兆瓦级风力发电机组液压制动系统的设计与应用

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1、液压气动与密封／2015年第02期doi：l0．3969~．issn．1008-0813．2015．02．016兆瓦级风力发电机组液压制动系统的设计与应用董连俊(大连华锐重工集团股份有限公司液压装备厂，辽宁大连116035)摘要：阐述了风力发电机组液压制动系统的工作原理，针对兆瓦级风力发电机组对液压制动系统的高集成化、高可靠性的要求，对液压制动系统进行深入研究探讨；针对现场实际应用中容易出现的问题进行了分析，并提出相应的解决方案。关键词：风力发电机组；液压系统；制动系统中图分类号：TH137文献标志码：A文章编号：1008—0813(2015)02—0042—04Designa

2、ndApplicationofHydraulicBrakeSystemforMega—wattGradedWindTurbineDONGLian-jun(HydraulicEquipmentPlantofDalianHuaruiHeavyIndustryGroupCo．，Ltd．，Dalian116035，China)Abstract：Forthepurposeofhighintegrationandhighreliability,thispaperintroducesprincipleofhydraulicbrakesystemforwindturbine，andconduc

3、tsin—depthresearchofthissystem．Accordingtoproblemsduringapplication，proposescorrespondingresolvingscheme．Keywords：windturbine；hydraulicsystem；brakesystemO引言安装位置不同，分为低速轴制动和高速轴制动。现以安装于风力发电机组高速轴位置的主动式液压制动系风能作为一种储量极其丰富的可再生能源，受到统为例，介绍主轴制动回路的原理，见图1。世界各国的高度重视。尤其是在倡导低碳经济的今天，风电市场快速发展，大型风力发电机组正朝着多样化和大

4、功率化方向不断前行。近年来，兆瓦级风力发电机组属于大型、重型装备，工作环境恶劣(低温、大风沙、潮湿等)，前期投入成本很高，通常风电机组需有20年以上的使用寿命。鉴于以上，风电机组在安全性方面有想防高的要求。制动系统是风力发电机组的重要安全装置，在风机的正常运行过程中发挥着不可替代的作用。国产变桨距风力发电机组的液压系统和刹车机构均是一个整体，主要功能是驱动风机偏航对风和紧急状态下对高速轴进行刹车，但不参与对桨距角的控制。在实际应用中，大型风力发电机组的主轴制动、偏航制动、风轮锁定等功能的实现依赖于小体积、大功率图1主轴制动回路原理图的液压系统。主轴制动器l1为主动式液压制动器，

5、当制动油缸内充人压力油时，制动器制动，泄压时制动器松闸。风1液压系统原理力发电机组正常运行发电时，电磁铁Y1、Y2同时得电，1．1主轴制动回路制动器12油缸内无压力油，制动器处于松闸状态；需要主轴制动系统是风力发电机组安全链上的重要装制动时，电磁铁Y1、Y2同时失电，压力油经电磁换向阀置，就主轴制动本身的型式而言，分为主动式液压制动7进入制动器油缸，实现制动。采用这种“失电制动”控和被动式液压制动两种；根据其在风力发电机组上的制方式的优点是，当出现系统掉电等故障时，主轴制动器能够及时制动，避免风机严重超速发生危险。节流收稿日期：2014—08—20阀10起延时制动的作用，防止主

6、轴制动器突然制动对基金项目：十二五国家科技支撑计划项目(2O12BAA0lB0o)风机传动链造成冲击，进而保护传动链上的部件不受作者简介：董连俊(1982一)，男，河北丰润人，工程师，硕士，现从事液压控制系统的设计研究工作。损害。42HydraulicsPneumatics&Seals／No．02．20151．2偏航制动回路杆腔，活塞杆伸出并进入锁紧孔内，实现对风轮的锁同一地区的风力和风向在不同时刻是不断变化定；电磁铁Y7得电，压力油进人风轮锁有杆腔，活塞杆的，为了最大限度地有效捕获和利用风能，风力发电机从锁紧孔退回，实现对风轮的解锁。组设置了偏航驱动器。偏航驱动是指使机舱相对

7、塔架旋转的机械装置，其目的是保持风力机正向迎风和背离风向或者在电缆过度纽缆时解缆。偏航制动器一般为主动式液压制动器。按照风力发电机组的工况要求，偏航制动器有三种工作状态：完全刹车、半刹、松闸。当风力发电机组正常发电时，需要风轮正向迎风，此时利用偏航制动器的完全刹车状态使风轮固定；当风向改变，需要对风时，风轮在偏航驱动电机的作用下实现偏航，为了防止偏航时产生振动，同时保证偏航位置的精准性，偏航制动器仍需提供图3风轮锁定回路原理图一定的摩擦阻尼；为了防止偏航过程中电缆过度扭曲，2液压系统整体设计