风机机液压系统知识
- 格式:doc
- 大小:1.74 MB
- 文档页数:13
1.液压系统工作原理液压系统主要由液压泵、叶尖电磁阀(3个)、高速刹车电磁阀(2个)、偏航电磁阀(2个)、蓄流器(类似于电路中的电容,里面充有氮气)、系统压力测量传感器、叶尖压力测量传感器及其相应油路组成。
1. 1 液压泵液压泵主要用于控制系统压力。
通过系统压力测量传感器测量系统压力,当系统压力低于140Bar时,启动液压泵,当系统压力达到150Bar时,停止液压泵工作。
如果液压泵连续工作超过设定时间(60s)仍未停止工作,此时报液压泵故障,执行正常停机,同时停止液压泵工作。
当系统压力低于120Bar,报系统压力低故障。
当系统压力大于165Bar时,报系统压力高故障。
1.2 叶尖压力叶尖压力通过控制3个叶尖电磁阀(Tip_in、Tip_Out1、Tip_out2)来实现。
Tip_in电磁阀为常开阀(失电时,断开),当其带电时,油路打开,油进入叶尖油缸,叶尖缓缓收回。
此时,如果Tip_Out1、Tip_out2电磁阀处于失电状态,油就会回流,叶尖就建不成压力。
所以,当需要收叶尖时,Tip_in 和Tip_Out1、Tip_out2电磁阀需要同时带电。
当叶尖压力低于102Bar时,Tip_in电磁阀持续得电;当叶尖压力达到106Bar时,Tip_in电磁阀失电。
当叶尖压力大于107Bar时,将Tip_Out2电磁阀失电100ms,用于泄压(主要防止叶尖压力较大冲破防爆膜)。
或者是执行定时泄压,即每180分钟将Tip_Out2电磁阀失电100ms 进行泄压。
在该过程中Tip_in电磁阀失电,Tip_Out1电磁阀带电。
当叶尖压力大于110Bar,报叶尖压力高故障。
当叶尖压力小于95Bar时,报叶尖压力低故障。
当需要甩叶尖时,Tip_in电磁阀失电,Tip_Out1、Tip_out2电磁阀也同时失电。
这时叶尖失去油压力,靠重力作用叶尖迅速甩出。
1.3 高速刹车电磁阀高速刹车电磁阀Rotor_brake1和Rotor_brake2用来控制高速闸的松开和抱紧。
风力发电机液压变桨系统简介全球投入商业运行的兆瓦级以上风力发电机均采用了变桨距技术,变桨距控制与变频技术相配合,提高了风力发电机的发电效率和电能质量,使风力发电机在各种工况下都能够获得最佳的性能,减少风力对风机的冲击,它与变频控制一起构成了兆瓦级变速恒频风力发电机的核心技术。
液压变桨系统具有单位体积小、重量轻、动态响应好、转矩大、无需变速机构且技术成熟等优点。
本文将对液压变桨系统进行简要的介绍。
风机变桨调节的两种工况风机的变桨作业大致可分为两种工况,即正常运行时的连续变桨和停止(紧急停止)状态下的全顺桨。
风机开始启动时桨叶由90°向0°方向转动以及并网发电时桨叶在0°附近的调节都属于连续变桨。
液压变桨系统的连续变桨过程是由液压比例阀控制液压油的流量大小来进行位置和速度控制的。
当风机停机或紧急情况时,为了迅速停止风机,桨叶将快速转动到90°,一是让风向与桨叶平行,使桨叶失去迎风面;二是利用桨叶横向拍打空气来进行制动,以达到迅速停机的目的,这个过程叫做全顺桨。
液压系统的全顺桨是由电磁阀全导通液压油回路进行快速顺桨控制的。
液压变桨系统液压变桨系统由电动液压泵作为工作动力,液压油作为传递介质,电磁阀作为控制单元,通过将油缸活塞杆的径向运动变为桨叶的圆周运动来实现桨叶的变桨距。
液压变桨系统的结构变桨距伺服控制系统的原理图如图1所示。
变桨距控制系统由信号给定、比较器、位置(桨距)控制器、速率控制器、D/A转换器、执行机构和反馈回路组成。
图1 控制原理图液压变桨执行机构的简化原理图如图2所示,它由油箱、液压动力泵、动力单元蓄压器、液压管路、旋转接头、变桨系统蓄压器以及三套独立的变桨装置组成,图中仅画出其中的一套变桨装置。
