一种风力发电机组双锁销液压系统及控制方法与流程

1.本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机组双锁销液压系统及控制方法。


背景技术：

2.风力发电机组液压锁销是风力发电机组维护人员在进行检修时用于锁定风轮的重要安全装置.风力发电机组进行检修时,一般先通过制动系统使风轮及主轴停转,然后通过液压站控制风轮锁定机构的锁紧销沿圆柱销孔向前移动,使锁紧销前端的锥形部位伸进风轮锁紧盘的锥形锁紧孔内,将风轮锁定,确保人员和设备的安全。
3.目前风机使用的都是单锁销设计方案，维护人员通过观察确定锁销对准锁紧盘的锥形锁紧孔，启动液压系统控制锁销缓慢投入，将风轮锁定。
4.随着风电发电机组单机容量的不断提高，轮毂转动扭矩超过单个锁销的承受能力，单锁销设计已无法满足机组对锁销的要求。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的问题，本发明的主要目的是在于提供一种风力发电机组双锁销液压系统及控制方法，能够满足大兆瓦风机对锁销的技术需求，实现双锁销的顺序投入和退出,以及实现主控系统对锁销位置的监控。
6.为达到上述目的，本发明提供了一种风力发电机组双锁销液压系统，包括：油箱、电动泵、电磁阀、第一锁销、第二锁销、第一单向溢流阀、第二单向溢流阀、锁紧盘以及控制柜；
7.所述第一锁销和第二锁销均包括活塞杆和油缸，活塞杆将油缸分为有杆腔和无杆腔两部分，活塞杆的外端固定，油缸为锁紧部件；
8.所述油箱通过第一通路连接第一锁销无杆腔；所述电磁阀的第一阀芯控制所述第一通路的通断；
9.所述油箱通过第二通路连接第二锁销有杆腔；所述电磁阀的第二阀芯控制所述第二通路的通断；
10.所述第一通路与第二锁销的之间具有无杆腔第三通路；所述第一单向溢流阀控制所述第三通路的通断；
11.所述第二通路与第一锁销的有杆腔之间具第四通路；所述第二单向溢流阀控制所述第四通路的通断；
12.所述控制柜控制电动泵以及电磁阀实现投入以及推出第一锁销和第二锁销。
13.进一步地，所述控制柜的控制包括：
14.当需要投入第一锁销和第二锁销时：开启电动泵，所述电磁阀的第一阀芯电磁铁供电；所述油箱内的液压油在电动泵的控制下进入第一通路，由所述电磁阀的第一阀芯进入第一锁销的无杆腔，推动所述第一锁销油缸向外伸出，投入所述锁紧盘的对应锁紧孔；当
第一单向溢流阀在压力下开启后，液压油经第三通路进入第二锁销的无杆腔，推动所述第二锁销油缸向外伸出，投入所述锁紧盘的对应锁紧孔，切断电磁阀的第一阀芯电磁铁和电动泵供电，锁销投入完成；
15.当需要退出第一锁销和第二锁销时：开启电动泵，所述电磁阀的第二阀芯电磁铁供电；所述油箱内的液压油在电动泵的控制下进入第二通路，经电磁阀的第二阀芯进入第二锁销的有杆腔，推动所述第二锁销油缸回退，退出所述锁紧盘的对应锁紧孔；当第二单向溢流阀在压力下开启后，液压油经第四通路进入第一锁销的有杆腔，推动所述第一锁销油缸回退，退出所述锁紧盘的对应锁紧孔，切断电磁阀的第二阀芯电磁铁和电动泵供电，锁销退出完成。
16.进一步地，还包括第一位置传感器、第二位置传感器，分别检测第一锁销、第二锁销油缸的位置并送给所述控制柜；所述控制柜根据油缸的位置判断是否完成锁销投入和锁销退出。
17.进一步地，还包括公共通路，设置电动泵、第一单向阀、滤芯以及第二单向阀；
18.液压油经电动泵、第一单向阀、滤芯以及第二单向阀进入所述电磁阀，经所述电磁阀控制进入第一或第二通路。
19.进一步地，液压表用于检测锁销的工作压力；
