風力發(fā)電機組原理應用課件第5章

1、第五章變槳距、偏航與輔助系統(tǒng)第五章變槳距、偏航與輔助系統(tǒng)第一節(jié)變槳距系統(tǒng)第二節(jié)偏航系統(tǒng)第三節(jié)液壓系統(tǒng)第四節(jié)潤滑與溫控第一節(jié)變槳距系統(tǒng)第二節(jié)偏航系統(tǒng)第三節(jié)液壓系統(tǒng)第四第一節(jié)變槳距系統(tǒng)一、液壓變槳距系統(tǒng)二、電動變槳距系統(tǒng)三、電-液變槳距系統(tǒng)四、變槳距系統(tǒng)的控制五、葉片載荷的采集第一節(jié)變槳距系統(tǒng)一、液壓變槳距系統(tǒng)二、電動變槳距系統(tǒng)三一、液壓變槳距系統(tǒng)1.液壓變槳距系統(tǒng)的組成一、液壓變槳距系統(tǒng)1.液壓變槳距系統(tǒng)的組成一、液壓變槳距系統(tǒng)圖5-1液壓變槳距系統(tǒng)的組成2.獨立變槳距執(zhí)行機構一、液壓變槳距系統(tǒng)圖5-1液壓變槳距系統(tǒng)的組成2.獨立變槳一、液壓變槳距系統(tǒng)圖5-2獨立液壓變槳距系統(tǒng)外形一、液壓變槳距

2、系統(tǒng)圖5-2獨立液壓變槳距系統(tǒng)外形一、液壓變槳距系統(tǒng)圖5-32MW獨立液壓變槳距3.統(tǒng)一變槳距執(zhí)行機構一、液壓變槳距系統(tǒng)圖5-32MW獨立液壓變槳距3.統(tǒng)一變槳一、液壓變槳距系統(tǒng)圖5-4統(tǒng)一液壓變槳距系統(tǒng)執(zhí)行機構4.變距軸承一、液壓變槳距系統(tǒng)圖5-4統(tǒng)一液壓變槳距系統(tǒng)執(zhí)行機構4.變一、液壓變槳距系統(tǒng)圖5-5變距軸承a)單排滾子軸承b)單排球軸承c)雙排球軸承d)三排滾子軸承一、液壓變槳距系統(tǒng)圖5-5變距軸承a)單排滾子軸承b)二、電動變槳距系統(tǒng)1.總體結構二、電動變槳距系統(tǒng)1.總體結構二、電動變槳距系統(tǒng)圖5-6電動變槳距系統(tǒng)的總體構成二、電動變槳距系統(tǒng)圖5-6電動變槳距系統(tǒng)的總體構成二、電動變

3、槳距系統(tǒng)圖5-7變距集電環(huán)內(nèi)部結構二、電動變槳距系統(tǒng)圖5-7變距集電環(huán)內(nèi)部結構二、電動變槳距系統(tǒng)圖5-8變距集電環(huán)外形2.單元組成二、電動變槳距系統(tǒng)圖5-8變距集電環(huán)外形2.單元組成二、電動變槳距系統(tǒng)圖5-9電動變槳距系統(tǒng)執(zhí)行機構a)執(zhí)行機構組件b)執(zhí)行機構安裝二、電動變槳距系統(tǒng)圖5-9電動變槳距系統(tǒng)執(zhí)行機構a)執(zhí)行二、電動變槳距系統(tǒng)3.伺服電動機二、電動變槳距系統(tǒng)3.伺服電動機二、電動變槳距系統(tǒng)表5-13種伺服電動機的比較二、電動變槳距系統(tǒng)表5-13種伺服電動機的比較二、電動變槳距系統(tǒng)圖5-10電動變槳距控制系統(tǒng)外形二、電動變槳距系統(tǒng)圖5-10電動變槳距控制系統(tǒng)外形二、電動變槳距系統(tǒng)圖5-1