图2 液压原理图结束语液压变桨系统与电动变桨系统相比,液压传动的单位体积小、重量轻、动态响应好、扭矩大并且无需变速机构,在失电时将蓄压器作为备用动力源对桨叶进行全顺桨作业而无需设计备用电源。
风力发电机液压变桨系统简介全球投入商业运行的兆瓦级以上风力发电机均采用了变桨距技术,变桨距控制与变频技术相配合,提高了风力发电机的发电效率和电能质量,使风力发电机在各种工况下都能够获得最佳的性能,减少风力对风机的冲击,它与变频控制一起构成了兆瓦级变速恒频风力发电机的核心技术。
液压变桨系统具有单位体积小、重量轻、动态响应好、转矩大、无需变速机构且技术成熟等优点。
本文将对液压变桨系统进行简要的介绍。
风机变桨调节的两种工况风机的变桨作业大致可分为两种工况,即正常运行时的连续变桨和停止(紧急停止)状态下的全顺桨。
风机开始启动时桨叶由90°向0°方向转动以及并网发电时桨叶在0°附近的调节都属于连续变桨。
液压变桨系统的连续变桨过程是由液压比例阀控制液压油的流量大小来进行位置和速度控制的。
当风机停机或紧急情况时,为了迅速停止风机,桨叶将快速转动到90°,一是让风向与桨叶平行,使桨叶失去迎风面;二是利用桨叶横向拍打空气来进行制动,以达到迅速停机的目的,这个过程叫做全顺桨。
液压系统的全顺桨是由电磁阀全导通液压油回路进行快速顺桨控制的。
液压变桨系统液压变桨系统由电动液压泵作为工作动力,液压油作为传递介质,电磁阀作为控制单元,通过将油缸活塞杆的径向运动变为桨叶的圆周运动来实现桨叶的变桨距。
液压变桨系统的结构变桨距伺服控制系统的原理图如图1所示。
变桨距控制系统由信号给定、比较器、位置(桨距)控制器、速率控制器、D/A转换器、执行机构和反馈回路组成。
图1 控制原理图液压变桨执行机构的简化原理图如图2所示,它由油箱、液压动力泵、动力单元蓄压器、液压管路、旋转接头、变桨系统蓄压器以及三套独立的变桨装置组成,图中仅画出其中的一套变桨装置。
图2 液压原理图结束语液压变桨系统与电动变桨系统相比,液压传动的单位体积小、重量轻、动态响应好、扭矩大并且无需变速机构,在失电时将蓄压器作为备用动力源对桨叶进行全顺桨作业而无需设计备用电源。
1.液压系统工作原理液压系统主要由液压泵、叶尖电磁阀(3个)、高速刹车电磁阀(2个)、偏航电磁阀(2个)、蓄流器(类似于电路中的电容,里面充有氮气)、系统压力测量传感器、叶尖压力测量传感器及其相应油路组成。
1. 1 液压泵液压泵主要用于控制系统压力。
通过系统压力测量传感器测量系统压力,当系统压力低于140Bar时,启动液压泵,当系统压力达到150Bar时,停止液压泵工作。
如果液压泵连续工作超过设定时间(60s)仍未停止工作,此时报液压泵故障,执行正常停机,同时停止液压泵工作。
当系统压力低于120Bar,报系统压力低故障。
当系统压力大于165Bar时,报系统压力高故障。
1.2 叶尖压力叶尖压力通过控制3个叶尖电磁阀(Tip_in、Tip_Out1、Tip_out2)来实现。
Tip_in电磁阀为常开阀(失电时,断开),当其带电时,油路打开,油进入叶尖油缸,叶尖缓缓收回。
此时,如果Tip_Out1、Tip_out2电磁阀处于失电状态,油就会回流,叶尖就建不成压力。
所以,当需要收叶尖时,Tip_in 和Tip_Out1、Tip_out2电磁阀需要同时带电。
当叶尖压力低于102Bar时,Tip_in电磁阀持续得电;当叶尖压力达到106Bar时,Tip_in电磁阀失电。
当叶尖压力大于107Bar时,将Tip_Out2电磁阀失电100ms,用于泄压(主要防止叶尖压力较大冲破防爆膜)。
或者是执行定时泄压,即每180分钟将Tip_Out2电磁阀失电100ms 进行泄压。
在该过程中Tip_in电磁阀失电,Tip_Out1电磁阀带电。
当叶尖压力大于110Bar,报叶尖压力高故障。
当叶尖压力小于95Bar时,报叶尖压力低故障。
