[實用新型]一種液壓傳動型風力發電機組

有效

• 申請號: 201720312013.1
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN206738079U
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 魏列江;劉增光;趙宇陽;李仁年;楊國來;楊瑞;王剛
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: F03D15/00
• 分類號: F03D15/00;F03D9/25
• 代理公司: 北京市邦道律師事務所11437
• 代理人: 段君峰,曹琪

技術領域

本實用新型屬于風力發電控制技術領域，具體涉及一種液壓傳動型風力發電機組。

背景技術

近些年來，世界風電行業長足發展，在緩解能源、環境危機方面逐步發揮越來越重要的作用。目前，在實際運行中的風力發電機組主要有三種：增速齒輪箱—雙饋發電機系統、直驅—變流器系統以及液壓傳動系統。

增速齒輪箱—雙饋發電機系統，通過調節雙饋發電機的勵磁電流的幅值、頻率和相序，確保輸出電功率的恒頻恒壓。同時采用矢量變換控制技術，通過調節雙饋發電機有功功率對風輪的轉速進行調節，從而實現對最大風能的捕獲追蹤控制。但是，在通過增速齒輪箱進行變速操作時會發生機械抖動造成機械應力的增加，最終引起齒輪箱的故障。

直驅—變流器系統，通常采用低速永磁同步發電機。低速永磁同步發電機的轉速和電網頻率之間是剛性耦合的，這樣在風速小于切入風速或者大于切出風速時，這樣不僅給風力機帶來高負荷和沖擊力，而且存在入網電壓諧波大，易發生電網諧波振蕩，短時過載成本高以及對電網電壓支撐能力較弱的問題。

與采用增速齒輪箱—雙饋發電機系統和直驅—變流器系統的風力發電機組傳動系統相比，采用液壓傳動系統的風力發電機組，不僅省去了雙饋機型的齒輪箱，不用直驅機型龐大的永磁發電機，而且省掉了整流逆變裝置。這樣機艙內只放置液壓泵及附件，機艙內部的重量將大大減小，對吊裝需求降低，而且液壓馬達、發電機、油箱等設備放置在地面，運行維護更為方便。但是，由于液壓泵位于塔架上方的機艙內，油箱放置在底面上，兩者之間存在著較大的高度差。因此，在液壓泵從油箱內吸取油液的過程中，存在著液壓泵吸空的問題，從而影響整個液壓系統的正常工作，而且如果液壓泵長時間處于吸空狀態，將對液壓泵造成破壞。

實用新型內容

為了解決現有風力發電機組采用液壓系統時，在液壓泵吸取油液過程中存在著吸空的問題，本實用新型提出了一種液壓傳動型風力發電機組。該風力發電機組，包括主循環系統、地面補油系統、高空補油系統、主油箱以及風輪和發電機；其中，

所述主循環系統，包括液壓泵、變量馬達、高壓油路、低壓油路以及第一溢流閥；所述高壓油路位于所述液壓泵的出油口與所述變量馬達的進油口之間；所述低壓油路位于所述變量馬達的出油口與所述液壓泵的進油口之間；所述第一溢流閥位于所述高壓油路和所述低壓油路之間；

所述地面補油系統，包括補油泵、補油油路以及第二溢流閥和第三溢流閥；所述補油泵的進油口與所述主油箱連接；所述補油油路的一端與所述補油泵的出油口連接，另一端與所述低壓油路連接；所述第二溢流閥位于所述低壓油路和回油油路之間；所述第三溢流閥位于所述補油油路和所述回油油路之間；其中，所述回油油路與所述主油箱連接；

所述高空補油系統，包括高空補油箱、第一節流閥和第一截止閥；所述第一節流閥和所述第一截止閥串聯連接，并且位于所述高空補油箱和所述液壓泵的進油口之間；

所述風輪與所述液壓泵的輸入軸連接；

所述發電機與所述變量馬達的輸出軸連接。

優選的，該風力發電機組還包括壓力傳感器，且所述第一截止閥采用電磁截止閥；所述壓力傳感器位于所述液壓泵的進油口端，用于檢測所述液壓泵的進油口壓力并輔助控制所述第一截止閥的通斷。

優選的，所述主循環系統還包括穩壓蓄能器，所述穩壓蓄能器位于所述高壓油路中。

優選的，所述主循環系統還包括一個調速閥，所述調速閥位于所述穩壓蓄能器和所述變量馬達的進油口之間。

進一步優選的，所述補油泵采用變量泵結構。

優選的，該風力發電機組還包括第二截止閥，所述第二截止閥位于所述補油油路和所述回油油路之間。

與現有風力發電機組相比較，本實用新型液壓傳動型風力發電機組，具有以下有益效果：

本實用新型的液壓傳動型風力發電機組，采用了地面補油系統和高空補油系統相互配合的雙補油系統。其中，地面補油系統包括補油泵并且位于塔架下方的地面，補油泵通過吸取位于地面的主油箱內的油液，并克服由于塔架的高度產生的油液壓力向液壓泵的進油口進行油液補充；高空補油系統設有高空補油箱并位于塔架上方的機艙內，根據液壓泵的進油口壓力大小，高空補油箱內的油液在大氣壓的作用下對液壓泵的進油口端進行階段性補油。這樣在維持機艙整體重量和尺寸沒有較大的變化下，通過地面補油系統作為主補油，高空補油系統作為輔助補油的相互配合，極大地改善了液壓泵的吸空問題，提高了液壓系統的工作可靠性和使用壽命。

附圖說明