4、1直流伺服電動機二、電動變槳距系統(tǒng)圖5-11直流伺服電動機二、電動變槳距系統(tǒng)圖5-12三相永磁同步電動機控制結構框圖4.變距軸承二、電動變槳距系統(tǒng)圖5-12三相永磁同步電動機控制結構框圖二、電動變槳距系統(tǒng)圖5-13變距傳感器二、電動變槳距系統(tǒng)圖5-13變距傳感器三、電-液變槳距系統(tǒng)圖5-14電-液變槳距機構原理圖三、電-液變槳距系統(tǒng)圖5-14電-液變槳距機構原理圖四、變槳距系統(tǒng)的控制圖5-15電-液變槳距機構四、變槳距系統(tǒng)的控制圖5-15電-液變槳距機構四、變槳距系統(tǒng)的控制圖5-16風力機起動時變槳距控制流程圖四、變槳距系統(tǒng)的控制圖5-16風力機起動時變槳距控制流程圖四、變槳距系統(tǒng)的控制圖5-

5、17風力機運行時變槳距控制流程圖四、變槳距系統(tǒng)的控制圖5-17風力機運行時變槳距控制流程圖五、葉片載荷的采集圖5-18葉片載荷采集系統(tǒng)示意圖五、葉片載荷的采集圖5-18葉片載荷采集系統(tǒng)示意圖第二節(jié)偏 航 系 統(tǒng)一、偏航系統(tǒng)的功能二、偏航系統(tǒng)的組成和工作原理三、執(zhí)行機構四、偏航系統(tǒng)的控制第二節(jié)偏 航 系 統(tǒng)一、偏航系統(tǒng)的功能二、偏航系統(tǒng)的組成一、偏航系統(tǒng)的功能一、偏航系統(tǒng)的功能二、偏航系統(tǒng)的組成和工作原理圖5-19偏航系統(tǒng)二、偏航系統(tǒng)的組成和工作原理圖5-19偏航系統(tǒng)三、執(zhí)行機構圖5-20偏航系統(tǒng)的執(zhí)行機構a)外齒形式b)內(nèi)齒形式c)安裝圖三、執(zhí)行機構圖5-20偏航系統(tǒng)的執(zhí)行機構a)外齒形式b三

6、、執(zhí)行機構圖5-21偏航軸承和齒圈的結構a)外齒形式b)內(nèi)齒形式1.偏航軸承2.偏航驅(qū)動三、執(zhí)行機構圖5-21偏航軸承和齒圈的結構a)外齒形式三、執(zhí)行機構圖5-22偏航驅(qū)動裝置三、執(zhí)行機構圖5-22偏航驅(qū)動裝置三、執(zhí)行機構圖5-22偏航驅(qū)動裝置3.偏航制動三、執(zhí)行機構圖5-22偏航驅(qū)動裝置3.偏航制動三、執(zhí)行機構圖5-23偏航制動裝置三、執(zhí)行機構圖5-23偏航制動裝置四、偏航系統(tǒng)的控制1.偏航控制的硬件四、偏航系統(tǒng)的控制1.偏航控制的硬件四、偏航系統(tǒng)的控制圖5-24偏航制動器四、偏航系統(tǒng)的控制圖5-24偏航制動器四、偏航系統(tǒng)的控制圖5-25偏航控制器2.偏航控制的軟件四、偏航系統(tǒng)的控制圖5-2

7、5偏航控制器2.偏航控制的軟件四、偏航系統(tǒng)的控制圖5-26偏航系統(tǒng)工作流程四、偏航系統(tǒng)的控制圖5-26偏航系統(tǒng)工作流程四、偏航系統(tǒng)的控制(1)自動偏航功能當偏航系統(tǒng)收到中心控制器發(fā)出的需要自動偏航的信號后，連續(xù)3min時間內(nèi)檢測風向情況，若風向確定，同時機艙不處于對風位置，松開偏航制動，起動偏航電動機運轉(zhuǎn)，開始偏航對風程序，同時偏航計數(shù)器開始工作，根據(jù)機艙所要偏轉(zhuǎn)的角度，使風輪軸線方向與風向基本一致。(2)手動偏航功能手動偏航控制包括頂部機艙控制、面板控制和遠程控制偏航3種方式。(3)自動解纜功能自動解纜功能是偏航控制器通過檢測偏航角度、偏航時間及偏航傳感器，使發(fā)生扭轉(zhuǎn)的電纜自動解開的控制過程

