风电设备中液压技术的应用与分析.pdf

工业技术 60 风电设备中液压技术的应用与分析 刘　磊 , 王海霞 （巨力索具股份有限公司重工配件技术部 , 河北 徐水 072550） 摘　要：现代风机向大型化的方向快速发展，液压设备因其独有的特性在风电设备中应用广泛。本文讨论了液压技术在风电设备的制动系统、 变桨系统以及必威体育精装版的全液压风机等方面的应用，并对液压系统的油品、选材、维护等性能要求进行了分析。 关键词：风电设备；液压技术；应用 　　作为举世关注的绿色能源，风电产业迅猛发展，风电设备单机容 　　变桨系统的工作液压值通常设定在20MPa左右，不同风机设备制 量不断增大。液压设备由于单位体积小、自重小、可靠的控制精度以 造商生产的风机液压系统参数一般略有不同。如果风机上的液压站同 及良好的动态响应等特性在风电设备中应用广泛[1]。液压技术在风电 时供液压制动和液压变桨使用，并共用同一个液压油箱，则油箱容积 设备中的应用主要在风机的制动系统和变桨系统。近年来，全液压风 需要在100 L以上。 机的研究已经展开，这是大规模应用液压技术的全新概念风机，是风 电一个非常重要的发展趋势。 3　全液压风机 　　现代风机按传动方式分类，可分为齿轮箱式风机、直驱式风机和 1　风机制动系统 全液压风机三类。齿轮箱式风机由于齿轮箱制造困难，成本高，且故 　　风机制动系统包括高速轴制动器、偏航制动器和转子锁定装置， 障率高，维修困难。 一般由一台液压站通过不同的控制回路分别对其进行控制。如果风机 　　全液压风机具有如下特点： 仅制动系统采用液压控制，则液压站油箱容积较小，一般在10L左右 　　首先，风机传动系统具有很好的柔性和灵活性，并且机组承载大， 即可。 润滑好，机组设计寿命长。 　　高速轴制动。高速轴液压制动器一般设计为一个或两个，工作压 　　第二，全液压风机由于规避了大量机械部件及复杂的控制系统， 力在7-8MPa，主要功能是保护风机。风机未运行时，制动器由弹簧作 风机运行故障率低，故障停机时间很短，电能质量很高。 用使制动钳和刹车片夹紧高速轴制动盘，使风机处于停机状态。风机 　　第三，全液压风机在制造成本、采购成本、维护成本等方面都具 启动时，液压站向工作回路供油并使蓄能器充油，供油压力驱动制动 有很大的优势。 钳松开使刹车释放，风机启动。风机正常运行时，液压站处于停止状态， 　　第四，相比于其他两种类型的风机，在机舱重量方面大大降低， 蓄能器维持系统油压使制动器处于释放状态，由于泄漏等因素造成压 如现在常见的1.5 MW齿轮箱式风机仅齿轮箱重量在15t左右，机舱 力下降到设定值后，液压站启动向系统供油增压。风机正常或紧急停 总重可达60t；2 MW 直驱式风机仅发电机重量就接近100t，机舱总重 机时，液压系统卸荷，制动器在弹簧力作用下使刹车片加紧制动盘， 甚至达150t；而1.5 MW 全液压型风机的液压泵只有5 t重，机舱重量 风机停机。 相差非常悬殊。 　　偏航制动。偏航液压制动器一般设计为五个或六个，工作压力在 14.5-16MPa，主要功能是使风机对准风向以及解缆等。风向变化时， 4　风电设备液压系统分析 为使风轮正对风向，偏航系统启动并调整机舱方位角度。偏航过程中 　　由于风电设备一般位于偏远地区或沿海近海，气候条件十分恶劣， 为避免机组产生过激振动等问题，偏航制动必须提供与驱动力矩相匹 或风沙大，气候干燥；或盐雾大，腐蚀性强。这就对风电设备的可靠性、 配的阻尼力矩，该阻尼力矩由液压制动器提供。风机不偏航时，偏航 环境适应性、材料等的要求很高，液压系统也不例外。 制动系统自动锁紧使风机迎风运转。 　　首先，液压油方面，油品要求高清洁度，要有适宜环境及其变 　　转子锁定。风场的风机运行维护手册中均严格规定，工作人员如 化的黏度，要有良好的低温性能与黏温性能，要有良好的抗氧化性 需登上或进入轮毂，必须进行转子锁定以确保人员安全。转