当需要甩叶尖时,Tip_in电磁阀失电,Tip_Out1、Tip_out2电磁阀也同时失电。
这时叶尖失去油压力,靠重力作用叶尖迅速甩出。
1.3 高速刹车电磁阀高速刹车电磁阀Rotor_brake1和Rotor_brake2用来控制高速闸的松开和抱紧。
风机液压缸工作原理朋友,今天咱们来唠唠风机液压缸的工作原理呀。
你看啊,风机液压缸就像是一个超级有力量的小助手呢。
它的结构就有不少讲究的地方。
这液压缸啊,有一个缸筒,就像一个小房子一样,里面住着活塞。
活塞呢,就像是住在这个小房子里不安分的小居民,总是跑来跑去的。
缸筒上还有进出油口,这就像是小房子的门,油啊就从这里进进出出的。
当风机需要工作的时候呢,油就开始发挥它的魔法啦。
如果从一个油口往缸筒里注油,油就会像一群热情的小访客,一股脑儿地冲进缸筒。
这时候啊,活塞就被油推着走啦。
就好像你在推一个小推车,油就是你的手,用力地推着活塞这个小推车往前走。
活塞一动,和它相连的那些部件也就跟着动起来啦。
比如说在风机里,可能就会带动风机的叶片调整角度之类的。
那要是从另一个油口注油呢?情况就又不一样啦。
油就会从相反的方向涌进来,这时候活塞就会被这股新的力量推着往回走啦。
就像刚刚往前跑的小推车,现在被从后面推回来一样。
这个过程中啊,油的压力可是很关键的。
压力越大,活塞就被推得越带劲。
就像你要是很用力地推那个小推车,小推车就跑得更快更远。
而且哦,这个液压缸里的密封也特别重要呢。
要是密封不好啊,油就像调皮的小娃娃,偷偷地从缝里溜走了。
这样的话,活塞就得不到足够的力量,就像小推车没有了足够的推力,就不能好好工作啦。
在风机的整个工作系统里,液压缸就像是一个灵活的小关节。
风机有时候需要根据不同的工作状况调整自己的状态,这时候液压缸就派上大用场了。
比如说在风力大小变化的时候,风机需要调整叶片的角度来更好地捕捉风能。
这时候液压缸就通过活塞的来回运动,带动相关的机械结构,让叶片乖乖地调整到合适的角度。
你再想象一下,风机在风中就像一个巨大的舞者,而液压缸就是这个舞者的小助手,默默地在背后推动着舞者做出各种优美的动作。
如果没有液压缸的准确工作,风机这个舞者可能就会乱了舞步,不能很好地在风中发挥作用啦。
还有哦,液压缸里的油可不是随便用的。
不同的工作环境可能需要不同性质的油呢。
机液压系统学习采用HYDAC----型液压站,1、液压动力元件:液压泵,单向定量,叶片泵,其流量等于Q=3.1L/MIN,功率等于P=1.1KW,其转速为N=1500 1/MIN,750机液压泵的职能符号:P液压系统是以液压泵作为向系统提供一定的流量和压力的动力元件,液压泵由电动机带动将液压油从油箱吸上来,并以一定的压力输送出去,使执行元件推动负载作功。
液压泵的好坏直接影响到液压系统的工作性能和可靠性,在液压系统中占有其重要的地位。
液压泵按结构分为齿轮泵,螺杆泵,叶片泵,柱塞泵,其中以柱塞泵的效率最高,750机所使用为叶片泵,这种泵的优点为运转平稳,压力脉动小,噪音小,结构紧凑,流量大,但对油液要求高,如油液中有杂质,则叶片容易卡死,叶片泵适用在低压液压系统中。
2、液压执行元件:叶尖油缸,偏航闸,高速闸。
其中叶尖油缸和偏航闸同属于单作用无弹簧式液压缸,而高速闸为弹簧式液压缸。
750机叶尖油缸的职能符号:单作用液压缸液压执行元件是把液体的压力能转换成机械能的装置,它驱动机构作直线往复运动或旋转运动,其输出为力和速度或转矩和转速。
对于单作用式液压缸,液压油出入口一般设在缸筒底部,放气栓塞一般设在缸筒的最高处,这样在液压缸结构上能及时排除缸留存的空气。
3.液压辅助元件:蓄能器,滤油器750机蓄能器(蓄压罐)为叶尖蓄能器130,P0=90BAR,系统蓄能器260,P0=125BAR,蓄能器职能符号:蓄能器是液压系统中的一种储存油液压力能的装置,其主要的作用为系统保压和补充泄漏吸收压力冲击和消除压力波动,蓄能器按结构分为弹簧式,重锤式,充气式,750机液压系统使用蓄能器为充气式中的一种为皮囊式。
