风力发电机组液压系统

风力发电机组电液伺服系统简介一、概述：风力发电机组的液压伺服系统，主要用于变浆距风力发电机组的变浆控制装置、安全浆距控制装置、偏航驱动和制动装置、停机制动装置提供液压驱动力及控制，实现风力发电机组的转速控制、功率控制，同时也制控机械刹车机构。

根据自然风速、风向，液压伺服系统自动调节发电机组在稳定的电压和频率下运行发电，并对恶劣气候实施自动安全保护。

二、风力发电机组电液伺服液压系统特点：1、可实现大范围的无级调速（调速范围达2000：1），即能在很宽的范围内很容易地调节力与转矩；2、控制性能好，对力、速度、位置等指标能以很高的响应速度精确地进行控制。

很容易实现机器的自动化，不仅可实现更高程度的自动控制过程，而且可以实现遥控。

3、体积小、重量轻、运动惯性小、反应速度快，动作可靠，操作性能好。

4、可自动实现过载保护。

一般采用矿物油作为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长。

5、可以方便地根据需要使用液压标准元件、灵活地构成实现任意复杂功能的系统。

6、采用高性能比例伺服阀，提高抗污染能力。

三、电液伺服系统的基本组成1、动力元件动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体（主要是油）的压力能，是指液压系统中的油泵，向整个液压系统提供压力油。

液压泵的常见结构形式有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。

2、控制元件控制元件(即各种液压阀)其作用是在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向，以满足执行元件对力、速度和运动方向的要求。

该电液伺服系统的主要元件为带位置反馈的高性能比例伺服阀。

3、执行元件执行元件是把系统的液体压力能转换为机械能的装置，驱动外负载做功。

旋转运动用液压马达，直线运动用液压缸，摆动用液压摆动马达。

油缸、马达有位置传感器与控制阀构成反馈控制。

4、辅助元件辅助元件是传递压力能和液体本身调整所必需的液压辅件，其作用是储油、保压、滤油、检测等，并把液压系统的各元件按要求连接起来，构成一个完整的液压系统。

辅助元件包括油箱、蓄能器、滤油器、传感器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位计、油温计等。

风力发电中的液压系统的应用摘要：风能作为一种新型的、绿色的可再生能源，日益受到各国政府的关注和重视。

风力发电技术在世界范围内得到了较为广泛的使用和迅速发展，风力发电机也逐渐向大型化、商业化发展。

变桨距和偏航以及制动系统是风力发电机组的重要组成部分，直接影响机组对风能的利用效率和整机性能。

本文就有关液压系统在风力发电机中所发挥的作用进行了阐述。

关键词：新型能源；风力发电机；液压系统；变桨机构；制动系统在中国很多有资历的能源公司和国内大型企业都积极地投入到风电这个新型的能源产业。

它是一种安全可靠的发电方式，随着大型机组的技术成熟和产品商品化的进程，风力发电成本降低，越来越多的企业争相的对该项目进行投资。

1风力发电中的液压系统传统的风力发电系统中，风轮在风力的作用之下进行旋转，齿轮箱将风轮在风力作用下产生的动力传递给发电机并得到相应的转速，发电机将旋转的机械能转化为电能，而由于以上所有的设备的安装位置都在塔架之上，因此导致了塔架所承受的重量较大。

为了得到稳定的电流和电压，需要发电机的转速始终保持在一个恒定的值，传统风力发电会采用两种方式达到这一目的，第一是通过调整风轮叶片角度来实现在不同风速环境下风电机组的转速恒定，第二是不对发电机的转速进行调整，通过相关的变频方式实现电力的稳定输出，此两种方式在经过实际的应用之后发现存在相应的问题，导致效果不佳，此时研究人员发明出一种通过液压系统操作的技术方案，该方案完美解决了前两者所存在的问题，其具体系统结构分别为：（1）风轮；（2）机舱外壳；（3）齿轮箱；（4）变量液压泵；（5）液压管路；（6）定量液压马达；（7）发电机；（8）散热器；（9）液压油箱；（10）安装塔架。

2风力发电中的液压系统的应用 2.1风电机组的功率控制液压系统定浆距风电机组功率控制液压系统结构在不同环境下的工作流程是不同的，当风电机组所处区域风力较小时，叶轮转速经过齿轮箱增速后低于发电机额定转速时，液压系统会通过控制叶片末端的液压单元来驱动叶片旋转，达到增加叶轮旋转速度目的；当风速过大导致发电机转速超过其额定转速时，液压系统进行泄压，此操作将使得叶片末端发生位置改变，改变成与叶片主体呈直角的状态，使得叶片风阻加大，降低叶轮旋转速度。

