风力发电机组定桨距机组的液压系统设计与优化

定桨距风力发电机组的液压系统实际上是制动系统的驱动机构，主要用来执行风力机的开关机指令。通常它由两个压力保持回路组成：一路通过蓄能器供给叶尖扰流器，另一路通过蓄能器供给机械刹车机构。这两个回路的工作任务是使机组运行时制动机构始终保持压力。当需要停机时，两回路中的常开电磁阀先后失电，叶尖扰流器一路压力油被泄回油箱，气动刹车动作；稍后，机械刹车一路压力油进入刹车液压缸，驱动刹车夹钳，使风轮停止转动。在两个回路中各装有两个压力传感器，以指示系统压力，控制液压泵站补油和确定刹车机构的状态。

图6-24为FD43-600kW风力发电机组的液压系统图。由于偏航机构也引入了液压回路，它由三个压力保持回路组成。图左侧是气动刹车压力保持回路，压力油经液压泵2、精滤油器4进入系统。溢流阀6用来限制系统最高压力。开机时电磁阀12-1接通，压力油经单向阀7-2进入蓄能器8-2，并通过单向阀7-3和旋转接头进入气动刹车液压缸。压力开关9-2由蓄能器的压力控制，当蓄能器压力达到设定值时，开关动作，电磁阀12-1关闭。运行时，回路压力主要由蓄能器保持，通过液压缸上的钢索拉住叶尖扰流器，使之与桨叶主体紧密结合。

电磁阀12-2为停机阀，用来释放气动刹车液压缸的液压油，使叶尖扰流器在离心力作用下滑出。突开阀15，用于超速保护，当风轮飞车时，扰流器作用在钢索上的离心力增大，通过活塞的作用，使回路内压力升高。当压力达到一定值时，突开阀开启，压力油泄回油箱。突开阀不受控制系统的指令控制，是独立的安全保护装置。

图6-24中间是两个独立的高速轴制动器回路，通过电磁阀13-1、13-2分别控制制动器中压力油的进出，从而控制制动器动作。工作压力由蓄能器8-1保持。压力开关9-1根据蓄能器的压力控制液压泵电动机的停/起。压力开关9-3、9-4用来指示制动器的工作状态。

图6-24　定桨距风力发电机组液压系统图(www.xing528.com)

1—油箱；2—液压泵；3—电动机；4—精滤油器；5—油位指示器；6—溢流阀；7-1～7-3—单向阀；8-1，8-2—蓄能器；9-1～9-5—压力开关；10-1，10-2—节流阀；11-1，11-2—压力表；12-1，12-2—电磁阀1；13-1，13-2—电磁阀2；14-1～14-3—刹车夹钳；15—突开阀；16—电磁阀3

图6-24右侧为偏航系统回路，偏航系统有两个工作压力，分别提供偏航时的阻尼和偏航结束时的制动力。工作压力仍由蓄能器8-1保持。由于机舱有很大的惯性，调向过程必须确保系统的稳定性，此时偏航制动器用作阻尼器。工作时，4YA得电，电磁阀16左侧接通，回路压力由溢流阀保持，以提供调向系统足够的阻尼，调向结束时，4YA失电，电磁阀右侧接通，制动压力由蓄能器直接提供。

由于系统的内泄漏、油温的变化及电磁阀的动作，液压系统的工作压力实际上始终处于变化的状态之中。其气动刹车与机械刹车的工作压力如图6-25所示。

图中虚线之间为设定的工作范围。当压力由于温升或压力开关失灵超出该范围一定值时，会导致突开阀误动作，因此必须对系统压力进行限制，系统最高压力由溢流阀调节。而当压力同样由于压力开关失灵或液压泵站故障低于工作压力下限时，系统设置了低压警告线，以免在紧急状态下，机械刹车中的压力不足以制动风力机。