滤油器:750风机液压系统共有三个滤油器,其中两个为10UM的滤油网络,一个为主回路滤油器,精度为20UM,滤油器的职能符号:滤油器主要是滤除液压管中油品的污物,当混入油中的的污物(杂质)大于滤芯时,杂质被阻隔而滤清出来,若滤芯使用磁性材料时,则可吸附油中能被磁化的铁粉杂质。
滤油器在液压系统中分为管路中使用和油箱中使用的两种,750机中油箱滤油器主要是用来滤除一些大的,容易造成泵损坏的杂质,油箱的滤油器价格便宜,但拆装不方便。
750液压系统编号为90的滤油器是主回路滤油器它是一种回油管用滤油器,其过滤精度较油箱装滤油器高,价格高,在750机中叶尖回路装有滤油网路,编号为DFF60,395其装有堵塞指示器,防爆膜回路装有滤油网路,编号为RF60,40主要过滤防爆膜冲后,管路中金属杂质,4、液压方向控制元件:单向阀,换向阀液压方向控制器件是通过控制液体流动的方向来操纵执行元件运动的元件750机液压系统大量应用此类器件。
单向阀:液压系统中使油只能在一个方向上流动,其反方向堵塞。
其主要参数是一个叫开启压力的数值,即大于开启压力单向阀克其服其部弹簧压力值阀体导通。
单向阀的职能符号:单向阀部的弹簧在因用时,为了减少压力损失,选用了弹簧刚度很小的弹簧,若回路中将此阀体置在回油路作背压阀使用时,单向阀体的弹簧则刚性较大。
750风机液压管路中单向阀采用较多,如编号170,300,270等,换向阀:750液压系统中换向阀的控制思想将完成风机各执行元件的动作,在750机液压系统中使用了电磁换向阀,其中有二位二通阀,二位三通阀,比例方向阀等,有此阀体装有弹簧,此中阀体当外加压力消失时,阀芯会回到原位。
电磁换向阀是利用电磁体的通,断电而直接推动阀芯来控制油口的连通状态的。
电磁换向阀职能符号:二位二通电磁阀电磁阀也叫电磁换向阀,液压中电磁阀有位和通的概念,所谓通就是阀体中的接口数,将阀芯的位置称为位,如有三个切换位置,四个接口,称三位四通阀。
液压系统中一般将进油口通常标为P,回油口标为T,出油口则以A,B表示。
如按阀芯动作方法将换向阀分为机械动,液压动,电磁动等在液压系统中常用的是滑阀式电磁换向阀。
5、液压压力控制器件:溢流阀,减压阀,压力继电器在液压传动系统中,控制液压油压力高低的液压阀称为压力控制阀,这类阀的共同特点是利用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理来工作的。
溢流阀:为液压系统提供一条旁路使液压油能经此路回到油箱,使系统管路压力保持一个定值,在溢流值时,多余的压力经溢流阀回到油箱,为系统起保护作用,其主要的作用之一。
即当安全阀。
作用二,在管路中可以调压作用,控制管路中的压力值。
故此阀体在管路中作用为之重要,750风机共使用了此类阀体四个,分别在叶尖支路,系统高速回路,偏航支路中,溢流阀体的整定值一般不需调整,特别是系统压力溢流值。
这点因引起我们的注意。
溢流阀的职能符号:直动型溢流阀溢流阀按结构分为直动型溢流阀,先导型溢流阀,750风机液压系统中此两类阀体都有存在,编号160,220溢流阀为先导型溢流阀,编号为140.2,140.1直动型溢流阀。
在正常工作状态下,溢流阀是关闭的,只有在系统压力大于其调整压力时,溢流阀才被打开,液油溢流。
减压阀:当回路中有两个以上液压缸,且其中之一需要较低工作压力,同时其他的液压缸仍需高压运作时,就得用减压阀提供一个比系统低的压力给低压缸。
有600风机中使用一个减压阀,但在750风机液压系统中没有使用减压阀,各支路压力与系统压力接近,依靠溢流阀的作用可以安全的控制各支路压力。
减压阀的职能符号:减压阀在持续做减压作用时,会有一部分油经泄油口流回油箱而损失的一部分输出流量,故在一系统中,如使用数个减压阀,则必须考虑到泵输出流量的损失问题。