8、。(4)90側風功能風力發(fā)電機組的90側風功能是在風輪過速或遭遇切出風速以上的大風時，控制系統(tǒng)為了保證風力發(fā)電機組的安全，控制系統(tǒng)對機艙進行90側風偏航處理。四、偏航系統(tǒng)的控制(1)自動偏航功能當偏航系統(tǒng)收到中心控制四、偏航系統(tǒng)的控制3.偏航傳感器(1)解繞傳感器解繞傳感器用來限制風力發(fā)電機組電纜扭轉(zhuǎn)的次數(shù)。四、偏航系統(tǒng)的控制3.偏航傳感器四、偏航系統(tǒng)的控制圖5-27解繞傳感器四、偏航系統(tǒng)的控制圖5-27解繞傳感器四、偏航系統(tǒng)的控制圖5-28安裝方式a)水平視圖b)垂直視圖四、偏航系統(tǒng)的控制圖5-28安裝方式a)水平視圖b)垂四、偏航系統(tǒng)的控制(2)偏航方向傳感器偏航方向傳感器是兩個并排安放的

9、接近開關，安裝方式如圖5-28所示，其中圖5-28b所示是從下向上看的視圖。四、偏航系統(tǒng)的控制(2)偏航方向傳感器偏航方向傳感器是兩個四、偏航系統(tǒng)的控制圖5-29判斷偏航方向的方法四、偏航系統(tǒng)的控制圖5-29判斷偏航方向的方法第三節(jié)液 壓 系 統(tǒng)一、液壓元件二、定槳距機組液壓系統(tǒng)三、變槳距機組液壓系統(tǒng)第三節(jié)液 壓 系 統(tǒng)一、液壓元件二、定槳距機組液壓系統(tǒng)第三節(jié)液 壓 系 統(tǒng)圖5-30風力發(fā)電機組液壓站第三節(jié)液 壓 系 統(tǒng)圖5-30風力發(fā)電機組液壓站一、液壓元件1.液壓泵(1)液壓泵分類及工作原理液壓泵是能量轉(zhuǎn)換裝置，用來向液壓系統(tǒng)輸送壓力油，推動執(zhí)行元件做功。一、液壓元件1.液壓泵(1)液壓泵

10、分類及工作原理液壓泵是一、液壓元件圖5-31齒輪泵a)解剖圖b)原理圖一、液壓元件圖5-31齒輪泵a)解剖圖b)原理圖一、液壓元件(2)液壓泵的性能參數(shù)額定壓力、理論排量、功率和效率是液壓泵的主要性能參數(shù)。1)液壓泵的工作壓力和額定壓力：液壓泵的工作壓力是指液壓泵實際工作時輸出油液的壓力，它是油液克服阻力而建立起來的壓力。一、液壓元件(2)液壓泵的性能參數(shù)額定壓力、理論排量、功率一、液壓元件圖5-32液壓泵的圖形符號a)定量泵b)變量泵一、液壓元件圖5-32液壓泵的圖形符號a)定量泵b)變一、液壓元件2)液壓泵的理論排量和流量：液壓泵的理論排量是指泵軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，按其幾何尺寸計算出的排出液體的體

11、積。3)液壓泵的功率和效率：功率是指單位時間所做的功，用P表示。2.液壓閥(1)方向控制閥方向控制閥(簡稱方向閥)用來控制液壓系統(tǒng)的油流方向，接通或斷開油路，從而控制執(zhí)行機構的起動、停止或改變運動方向。1)普通單向閥又稱逆止閥，它控制油液只能沿一個方向流動，不能反向流動，它由閥體、閥心和彈簧等零件構成。2)帶有控制口的單向閥稱為液控單向閥，當控制口(K)通壓力油時，油液也可以反向流動，圖5-34為液控單向閥的工作原理圖和圖形符號。一、液壓元件2)液壓泵的理論排量和流量：液壓泵的理論排量是指一、液壓元件圖5-33單向閥一、液壓元件圖5-33單向閥一、液壓元件圖5-34液控單向閥一、液壓元件圖5-

