、水冷系统分析单元以及溢流分析单元，所述中控信号分析单元用于分析风力发电机中控传递的信号，根据信号内容控制水冷系统的启动或关闭；所述水冷系统分析单元用于分析水溶液的温度、流量以及水溶液内部的压力，得到水泵电机组启动的数量、风冷却器启动的数量以及水冷系统的运行模式，同时发送控制信号到达循环水泵模块以及流量分配模块；所述溢流分析单元用于分析油水换热器中水溶液的温度，判断是否需要对水溶液进行升温处理；所述溢流分析单元还用于分析油液管道内部的压力，判断是否需要控制储能单元对油液管道内的压力进行储藏或释放。
[0006]进一步地，所述水泵单元包括水泵电机组，所述水泵电机组通过将电机内的电能转换为机械能并传递给水溶液，水溶液的能量增加使得水溶液能够在管道内部进行流动。
[0007]进一步地，所述储能单元包括蓄能器，所述蓄能器用于接收溢流分析单元的控制信号并对油液管道内部的气体进行对应的压缩或释放处理。
[0008]进一步地，所述排气单元包括自动排气阀，所述自动排气阀用于控制水溶液管道内部的气体压力，当气体压力大于系统压力时，自动排气阀将会打开排气口进行排气，当水冷系统中产生负压时，自动排气阀将会打开排气口引入外界空气。
[0009]进一步地，所述冷却单元包括风冷却器，所述风冷却器通过空气作为热交换的介质，将水溶液的热量通过空气带走，从而对水溶液进行降温。
[0010]进一步地，所述流量分配单元包括电动三通阀以及流量控制器，所述电动三通阀通过控制两侧阀门的开关状态对水溶液的流动方向进行控制，达到控制水冷系统工作模式的目的；所述流量控制器用于接收水冷系统分析单元的控制信号，当接收到第一运行模式信号时，流量控制器将控制水冷系统实现串联模式；当接收到第二运行模式信号时，流量控制器将控制水冷系统实现串并联模式；当接收到第三运行模式信号时，流量控制器将控制水冷系统实现并联模式；当接收到第四运行模式信号时，流量控制器将控制水冷系统实现特高温模式。
[0011]进一步地，所述齿轮箱数据采集单元包括温度传感器以及压力传感器；所述发电机数据采集单元以及水冷数据采集单元均包括温度传感器；所述温度传感器用于获取检测目标的温度；所述压力传感器用于获取检测目标的压力。
[0012]进一步地，所述水冷系统分析单元分配有水冷系统分析策略，所述水冷系统分析策略包括：
获取齿轮箱内油液的温度以及发电机温度，分别标记为油温以及发电机温度；将油温与第一温度阈值进行比对，同时将发电机温度与第二温度阈值进行比对，若油温小于等于第一温度阈值且发电机温度小于等于第二温度阈值，则输出第一运行模式信号；若油温小于等于第一温度阈值且发电机温度大于第二温度阈值，则输出第二运行模式信号；若油温大于第一温度阈值，则忽略发电机温度与第二温度阈值的比对结果，直接输出第三运行模式信号；输出第三运行模式信号后，将发电机温度与第三温度阈值进行比对，若发电机温度小于等于第三温度阈值，则保持输出第三运行模式信号；若发电机温度大于第三温度阈值，则改变第三运行模式信号为第四运行模式信号；基于油温以及发电机温度，通过水冷流量算法计算对应温度状态下水溶液的流量；所述水冷流量算法配置为：；其中，Q为水冷管道入口处的水流量，CT为油温，FT为发电机温度，Cp为水溶液的比热容，ρ为水溶液的密度，K1为第一权重值，K2为第二权重值，α为预设油温系数，β为预设发电机温度系数；将计算结果标记为需求流量，通过水泵需求算法对需求流量进行计算，得到所需水泵电机组运行的数量；所述水泵需求算法配置为：；其中，S为所需水泵电机启动的数量，Q为水冷管道入口处的水流量，L为单独启动一台水泵电机时水冷管道入口处的水流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电齿轮箱、发电机水冷智能控制系统，其特征在于，包括循环水泵模块、冷却模块、流量分配模块、数据采集模块