20.可调节流阀在所述液压系统中可减少锁销液压回路的压力或者维护系统时手动泄压。
21.进一步地，还包括第一液控单向阀、第二液控单向阀、第三液控单向阀和第四液控单向阀；需要保持锁销不动时，液控单向阀用来防止锁销一活塞位置变化，液控单向阀用来防止锁销二活塞位置变化。
22.进一步地，所述第一通路、第二通路、第三通路、第四通路均设计有测压接头，使用外接液压表测量锁销一和锁销二各腔体的压力。
23.进一步地，还包手动泵，能够在手动作用下，将所述油箱内的液压油泵入第一通路或第二通路。
24.进一步地，油位和温度传感器用于检测所述油箱的液压油的油位和温度，并发送给所述控制柜，实现主控系统对油箱温度和油位的监控。
25.还包括蓄能器用于在一段时间内维持电动泵提供给锁销的压力，并补充由于泄漏造成的压力损失。
26.另一方面提供一种基于所述的风力发电机组双锁销液压系统的控制方法，包括：
27.当需要投入第一锁销和第二锁销时：开启电动泵，所述电磁阀的第一阀芯电磁铁供电；所述油箱内的液压油在电动泵的控制下进入第一通路，由所述电磁阀的第一阀芯进入第一锁销的无杆腔，推动所述第一锁销油缸向外伸出，投入所述锁紧盘的对应锁紧孔；当第一单向溢流阀在压力下开启后，液压油经第三通路进入第二锁销的无杆腔，推动所述第二锁销油缸向外伸出，投入所述锁紧盘的对应锁紧孔，切断电磁阀的第一阀芯电磁铁和电动泵供电，锁销投入完成；
28.当需要退出第一锁销和第二锁销时：开启电动泵，所述电磁阀的第二阀芯电磁铁供电；所述油箱内的液压油在电动泵的控制下进入第二通路，经电磁阀的第二阀芯进入第二锁销的有杆腔，推动所述第二锁销油缸回退，退出所述锁紧盘的对应锁紧孔；当第二单向
溢流阀在压力下开启后，液压油经第四通路进入第一锁销的有杆腔，推动所述第一锁销油缸回退，退出所述锁紧盘的对应锁紧孔，切断电磁阀的第二阀芯电磁铁和电动泵供电，锁销退出完成。
29.进一步地，当需要投入第一锁销和第二锁销时，如果第一锁销在5分钟内未完成投入，则切断电动泵供电，保持电磁阀的第一阀芯电磁铁供电，并输出第一锁销未投入；接收到第一锁销反馈完全投入信号后，如果第二锁销在5分钟时间内未完成投入，切断电动泵供电，保持电磁阀的第一阀芯电磁铁供电，并输出第二锁销未投入；
30.当需要退出第一锁销和第二锁销时，如果第二锁销在5分钟时间内未完成退出，则切断电动泵供电，保持电磁阀第二阀芯电磁铁供电，输出第二锁销未退出；接收到第二锁销反馈完全退出信号后，如果第一锁销在5分钟时间内未完成投入，切断电动泵供电，保持电磁阀第二阀芯电磁铁供电，输出第一锁销未退出。
31.本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
32.本发明的主要目的是在于提供一种风力发电机组双锁销液压系统及控制方法，能够满足大兆瓦风机对锁销的技术需求，实现双锁销的顺序投入和退出,以及实现主控系统对锁销位置的监控。
附图说明
33.图1是液压系统原理图；
34.图2为锁销结构图；
35.图3为双锁销装配图；
36.图4为锁销投入控制逻辑；
37.图5为锁销退出控制逻辑。
具体实施方式
38.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
39.本发明的目的在于实现风力发电机组双锁销的控制，实现锁销的顺序投入和退出。
