金风15MW液压系统及偏航系统剖析

风机液压系统和偏航系统的简介结构性讲解不代表实物孙伟1.5兆瓦风机液压系统总图主要零部件清单列表序号名称序号名称1油箱8液压功能块1.3液压泵电机8.1单向阀1.4油位传感器9叶轮锁定两位三通电磁换向阀块1.5加油孔10压力继电器1.8放油阀12偏航阀组14手泵12.1两位两通电磁换向阀3滤油器12.2偏航两位三通电磁换向阀3.1滤油器堵塞发讯器12.3节流阀3.2背压单向阀12.4偏航溢流阀4单向阀12.5单向阀5系统溢流阀12.6偏航截流手阀6系统压力表11液压功能块6.1截流手阀11.1滤油器7蓄能器11.2截流手阀7.1系统截流手阀

主要元件的结构及功能简介1.5兆瓦液压站使用的是柱塞泵蓄能器1.5兆瓦液压站的蓄能器是充气式皮囊式蓄能器蓄能器是用以储存油液的压力能，在需要时能将此能量释放出来完成有用功的装置。在液压系统中的主要作用如下：（1）储存液压能当液压系统的一个工作循环中不同阶段所需流量变化很大时，常采用蓄能器和一个流量较小的泵组成油源。若系统需要小流量，蓄能器将液压泵多余的流量储存起来；若系统短时间需要大流量，蓄能器将储存的油液释放出来和液压泵一起向系统供油。另外，在液压泵停止向系统供油时，蓄能器把储存的压力油供给系统，补充系统泄漏或保持系统恒定压力，还有在液压泵源发生故障时作应急能源使用。（2）吸收压力冲击和压力脉动在液压系统中，蓄能器用于吸收由于液流速度急剧变化（如换向阀突然换向，外负载突然停止运动等）时产生的冲击压力，使压力冲击的峰值降低；液压泵的流量脉动会引起负载运动速度的不均匀，还会引起压力脉动，故负载速度要求较均匀的系统要在泵的出口处安装相应的蓄能器。提高系统工作的平稳性。（3）获得动态稳定性在液压伺服系统中，蓄能器用于降低系统的固有频率，增大阻尼系数和增高稳定裕度。从而提高了系统的动态稳定性。充气式蓄能器是用活塞、皮囊或隔膜把高压容器分隔为充气室和储油室，在气室中充以一定压力的干燥氮气等，储油室则接入液压系统，靠油室与气室之间的压差迫使气体产生弹性变形，从而使储油室储存或释放与气体变形容积相等的压力油液。充气式蓄能器结构如下蓄能器动作过程单向阀1.5兆风机液压站中使用的单向阀几种单向阀的纵剖结构图节流阀通过改变阀口通流面积的大小或通流通道的长短来改变液阻，控制通过阀的流量，达到调节执行元件运动速度的目的。溢流阀作用：（1)调压溢流在定量泵节流调速供油系统中，利用溢流阀将多余的油液排回油箱，调节弹簧的预紧力，也就调节了系统的工作压力。此时，溢流阀处于常开状态。（2)安全保护在定量泵或变量泵供油系统中，没有多余的油液需要排回油箱，溢流阀处于常闭状态。只有在系统过载时溢流阀才打开，防止系统压力进一步升高，以保障系统的安全。系统的工作压力由负载决定。图为直动式溢流阀的工作原理图。它由阀体、阀芯、调压弹簧、弹簧座、调节螺母等组成。进油口P接压力油，回油口T接油箱。1－阻尼孔2－阀体3－阀心4－弹簧座5－调节螺杆6－阀盖7－调压弹簧溢流阀动作过程1.5兆风机液压站上使用的溢流阀滤油器过滤器按过滤材料可分为表面型、深度型及磁性过滤器。它们对固体污染物的过滤作用是通过直接阻截和吸附来完成的。换向阀三位四通换向阀的动作过程电磁换向阀压力继电器压力继电器是利用液体的压力来启闭电气触点的液压电气转换元件。当系统压力达到压力继电器的调定值时，发出电信号，使电气元件（如电磁铁、电机、时间继电器、电磁离合器等）动作，使油路卸压、换向，执行元件实现顺序动作，或关闭电动机使系统停止工作，起安全保护作用等。压力继电器有柱塞式、膜片式、弹簧管式和波纹管式四种结构形式。下面对柱塞式压力继电器（见图）的工作原理作一介绍：外面的压力通过小柱塞与压在滑块上的弹簧力平衡，柱塞上的压力由弹簧力的大小而定，弹簧力可由另一侧的螺帽（或滚花手轮）来调节，调好后可用一锁紧螺丝锁紧。滑块在弹簧力作用下使微动开关处在压下状态，而当作用在小柱塞另一侧的外部压力达到调定值时，小柱塞推动滑块移动，释放微动开关。

