《风力发电技术》课件-3.液压系统

风力机和风力发电技术液压系统液压系统风力发电机组液压系统是以液压体为介质，实现动力传输和运动控制的机械单元，它为风力发电机组中所有使用液压作为驱动力的装置提供动力。在定桨距（失速型）风力发电机组中，液压系统的主要作用是提供空气动力制动和机械制动的动力，控制机械与动力制动的开启，实现风力发电机组开机与停机。液压系统的作用在变桨距风力发电机组中，液压系统的主要作用是控制变桨距机构，实现风力发电机组功率控制，同时也用于机械制动和偏航制动。液压系统的作用1.液压系统的结构液压元件可分为动力元件,控制元件，执行元件，辅助元件和液压油。1.动力元件是将机械能转换为液体压力能;2.控制元件控制系统压力，流量，方向以及进行信号转换和放大；液压系统动力装置控制元件执行元件辅助装置液压油1.液压系统的结构3.执行元件是将流体的压力能转换为机械能，驱动各类机构；4.辅助元件为保证系统正常工作除上述三种原件外的装置；5.液压油是液压系统中传递能量的工作介质。液压系统动力装置控制元件执行元件辅助装置液压油2.液压系统的作用主要功能是为变浆控制装置、安全浆距控制装置、偏航驱动和制动装置、停机制动装置提供液压驱动力。

在定桨距风力发电机组中，液压系统的主要作用是驱动风力发电机组的气动刹车和机械刹车;在变桨距风力发电机组中，液压系统主要控制变距机构，实现风力发电机组的转速控制、功率控制，同时也制控机械刹车机构。液压系统具有传动平稳，功率密度大，容易实现无级变速，易于更换元件和过载保护可靠等优点，在大型风力发电机组中得到广泛的应用。3.液压系统的特点4.液压系统主要部件

液压系统的主要部件有液压泵、液压阀、液压缸、油箱、蓄能器、热交换器、密封装置。4.1液压泵

液压泵是能量转换装置，用与液压系统输送压力油，推动执行元件做工。

齿轮泵是液压泵的一种类型，他的工作原理：

两啮合的齿轮将泵体、前后盖板和齿轮包围的密闭容积分为两部分，齿轮进入啮合的一侧密闭容减小，经压油口排油，退出啮合的一侧密闭容积增大，经吸油口吸油。随着驱动轴的不断地旋转，泵也就不间断的输出高压油。4.2液压阀液压阀按其控制方式分为:开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。

开关控制阀最常见，是借助于液压控制液压油通路的开关，主要类型有：压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀。4.2.1压力控制阀

压力控制阀在液压系统中用来控制油液压力，或利用压力作为信号来控制执行元件和电气元件动作的阀称为压力控制阀，简称压力阀。

这类阀的共同特点是，利用油液压力作用在阀芯的力与弹簧力相平衡的原理进行工作的。

按压力控制阀在液压系统中的功用不同，可分为溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等。一、溢流阀

工作原理：原始状态，阀芯在弹簧压力作用下处于最下端位置，进出油口隔断，当液压力等于或大于弹簧压力时，阀芯上移，阀口开启，进口压力油经阀口流回油箱。

4.2.1压力控制阀溢流阀的作用:1.在定量泵节流调速系统中用来保持液压泵出口压力恒定，起到稳压溢流作用。2.当系统负载达到其限定压力时使系统压力不能上升4.2.1压力控制阀二、减压阀减压阀用于降低压力系统中某一回路的压力。它可以使出口压力基本稳定，并且可调。4.2.1压力控制阀

三、顺序阀在具有两个以上分支回路的系统中，根据回路的压力等来控制执行元件动作顺序的阀门。作用：控制多个执行元件的的顺序动作。顺序阀的工作原理和性能与溢流阀基本相同4.2.1压力控制阀四、压力继电器

压力继电器是利用液体压力来启闭电器触点的液电信号转换元件，用于当系统压力达到压力继电器设定压力时，发出信号，控制电气元件动作，实现系统的工作程序切换。压力继承器4.2.1压力控制阀4.2.2流量控制阀流量控制阀在液压系统中用来控制液体流量的阀类统称为流量控制阀，简称流量阀。

工作原理：它是靠改变控制口的大小，调节通过阀的液体流量，以改变执行元件的运动速度。

流量控制阀包括节流阀、调速阀和分流集流阀等。4.2.3方向控制阀方向控制阀用来控制液压系统的油流向，接通和断开油路，从而控制执行机构的启动、停止或改变运动方向。

方向控制阀有单向阀和换向阀两大类。一、普通单向阀（止回阀）普通单向阀它控制油液只能沿一个方向流动，不能反向流动，它由阀体、阀芯和弹簧等零件组成。4.2.3方向控制阀二、液控单向阀带控制口的单向阀称为液控单向阀，当控制口通压力油时，油液也可以反向流动。4.2.3方向控制阀三、换向阀换向阀的作用是利用阀芯相对阀体的运动来控制液流方向、接通或断开油路，从而改变执行机构的运动方向、启动或停止。

换向阀的种类很多，按操作阀芯运动的方式可为手动、机动、电磁动、液动、电液动等4.2.3方向控制阀三、换向阀4.2.3方向控制阀

四、电液伺服阀

电液伺服阀电液伺服阀是一种根据输入信号连续成比例的控制系统流量和压力的液压控制阀。

它将小功率的电信号转换为大功率的液压能输出，实现执行元件的位移、速度、加速度及力的控制。

电液伺服阀控制精度高，相应速度快,应用于精度要求较高的场合。4.2.3方向控制阀五、电液比例阀电液比例阀电液比例阀是用比例电磁铁代替普通电磁换向阀电磁铁的液压控制阀。

在动态特性上不如电液伺服阀，但在制造成本、抗污染能力等方面优于电液伺服阀。4.2.3方向控制阀4.3液压缸液压缸是执行元件，将输入的液压能转换为机械能的能量转换装置，它可以很方便的获得直线往复运动。液压变距风机液压系统中的液压缸有时采用差动连接。4.4辅助元件（油箱）作用：油箱是液压油的储存器，由于摩擦生热，油温升高，油液可以回到油箱中进行冷却，使油温控制在适当的范围内，油箱可以逸出油中的空气。油箱有两种形式：总体式：利用机体空腔做油箱，维修不变，散热差分离式：结构布置灵活，维修方便4.4辅助元件（过滤器）

过滤器液压油中含有杂质是造成液压系统故障的主要原因之一。因为杂质的存在会引起相对运动零件的急剧磨损、划伤、破坏配合表面的精度，颗粒过大时甚至会使阀芯卡死，节流阀节流口以及各阻尼小孔堵塞，造成元件动作失灵。

作用：

过滤器可净化油液中的杂质，控制油液的污染。4.4辅助元件（蓄能器）

工作原理：

当系统的压力高于蓄能器内液体的压力时，系统中的液体充进蓄能器中，直到蓄能器内外压力相等;反之当蓄能器内液体压力高于系统压力时，蓄能器内的液体流到系统中去，直到蓄能器内外压力平衡。作用：存储和释放液体的压力能，可作为辅助能源和应急能源使用，还可吸收压力脉动和减少液压冲击。4.4辅助元件（热交换器）油温高:粘度下降，泄漏倾向增加;密封老化，油液氧化。冷却器:风冷式、水冷式和冷媒式油温低:粘度大，设备起动困难，压力损失大，振动