以及控制模块，所述循环水泵模块、冷却模块以及流量分配模块数据连接形成闭式回路；所述循环水泵模块、冷却模块、流量分配模块、数据采集模块分别与控制模块数据连接；所述控制模块与风力发电机中控数据连接；所述循环水泵模块包括水泵单元、储能单元、排气单元以及加热单元，所述水泵单元用于对水溶液进行加压以及输送；所述储能单元用于压缩或释放油液管道内部的气体；所述排气单元用于排出系统内的气体或从外界吸收气体进入系统内；所述加热单元用于对水溶液进行加热处理；所述冷却模块包括冷却单元，所述冷却单元用于对齿轮箱以及发电机中水冷系统的水溶液进行降温处理；所述流量分配模块包括流量分配单元，所述流量分配单元用于控制水冷系统的串联模式、并联模式、串并联模式以及特高温模式的转换，所述串联模式设置为水冷系统先冷却发电机，后冷却齿轮箱；所述并联模式设置为水冷系统同时冷却发电机以及齿轮箱；所述串并联模式设置为基于串联模式，水冷系统对发电机单独开放一条并联水冷线路；所述特高温模式设置为基于并联模式，水冷系统对发电机单独开放一条并联水冷线路；所述数据采集模块包括齿轮箱数据采集单元、发电机数据采集单元以及水冷数据采集单元，所述齿轮箱数据采集单元用于采集齿轮箱内水溶液的温度、油液的温度以及油液管道内部的压力；所述发电机数据采集单元用于采集发电机的温度；所述水冷数据采集单元用于采集水冷系统中水冷管道入口处水溶液的温度以及水冷管道出口处水溶液的温度；所述控制模块包括中控信号分析单元、水冷系统分析单元以及溢流分析单元，所述中控信号分析单元用于分析风力发电机中控传递的信号，根据信号内容控制水冷系统的启动或关闭；所述水冷系统分析单元用于分析水溶液的温度、流量以及水溶液内部的压力，得到水泵电机组启动的数量、风冷却器启动的数量以及水冷系统的运行模式，同时发送控制信号到达循环水泵模块以及流量分配模块；所述溢流分析单元用于分析油水换热器中水溶液的温度，判断是否需要对水溶液进行升温处理；所述溢流分析单元还用于分析油液管道内部的压力，判断是否需要控制储能单元对油液管道内的压力进行储藏或释放。2.根据权利要求1所述的一种风电齿轮箱、发电机水冷智能控制系统，其特征在于，所述水泵单元包括水泵电机组，所述水泵电机组通过将电机内的电能转换为机械能并传递给水溶液，水溶液的能量增加使得水溶液能够在管道内部进行流动。3.根据权利要求2所述的一种风电齿轮箱、发电机水冷智能控制系统，其特征在于，所述储能单元包括蓄能器，所述蓄能器用于接收溢流分析单元的控制信号并对油液管道内部的气体进行对应的压缩或释放处理。4.根据权利要求3所述的一种风电齿轮箱、发电机水冷智能控制系统，其特征在于，所述排气单元包括自动排气阀，所述自动排气阀用于控制水溶液管道内部的气体压力，当气体压力大于系统压力时，自动排气阀将会打开排气口进行排气，当水冷系统中产生负压时，自动排气阀将会打开排气口引入外界空气。5.根据权利要求4所述的一种风电齿轮箱、发电机水冷智能控制系统，其特征在于，所
述冷却单元包括风冷却器，所述风冷却器通过空气作为热交换的介质，将水溶液的热量通过空气带走，从而对水溶液进行降温。6.根据权利要求5所述的一种风电齿轮箱、发电机水冷智能控制系统，其特征在于，所述流量分配单元包括电动三通阀以及流量控制器，所述电动三通阀通过控制两侧阀门的开关状态对水溶液的流动方向进行控制，达到控制水冷系统工作模式的目的；所述流量控制器用于接收水冷系统分析单元的控制信号，当接收到第一运行模式信号时，流量控制器将控制水冷系统实现串联模式；当接收到第二运行模式...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾雷，周国贞，杨芝刚，
申请(专利权)人：南京讯联液压技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：