[发明专利]一种液压型落地式风力发电机组快速充液系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于风力发电领域，涉及一种液压型落地式风力发电机组长管路快速充液系统及控制方法。

背景技术

液压型落地式风力发电机组作为一种新型的风电机组受到越来越多的重视。此种机型采用定量泵-变量马达闭式传动系统，将定量泵安装于机舱，变量马达等90％的设备安装于地基处，其间由液压管路连接，构成闭式回路，与齿轮传动的风力发电机组相比减小了机舱重量、大大降低了安装和维护费用。而随着风机向大型化发展，机组装机容量不断增加，塔筒的高度也不断增高，导致定量泵与变量马达间的液压管路长度增加，为系统充液带来如下困难：①当液压型落地式风力发电机组首次运行时，需要向闭式传动系统中充满油液，由于机组的管路较长，油液体积较大，若采用普通的补油泵系统向机组长管路充液则充液时间过长；②当机组长时间停机时，变量马达及补油系统会存在一定的泄漏，使液压长管路中的油液体积减少，甚至排空，当机组再次启动时需要向系统补充油液，降低了充液效率。

公告号CN201934397U的中国专利公开了一种起重机充液系统，该系统可实现向蓄能器充液的同时又不干扰回转机构工作，提高了蓄能器使用寿命。但该系统在向蓄能器充液的同时又向回转机构提供油液，导致充入蓄能器的流量较小，充液速度较慢。

公布号CN104632728A的中国专利申请公开了一种多执行机构耦合自动充液系统，该系统可用一个油源为多个子系统的蓄能器充液，但该充液系统控制较为复杂，成本较高。

发明内容

针对上述存在问题，本发明旨在提出一种液压型落地式风力发电机组快速充液系统及控制方法，该系统及控制方法可以快速给系统充液同时又不改变系统原有结构。

本发明目的通过以下技术方法来实现：

一种液压型落地式风力发电机组快速充液系统，其包括风轮、定量泵、第一流量传感器、第一压力传感器、第一溢流阀、第二压力传感器、第二流量传感器、控制器、高压长管路、低压长管路、变量马达、三位四通换向阀、补油泵、油箱、转速转矩传感器、第二溢流阀，所述风轮与定量泵同轴连接，所述定量泵吸油口与低压长管路连接，压油口与高压长管路连接，所述第一溢流阀跨接在低压长管路和高压长管路之间，所述变量马达吸油口与高压长管路连接，变量马达排油口与低压长管路连接，所述补油泵吸油口与油箱连接，所述三位四通换向阀P口与补油泵压油口连接，A、B口分别与低压长管路和高压长管路连接，T口封闭，所述第二溢流阀跨接在补油泵与油箱之间；所述控制器输入端分别与第一流量传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第二流量传感器、转速转矩传感器相连，输出端分别与变量马达、三位四通换向阀连接，所述第一流量传感器和第一压力传感器设置在定量泵的压油口，所述第二流量传感器和第二压力传感器设置在定量泵的吸油口；其还包括变频电机、液控单向阀、单向阀，所述变频电机与补油泵同轴连接，所述转速转矩传感器设置在变频电机与补油泵间的传动轴上，所述控制器输出端与变频电机相连，所述液控单向阀设置在高压长管路上，所述单向阀设置在低压长管路上。

所述液控单向阀的控制压力稍大于机组停机时高压长管路中油液产生的压力。

一种液压型落地式风力发电机组快速充液系统控制方法，其在机组首次运行时，控制器控制变频电机快速运转，变频电机带动定量泵分别向低压长管路和高压长管路快速充液，当低压长管路与高压长管路充满后，变频电机带动定量泵低转速运行补充系统的泄漏，当机组停机时，通过液控单向阀和单向阀减少系统的油液泄漏，具体控制流程如下：

a)控制器控制变频电机启动，刚启动时补油泵从油箱吸取油液经第二溢流阀将油液溢流回油箱，并通过安装在传动轴上的转速转矩传感器监测变频电机的转速，判断变频电机转速是否达到额定转速，若变频电机转速没达到额定转速则继续等待变频电机加速，若变频电机转速达到额定转速，控制器输出控制信号控制三位四通换向阀切换到左位工作，此时补油泵从油箱中吸取油液经三位四通换向阀将油液快速充入低压长管路中；

b)控制器通过安装在定量泵吸油口的第二压力传感器和第二流量传感器监测低压长管路中的流量和压力，判断低压长管路是否充满，若没充满则三位四通换向阀维持左位工作不变，若低压长管路已经充满油液，则控制器控制三位四通换向阀切换到右位工作，同时控制变量马达摆角归零，此时补油泵从油箱中吸取油液经三位四通换向阀快速充入高压长管路中；