液压技术在风力发电中的重要性风力发电是目前应用效果较好的发电方式，但其技术水平仍然有待提高，液压技术是机械传动方式的一种，由于风力发电机组在发电过程中对动力系统和调节系统的要求较高，液压系统具有功率大、结构简单、控制灵活、精度高等优点，符合风力发电的特殊要求，在风力发电中发挥着重要的作用，同时被广泛应用于各个领域。

一、风力发电中液压系统的应用1、定桨距风力机功率控制液压系统在定桨距控制的风力机组中，风轮吸收功率随风速的变化而变化（桨叶的结构使得它在风的作用下发生弹性变形）。

当风速超过额定风速时，必须通过叶片失速效应来降低风能利用率Cp。

失速控制一般采用叶尖扰流器控制。

其方法是将一个液压单元装在叶轮轮毂处，在每个桨叶端部各装一个液压缸，叶尖扰流器同液压单元相联，通过连接在液压缸活塞杆和叶尖轴之间的钢丝绳驱动叶尖运动。

当风轮转速低于额定转速，发电机输出功率未达到额定功率时，液压缸驱动叶尖收回，使叶尖与叶片主体靠拢成一条直线。

当风速超过额定风速，发电机输出功率超过最大功率限度时，液压系统开始泄压，叶尖在离心力和弹簧力的作用下弹出，在叶尖轴上的螺旋导槽的作用下，与叶片主体成90°，增大阻力叶轮转速降低。

典型的叶尖扰流器液压系统原理图见图1。

其工作原理如下所述：启动风力机时，电磁换向阀通电，断开液压缸的回油路，液压泵输出压力油，收紧叶尖。

油压继续上升，到过压继电器控制动作的压力时，过压继电器发出信号，经控制器延时后，停止电动机转动，在延时过程中，压力继续上升，达到溢流阀设定的压力值时溢流阀动作，系统压力不再升高。

由于液压系统不可避免的泄漏，使液压缸压力下降，当低于低压继电器设定压力时，低压继电器发出信号，液压泵重新启动，补充油压。

当发电机输出功率超过最高功率限制时，电磁换向阀断电，液压缸的油液流回油箱，系统泄压，叶尖在离心力和弹簧力作用下打开，叶轮转速降低。

2、偏航系统中液压技术应用偏航系统的主要功能分为驱动和制动，主要为风轮提供锁紧力矩，使风轮保持迎风状态，保证风力发电机组的有效运行。

第6章风力发电机组液压与润滑系统6.1 概述1、风力发电机组的液压系统的主要功能是为（），（）、（）等机构提供动力。

2、在定桨距风力发电机组中，液压系统除了提供（）外，还对机组的（）提供动力，控制空气与机械制动的开启，实现机组的开机和停机。

3、在某些变桨距风力发电机组中，采用了液压变桨距装置，利用液压系统控制（），实现风力发电机组的（）、（），同时也控制机械制动机构以及驱动偏航减速机构。

4、润滑油，填充在金属运动副之间，用以保护（），降低（），减少（），防止（），带走（），更要求超强（）、抗（）和良好的（）适应性能，保证设备在设计寿命内无故障运行。

6.2 风力发电机组的液压系统1、液压系统主要功能：2、某些机组采用液压变桨距系统，对于变桨距系统的伺服油缸，需要压力油的（）和（）都要适时变化，系统中的控制元件是（）。

3、比例阀控制技术基本工作原理：4、变桨距液压系统图见P157，熟悉各液压元件，读懂工作原理。

5、风力发电机液压系统使用的液压油要求具有良好的（）、（）及（）性能，能适应北方寒冷的气候。

推荐使用黏度指数高、抗磨性能好、抗腐蚀、抗氧化性能好、空气释放性、分水性能以及低温性能优异的液压油。

6.3 液压系统的使用与维护1、液压油污染原因：2、液压油污染危害：3、液压系统检查项目：4、液压故障处理：6.4 润滑基础1、一般来说，在摩擦副之间加入某种物质，用来（）、（），以达到延长机件使用寿命的措施叫润滑。

2、能起到减低机件接触面间的（）的物质都叫润滑剂。

3、润滑对机械设备的正常运转起着如下作用：4、根据润滑剂的物质形态分类：5、根据润滑膜在摩擦表面间的分布状态分类：1.（）；2.（）。

6、润滑油由（）加（）调和而成。

基础油在润滑油成分中，一般占（）以上。

7、添加剂按其性能区分有：8、润滑脂由（）加（）和（）组成。

基础油可以是（）或（）。

6.5 风力发电机组的润滑1、风力发电机组使用的油品应当具备下列特性：2、风力发电机组运行的环境温度一般不超过（）度，且持续时间不长。