12、34液控單向閥一、液壓元件圖5-35電磁換向閥a)、b)、c)工作原理圖d)圖形符號一、液壓元件圖5-35電磁換向閥a)、b)、c)工作原理一、液壓元件3)換向閥的作用是利用閥心相對于閥體的運動，來控制液流方向、接通或斷開油路，從而改變執(zhí)行機構的運動方向、起動或停止。一、液壓元件3)換向閥的作用是利用閥心相對于閥體的運動，來控一、液壓元件表5-2換向閥示例一、液壓元件表5-2換向閥示例一、液壓元件表5-2換向閥示例(2)壓力控制閥一、液壓元件表5-2換向閥示例(2)壓力控制閥一、液壓元件圖5-36直動型溢流閥a)球閥b)錐閥c)圖形符號1閥心2閥體3調(diào)壓彈簧4調(diào)壓手輪一、液壓元件圖5-36直動

13、型溢流閥a)球閥b)錐閥c一、液壓元件1)常用溢流閥有直動型和先導型兩種。2)溢流閥的主要功用 在定量泵節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中用來保持液壓泵出口壓力恒定，并將泵輸出多余油液放回油箱，起穩(wěn)壓溢流作用,此時稱為定壓閥(見圖5-37a)。 當系統(tǒng)負載達到其限定壓力時，打開閥口，使系統(tǒng)壓力再也不能上升，對設備起到安全保護作用,此時稱為安全閥(見圖5-37b)。 溢流閥與電磁換向閥集成稱為電磁溢流閥，電磁溢流閥可以在執(zhí)行機構不工作時使泵卸載(見圖5-37c)。一、液壓元件1)常用溢流閥有直動型和先導型兩種。2)溢流閥一、液壓元件圖5-37溢流閥的作用a)定壓溢流b)限壓安全c)卸荷回路3)減壓閥用于降低系統(tǒng)中某

14、一回路的壓力。一、液壓元件圖5-37溢流閥的作用a)定壓溢流b)限壓一、液壓元件4)壓力繼電器是利用液體壓力來啟閉電器觸點的液電信號轉(zhuǎn)換元件，用于當系統(tǒng)壓力達到壓力繼電器設定壓力時，發(fā)出電信號，控制電氣元件動作，實現(xiàn)系統(tǒng)的工作程序切換。一、液壓元件4)壓力繼電器是利用液體壓力來啟閉電器觸點的液電一、液壓元件圖5-38減壓閥一、液壓元件圖5-38減壓閥一、液壓元件圖5-39壓力繼電器一、液壓元件圖5-39壓力繼電器一、液壓元件(3)流量控制閥在液壓系統(tǒng)中用來控制液體流量的閥類統(tǒng)稱為流量控制閥，簡稱為流量閥。一、液壓元件(3)流量控制閥在液壓系統(tǒng)中用來控制液體流量的一、液壓元件圖5-40節(jié)流閥a)

15、剖面圖b)圖形符號c) 應用節(jié)流閥的回路一、液壓元件圖5-40節(jié)流閥a)剖面圖b)圖形符號c一、液壓元件(4)電液伺服閥電液伺服閥是一種根據(jù)輸入電信號連續(xù)成比例地控制系統(tǒng)流量和壓力的液壓控制閥。一、液壓元件(4)電液伺服閥電液伺服閥是一種根據(jù)輸入電信號一、液壓元件圖5-41噴嘴擋板式電液伺服閥a)結構b)圖形符號一、液壓元件圖5-41噴嘴擋板式電液伺服閥a)結構b)一、液壓元件(5)電液比例閥電液比例閥是用比例電磁鐵代替普通電磁換向閥電磁鐵的液壓控制閥。一、液壓元件(5)電液比例閥電液比例閥是用比例電磁鐵代替普一、液壓元件圖5-42電液比例閥a)結構b)圖形符號1閥體2比例電磁鐵3反饋傳感器4

16、閥心5復位彈簧一、液壓元件圖5-42電液比例閥a)結構b)圖形符號一、液壓元件圖5-43比例閥閥心位置控制a)原理圖b)位置傳感器一、液壓元件圖5-43比例閥閥心位置控制a)原理圖b)一、液壓元件圖5-44比例放大器一、液壓元件圖5-44比例放大器一、液壓元件圖5-45液壓缸a)解剖圖b)圖形符號一、液壓元件圖5-45液壓缸a)解剖圖b)圖形符號一、液壓元件圖5-46液壓缸的差動連接3.液壓缸一、液壓元件圖5-46液壓缸的差動連接3.液壓缸一、液壓元件4.輔助元件(1)蓄能器在液壓系統(tǒng)中，蓄能器用來儲存和釋放液體的壓力能。一、液壓元件4.輔助元件(1)蓄能器在液壓系統(tǒng)中，蓄能器一、液壓元件圖5