40.图1为本发明实施的液压系统原理图，液压系统主要包括油箱(1)、电动泵(2)、第一单向阀(3)、滤芯(5)、第二单向阀(6)、可调节流阀(7)、油位和温度传感器(8)、液压表(9)、蓄能器(10)、手动泵(11)、电磁阀(12)、第一单向溢流阀(13)、第二单向溢流阀(14)、液控单向阀(16)加热器(e1)、溢流阀(4)、液控单向阀(15、16、17、18)、测压接头(19、20、21、22)、第一锁销(23)、第二锁销(24)。
41.图2为锁销的结构图，第一锁销(23)、第二锁销(24)均为双向动作的液压油缸，活塞杆将油缸分为有杆腔和无杆腔两部分。结合图3，锁销活塞杆通过安装法兰由螺栓固定在主机架上，活塞在安装法兰上是固定不动的，安装在主机架孔内的油缸在液压油的驱动下内能自由伸缩，当油缸完全深入锁紧盘的锁紧孔内后，将风轮完全锁定。锁销上备用位置传
感器，锁销完全投入和退出后，分别有相应的信号反馈给控制柜的机组主控。
42.溢流阀(4)、可调节流阀(7)、油位和温度传感器(8)、液压表(9)、蓄能器(10)、手动泵(11)、液控单向阀(15、16、17、18)、测压接头(19、20、21、22)。溢流阀(4)用于保护液压系统免受液压泵产生的过压；可调节流阀(7)用于减少风轮锁液压回路的压力，压力表(9)来显示系统工作压力；蓄能器(10)用于在一段时间内维持电动泵提供给锁销的压力，并补充由于泄漏造成的压力损失；手动泵是在无电时，为系统提供压力；液控单向阀(15、16、17、18)是为用来防止锁销二活塞位置变化；测压接头(19、20、21、22)用于测量锁销各腔体的压力。
43.控制柜用于控制制电动泵(2)、电磁阀(12)，接收各个传感器的反馈信号。具体控制如下：
44.当需要投入锁紧销时，第一锁销对准锁紧盘上的锁紧孔，按下控制柜的锁销投入按钮，电磁阀12a相电磁铁得电，电磁阀左侧阀芯进入系统，同时电动泵(2)启动，液压油通过第一单向阀(3)、滤芯(5)、第二单向阀(6)，再通过电磁阀(12)左侧阀芯和单向阀(15)进入第一锁销(23)油缸无杆腔，第一锁销(23)开始向外伸出。在第一锁销(23)完全投入锁紧孔前，由于系统负载较小，系统压力较小，小于第一单向溢流阀(13)设定值，因此在第一锁销(23)完全投入前，单向溢流阀(13)无法打开。当第一锁销(23)完全投入后，系统负载变大，当系统压力超过单向溢流阀(13)设定值，单向溢流阀(13)阀芯打开，液压油进入第二锁销(24)，推动第二锁销(24)油缸投入锁紧盘上的锁紧孔。第一锁销(23)和第二锁销(24)位置传感器全部反馈完全投入信号后，主控程序切断电磁阀(12)电磁铁a和电动泵(2)供电，锁销投入完成；第一锁销(23)在5分钟时间内未反馈完全投入信号，主控程序切断电动泵(2)供电，保持电磁阀12电磁铁a，主控系统报第一锁销未投入；第一锁销反馈完全投入信号后，第二锁销在5分钟时间内未反馈完全投入信号，主控程序切断电动泵(2)供电，保持电磁阀(12)电磁铁a，主控系统报第二锁销未投入。
45.当需要退出锁紧销时，按下控制柜的锁销退出按钮，电磁阀(12)b相电磁铁得电，电磁阀右侧阀芯进入系统，同时电动泵(2)启动，液压油通过单向阀(3)、滤芯(5)、单向阀(6)，再通过电磁阀(12)右侧阀芯，通过单向阀(18)推动第二锁销(24)油缸退回，在第二锁销(24)完全退回锁紧孔前，由于系统负载较小，系统压力较小，小于单向溢流阀(14)设定值，因此在第二锁销(24)完全投入前，单向溢流阀(14)无法打开。当第二锁销(24)完全投入后，系统负载变大，当系统压力超过单向溢流阀(14)设定值，单向溢流阀(14)阀芯打开，液压油进入第一锁销(23)，推动第一锁销(23)油缸退出锁紧盘上的锁紧孔。第一锁销和第二锁销位置传感器全部反馈完全退出信号后，主控程序切断电磁阀(12)电磁铁b和电动泵(2)供电，锁销退出完成；第二锁销在5分钟时间内未反馈完全退出信号，控程序切断电动泵供电，保持电磁阀(12)电磁铁b，系统报第二锁销未退出；第二锁销反馈完全退出信号后，第一锁销在5分钟时间内未反馈完全退出信号，主控程序切断电动泵供电，保持电磁阀(12)电磁铁b，系统报第一锁销未退出。