1.5兆风机液压站上的压力继电器过滤器堵塞发讯器过滤器的发信装置有机械式、磁铁式和电信号式等几种形式。图6-4a为磁铁式发信装置：正常情况下，磁铁4和活塞5在弹簧6作用下处于上部位置，当滤芯压差增加到一定值时，作用于活塞5的力足以克服上下磁铁间的吸力和弹簧6的弹力而使活塞5向下移动，磁铁4和2不能吸合，此时红色指示帽1在弹簧3作用下向上跳出，显示出红色发信信号。图6-4b为电信号式发信装置原理图：正常情况下，磁铁11和活塞10在弹簧9作用下处于左边位置：当滤芯压差增大到某一定值时，推动活塞10和磁铁11向右移，当磁铁移动到干簧管8中部，使干簧管内部的两片软磁合金材料接点磁化而闭和，接通电源，发出报警信号。信号可以是灯光或声响，也可以通过控制装置使系统停止工作。至此液压站上的元件（除手泵、压力表、连接管和截流手阀以外），都把它们的基本结构简单的介绍给大家了。虽然与实际形状不同，但基本结构是一样的，功能是一样的，在1.5兆瓦风机中的动作过程及液压系统的故障分析详见word版的《1.5M液压与偏航系统分析》。1.5兆瓦风机液压站外型图片1.5兆瓦风机偏航系统

1.5兆瓦风机的偏航系统（除液压站外）包括：偏航电机、偏航减速器、机舱位置传感器、偏航加脂器、毛毡齿润滑器、偏航轴承、偏航刹车闸、偏航刹车盘。偏航轴承采用四点接触球转盘轴承结构。偏航电机是多极电机，电压等级为400V，内部绕组接线为星形。电机的轴末端装有一个电磁刹车装置，用于在偏航停止时使电机锁定，从而将偏航传动锁定。附加的电磁刹车手动释放装置，在需要时可将手柄抬起刹车释放。偏航刹车闸为液压盘式，由液压系统提供约140～160bar的压力，使刹车片紧压在刹车盘上，提供足够的制动力。偏航时，液压释放但保持24bar的余压，这样一来，偏航过程中始终保持一定的阻尼力矩，大大减少风机在偏航过程中的冲击载荷。偏航刹车盘是一个固定在偏航轴承上的圆环。偏航减速器为一个行星传动的齿轮箱，将偏航电机发出的高转速低扭矩动能转化成低转速高扭矩动能。凸轮计数器内是一个10千欧姆的环形电阻，风机通过电阻的变化，确定风机的偏航角度并通过其电阻的变化计算偏航的速度。偏航加脂器负责给偏航轴承的润滑加脂的工作。毛毡齿润滑器负责给偏航齿的润滑。偏航系统的润滑部分1—自动加脂器，2—溢流阀，3—油管，4—渐进式分油器，5—渐进式分油器，7—油管连接对丝，8—堵丝，9—三通，15—弯头，21—毛毡齿润滑器自动加脂器、毛毡齿润滑器及渐进式分油器渐进式分油器渐进式分油器的结构及工作原理偏航系统主要包括3个偏航驱动机构、一个经特殊设计的带外齿圈的四点接触球轴承(即偏航轴承）、偏航保护以及一套偏航刹车机构组成。偏航刹车分为两部分。一为与偏航电机轴直接相连的电磁刹车，另一为液压闸，在偏航刹车时，由液压系统提供约140～160bar的压力，使与刹车闸液压缸相连的刹车片紧压在刹车盘上，提供制动力。偏航时，液压释放但保持20～40bar的余压，这样，偏航过程中始终保持一定的阻尼力矩，大大减少风机在偏航过程中的冲击载荷使齿轮破坏。偏航系统结构见下图：偏航刹车闸偏航电机偏航电机是多极电机，电压等级为400V，内部绕组接线为星