减压阀和溢流阀结构相似,减压阀分直动型,先导型,在液压系统中广泛使用直动型减压阀。
压力继电器:压力继电器是一种将液压系统的压力信号转换为电信号的输出元件,其作用是根据液压系统压力的变化,通过压力继电器的微动开关自动接通或断开电气线路,实现执行元件的顺序或安全保护。
压力继电器从结构分为柱塞式,弹簧式,膜片式。
600风机液压系统使用弹簧式压力继电器,而750使用了较先进的数控压力传感器,6、液压流量控制:节流阀,调速阀液压系统在工作时,常需工作状态的不同以不同的速度工作,而只要控制了流量就控制了速度,也就是控制了流入执行元件的流量或控制了流出执行元件的流量都可控制执行元件的速度。
节流阀:根据孔口与阻流管原理所作出的,通过改变节流口节流面积的大小,从而改变流量大小以达到调整的目的。
单向节流阀(与普通节流阀不同,它只能控制一个方向上的流量的大小,而在另一个方向则无节流作用)。
单向节流阀的职能符号:在750液压系统中有两处使用节流阀,为单向节流阀,一处为系统压力输出支路,一处为叶尖压力输出支路,系统编号为170,340.一,液压基本回路:由液压器件组成的用来完成某种特定功能的典型回路,它通常都是一些基本回路组成。
1:压力控制回路利用压力控制阀来控制系统整体或一部分的压力的,以满足液压执行元件对力或转矩要求的回路,这类回路包括调压,减压,增压保压,卸荷和平衡等多种回路。
A;调压回路:液压系统整体或部分的压力保持恒定或不超过一个数值,在定量泵的系统中,液压泵的供油压力可以通过溢流阀来调节。
在系统中需要两种以上的压力,则可采用多级调压回路。
750风机中采用定量泵供油,供油压力是通过溢流阀来调节叶尖及偏航压力,其中叶尖油压压力通过编号为160的溢流阀,溢流值为97bar.偏航压力是通过编号为220的溢流阀,溢流值为25bar.来保证各管路溢流压力。
系统是由编号为140.1和140.2溢流阀溢流值为180bar.叶尖支路高速及偏航系统溢流阀B :减压回路:使系统中的一部分油路具有较系统压力低的稳定压力,最常见的减压回路是通过定值减压阀与主油路相连,回路中的单向阀供主油路在压力降低时防止油液倒流,起短时保压之用,在750风机液压图量采用单向阀,分布在主油路,叶尖支路,偏航及高速支路中。
简单的减压回路:C :采用蓄能器的快速补油回路:对于间歇运转的液压机械,当执行元件间歇或低速运动时,泵向蓄能器充油,而在工作周期中,蓄能器作为泵的辅助动力源,可与泵同时向系统提供压力油。
下图为一补油回路,将换向阀移到阀右位时,蓄能器所储存的液压油即可释放出来加到液压缸,活塞快速前进。
活塞在做加压等操作时,液压泵即可对蓄能器充压,当换向阀移到左位时,蓄能器液压油和泵排出的液压油同时送到液压缸的活塞杆端,活塞快速回行。
活塞蓄能器750机型液压系统:机械设备对液压系统的动作要求在定桨距风力机组中,液压系统的主要作用是执行风机发电机组的气动刹车和机械刹车,通常它由两个压力保持回路组成,一个是通过蓄能器供给叶尖支路,一路是通过蓄能器供给机械刹车机构,这两个回路的主要工作任务是机组运行时制动机构始终保持压力,当需要停机时,两回路的电磁阀先后失电,叶尖一路压力油被卸回油箱,叶尖动作;稍后,机械刹车一路压力油也被卸回油箱,刹车夹钳动作,叶轮停止运转。
这两个回路中各装有两个压力传感器,以指示系统压力,控制液压站补油和确定刹车机构的状态。
通常在风机的偏航机构中也加入了液压回路,机组运行时偏航闸保压,偏航时液压系统偏航支路泄压但保持一定余压。
主要是机舱在运动时有很大的惯性,调向过程必需保持系统的稳定性。
故偏航时系统保持一定的偏航余压。
750风机液压系统中以执行元件为中心,分为三个子系统,其一为叶尖支路,二为高速支路,三为偏航支路。
下面从三个支路分析液压系统在风机上的作用。
一:叶尖支路:如下图:溢流阀0.75L Po=90bar高速支路:。