17、-47蓄能器a)活塞式b)氣囊式c)隔膜式d)圖形符號一、液壓元件圖5-47蓄能器a)活塞式b)氣囊式c)一、液壓元件(2)過濾器液壓油中含有雜質(zhì)是造成液壓系統(tǒng)故障的重要原因。一、液壓元件(2)過濾器液壓油中含有雜質(zhì)是造成液壓系統(tǒng)故障一、液壓元件圖5-48過濾器a)解剖圖b)圖形符號一、液壓元件圖5-48過濾器a)解剖圖b)圖形符號一、液壓元件(3)油箱油箱是液壓油的儲存器。一、液壓元件(3)油箱油箱是液壓油的儲存器。一、液壓元件圖5-49油箱a)解剖圖b)圖形符號一、液壓元件圖5-49油箱a)解剖圖b)圖形符號一、液壓元件(4)熱交換器液壓系統(tǒng)部分能量損失轉(zhuǎn)換為熱量以后，會使油液溫度升高，粘

18、度下降，泄漏傾向增加。一、液壓元件(4)熱交換器液壓系統(tǒng)部分能量損失轉(zhuǎn)換為熱量以一、液壓元件圖5-50管式水冷卻器一、液壓元件圖5-50管式水冷卻器一、液壓元件圖5-51電加熱器一、液壓元件圖5-51電加熱器一、液壓元件(5)密封裝置密封裝置用來防止系統(tǒng)油液的內(nèi)外泄漏，以及外界灰塵和異物的侵入，保證系統(tǒng)建立必要壓力。一、液壓元件(5)密封裝置密封裝置用來防止系統(tǒng)油液的內(nèi)外泄二、定槳距機組液壓系統(tǒng)圖5-52定槳距機組液壓系統(tǒng)1油箱2液壓泵3電動機4濾油器5油位指示器6溢流閥7單向閥8蓄能器9壓力繼電器10壓力表開關11壓力表12、13、16電磁換向閥14制動器15突開閥17溢流閥18液壓缸19旋

19、轉(zhuǎn)接頭二、定槳距機組液壓系統(tǒng)圖5-52定槳距機組液壓系統(tǒng)1油三、變槳距機組液壓系統(tǒng)圖5-53變槳距機組液壓系統(tǒng)1油箱2油位開關3空氣濾清器4溫度傳感器5液壓泵6聯(lián)軸器7電動機8主閥塊9壓力測試口10濾油器11單向閥12壓力傳感器13溢流閥14壓力表15壓力表接口16蓄能器17節(jié)流閥18截止閥19、21電磁換向閥20比例閥22減壓閥23壓力繼電器24液控單向閥25液壓缸26手動活塞泵27制動器三、變槳距機組液壓系統(tǒng)圖5-53變槳距機組液壓系統(tǒng)1油三、變槳距機組液壓系統(tǒng)1.動力部分2.變距機構的控制(1)液壓系統(tǒng)在風電機組運行和暫停時的工作狀態(tài)液壓系統(tǒng)在風電機組運行和暫停時，電磁換向閥(19-1)的電磁鐵、電磁換向閥(19-2)的電磁鐵和電磁換向閥(21-1)的電磁鐵通電。(2)液壓系統(tǒng)在風電機組關機和緊急關機時的工作狀態(tài)當關機指令發(fā)出后，電磁換向閥(19-1)的電磁鐵、電磁換向閥(19-2)的電磁鐵和電磁換向閥(21-1)的電磁鐵失電，液控單向閥(24)反向關閉。3.主傳動制動器的控制三、變槳距機組液壓系統(tǒng)1.動力部分2.變距機構的控制(1第四節(jié)潤滑與溫控一、潤滑二、溫度控制第四節(jié)潤滑與溫控一、潤滑二、溫度