风电叶片翻转液压系统控制与设计

1、目录1、风电叶片生产制造概况2、翻转系统控制原理3、翻转控制系统设计4、测试结果5、结论1、风电叶片生产概况1.1 风电叶片制造简介1.2 国内概况及存在问题1.3 国外概况及存在问题1.4 提出研究问题1.1 风电叶片制造简介风电叶片制造简介 风电 叶片存生产制造过程中，要对制作叶片的一个半模进行 180 翻转 ，而后做垂直运动与另一 半模具进行合模 。1.2 国内概况及存在问题国内概况及存在问题 大叶片制造模具的翻转则主要采用多个舣缸铰接的翻转机构，通过电气液压系统控制。存运 行过程中存在着模具在油缸换向点剧烈抖动以及多翻转机构翻转角度不同步等问题，直接影 响模具的寿命以及叶片的质量。1.

2、3国外概况及存在问题国外概况及存在问题 国外主要采取电机变频同步，每个翻转机构各由一套电机泵组供油 ，通过变频电机的转速控制泵的排量实现 翻转角度的半程同步. 由于电机调速比液压调速反应灵敏度低得多，导致体动念性能较差，并增加了成本。1.4提出研究问题提出研究问题 针对多翻转机构系统，在分析翻转机构的两组翻转油缸工作原理的基础上，设计改进液压电气系统、应用PID闭环控制式，以解决翻转过程平稳性以及翻转角度同步性等问题2、翻转系统控制原理2.1 翻转机构结构翻转机构结构2.1翻转机构翻转过程翻转机构翻转过程 A 表示为完全合模状态，B表示为翻转油缸经过换向点位置 (换向角度1)，C表示翻转油缸经

3、过换向点位置 (换向角度2) ，D表示为完全开模状态。通过翻转油缸 5 、6 的伸缩配合来实现 ，翻转机构 180的翻转 。2.3 翻转机构换向点计算翻转机构换向点计算规定完全合模时，角度标定为02.4 PID控制策略控制策略 PID 控制是目前应用最广泛的工业控制方式。由比例单元 P 、积分单元 I 和微分单元 D 组成。通过整定 ，K i和三个参数，使系统达到预想的效果。3 3、翻转控制系统设计、翻转控制系统设计3.1 两翻转机构液压控制系统设计如图4，翻转机构液压控制系统由两个翻转机构A 、B 、调速比例阀A S 、B S 、比例压力阀 CS 、4 个三位四通阀以及安装在每个油缸上的外空

4、浮动双向平衡 阀组成。翻转机构以开模过程为例，工作原理如下：翻转机构以开模过程为例，工作原理如下：（1）机构从完全合模到换向角度 1 (图2 AB )过程中，调节比例压力阀 cs 使系统具有足够的驱动压力，驱动系统压力根据驱动负载情况而定 。（2）换向角度1到换向角度2 (图 2 B C )过程中，比例阀A S、B S、CS不变。（3）换向角度 2 (图2 AB ) 到完全开模过程中，模具自重由阻力转换为动力，调整c s 至低压状态，降低系统压力，使翻转过程更加平稳。3.2 两翻转机构同步控制系统设计 系统同步控制主要运用P ID控制策略。使用P LC为系统电子控制单元。3.3 翻转机构换向角

5、度抖动分析与解决A 抖动原因抖动原因 抖动主要是由于系统液压压力冲击而造成的，究其原因主要由以下两点： （1）电磁阀组通断逻辑的改变B 解决方法解决方法 降低压力冲击是消除抖动的主要方法，故在控制系统中加入比例压力阀CS使系统压力处于可调节状态。 消除抖动可以极大地改善了翻转系统运行的平稳性，是系统设计的重大突破4、测试结果 本设计系统已经在国内某著名风电叶片制造厂进行了实验调试。经过调试采用 PI 控制即可满足同步性要气。在翻转机构运行起始阶段，现翻转角最大误差为 0.8，为PI控制误差峰值，随后角度误差趋于平稳并维持在0.3以 内 ，远低于规定的1.5，改善了翻转机构翻转的同步性。与原系统相比完全消除了在换向角度翻转机构大幅抖动的问题，使翻转机构旱匀速运动，一次开合时间为 7min，提高了翻转系统的平稳性。5、结论（1） 解决了翻转机构翻转速度不稳定现象；（2）创造性加入了比例压力阀，使整个液压系统驱