46.另一方面提,一种基于所述的风力发电机组双锁销液压系统的控制方法，包括如下步骤：
47.当需要投入锁紧销时，结合图4，第一锁销对准锁紧盘上的锁紧孔，按下控制柜的锁销投入按钮，电磁阀12a相电磁铁得电，电磁阀左侧阀芯进入系统，同时电动泵(2)启动，
液压油通过第一单向阀(3)、滤芯(5)、第二单向阀(6)，再通过电磁阀(12)左侧阀芯和单向阀(15)进入第一锁销(23)油缸无杆腔，第一锁销(23)开始向外伸出。在第一锁销(23)完全投入锁紧孔前，由于系统负载较小，系统压力较小，小于第一单向溢流阀(13)设定值，因此在第一锁销(23)完全投入前，单向溢流阀(13)无法打开。当第一锁销(23)完全投入后，系统负载变大，当系统压力超过单向溢流阀(13)设定值，单向溢流阀(13)阀芯打开，液压油进入第二锁销(24)，推动第二锁销(24)油缸投入锁紧盘上的锁紧孔。第一锁销(23)和第二锁销(24)位置传感器全部反馈完全投入信号后，主控程序切断电磁阀(12)电磁铁a和电动泵(2)供电，锁销投入完成；第一锁销(23)在5分钟时间内未反馈完全投入信号，主控程序切断电动泵(2)供电，保持电磁阀12电磁铁a，主控系统报第一锁销未投入；第一锁销反馈完全投入信号后，第二锁销在5分钟时间内未反馈完全投入信号，主控程序切断电动泵(2)供电，保持电磁阀(12)电磁铁a，主控系统报第二锁销未投入。
48.当需要退出锁紧销时，结合图5，按下控制柜的锁销退出按钮，电磁阀(12)b相电磁铁得电，电磁阀右侧阀芯进入系统，同时电动泵(2)启动，液压油通过单向阀(3)、滤芯(5)、单向阀(6)，再通过电磁阀(12)右侧阀芯，通过单向阀(18)推动第二锁销(24)油缸退回，在第二锁销(24)完全退回锁紧孔前，由于系统负载较小，系统压力较小，小于单向溢流阀(14)设定值，因此在第二锁销(24)完全投入前，单向溢流阀(14)无法打开。当第二锁销(24)完全投入后，系统负载变大，当系统压力超过单向溢流阀(14)设定值，单向溢流阀(14)阀芯打开，液压油进入第一锁销(23)，推动第一锁销(23)油缸退出锁紧盘上的锁紧孔。第一锁销和第二锁销位置传感器全部反馈完全退出信号后，主控程序切断电磁阀(12)电磁铁b和电动泵(2)供电，锁销退出完成；第二锁销在5分钟时间内未反馈完全退出信号，控程序切断电动泵供电，保持电磁阀(12)电磁铁b，系统报第二锁销未退出；第二锁销反馈完全退出信号后，第一锁销在5分钟时间内未反馈完全退出信号，主控程序切断电动泵供电，保持电磁阀(12)电磁铁b，系统报第一锁销未退出。
49.综上所述，本发明涉及一种风力发电机组双锁销液压系统及控制方法，设置双锁销锁定或解锁风轮；油箱通过第一通路连接第一锁销无杆腔，通过第二通路连接第二锁销有杆腔；第一通路与第二锁销的之间具有无杆腔第三通路；所述第二通路与第一锁销的有杆腔之间具第四通路。通过四个通路的切换，实现双锁销的顺序投入和退出,以及实现主控系统对锁销位置的监控。该风力发电机组双锁销液压系统能够满足大兆瓦风机对锁销的技术需求。
50.应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。