风电叶片模具液压翻转系统设计.pdf

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1、2014年第5期玻璃钢／复合材料79风电叶片模具液压翻转系统设计杨帅，尹秀云，胡文杰，郭文韬(中材科技风电叶片股份有限公司，北京102101)摘要：在大型风力发电叶片生产过程中，叶片模具液压翻转动作的控制对风力发电叶片质量及模具寿命起着至关重要的作用，因此在叶片生产过程中，对叶片模具开合模翻转动作的同步性及可靠性提出了严格的要求。本文主要介绍了大型风电叶片模具多翻转机构的液压及电气控制系统，详细分析了模具翻转过程中翻转油缸动作特性、电气控制等关键内容。该控制系统在实际应用中能够较好地解决大型风电叶片模具翻转过程同步性及可靠性等控

2、制难题。关键词：风电叶片；液压翻转；同步性中图分类号：TB332文献标识码：A文章编号：1003—0999(2014)05—0079—03风力发电作为清洁可再生能源之一，目前在国：模具重心内得到了迅速发展。风力发电叶片捕获风能资源为整个发电系统提供动力。随着风力发电单台装机功率逐步增大，叶片尺寸变大，叶片模具长度及重量也随之增加。大型风力发电叶片模具长度较长(超过70m)，对翻转系统承载负荷能力、翻转同步稳定性都提出了较高要求。传统的行车机械式翻转系统已不能满足大型风力发电叶片模具要求。目前，国内图1单个液压翻转机架与模具连接示

3、意图外普遍采用PLC控制比例阀开口度调整油泵输出1．2翻转系统工作原理分析油量实现多翻转臂(3个及以上)液压翻转系统的控因多个翻转机架结构及其在模具翻转过程中动制。此种方法在翻转过程中由于受模具自重较大、作类似，现对其中一个翻转机构进行动作分析。如模具长度较长等因素影响，在模具开合模过程中各图2所示为液压翻转机架几何示意图。个翻转臂存在同步性较差等问题，对模具造成较大奇异点影响，缩短了模具使用寿命。本文介绍一种基于变频电机进行闭环调速的多翻转臂液压自动开合模控制系统。1液压翻转系统结构及工作原理分析1．1翻转系统结构风电叶片模具

4、由迎风PS面(运动面)及背风sS面(固定面)构成，多个液压翻转机架分别与模具进行刚性连接，如图1所示为单个液压翻转机架与模具连接示意图。图2液压翻转机架几何示意图收稿日期：2O13_08-22作者简介杨帅(1985．)，男，主要从事电气工程及自动化控制系统、机电一体化、液压控制系统等方面的研究与设计工作。风电叶片模具液压翻转系统设计2014年5月图中，液压翻转油缸l及液压翻转油缸2下部L1=J一2D1R1cosT(4)铰接点分别与翻转机架底座固定部位通过销轴进行将公式(4)两端分别对时间求导，则：连接，液压翻转油缸1和液压翻转油

5、缸2上部铰接dLlDlRlsi“'7d点分别与翻转机架可翻转部位通过销轴进行连接，一dt一dtrs、图中对应位置分别为A1、B1、A2、B2。图中0为液D1R1sin叼—压翻转机架翻转部位中心轴。D1、D2分别为液压翻转油缸与翻转机架固定部位铰接点与中心轴0之同理，油缸2运行至奇异点y之前时，可计算液间的距离，R1、／12为液压翻转油缸与翻转机架可翻压油缸2中液压油的流体速度。转部位铰接点与中心轴0之间的距离。1、为翻转油缸下部铰接点到上部铰接点距离。2控制系统设计以开模动作为例，在模具翻转过程中，液压翻转系统在操作过程中，可以

6、选择遥控器操作控制机架要先后经过、y两个奇异点，当翻转油缸1经或者触摸屏控制两种方式，有效解决了工业现场强过奇异点前，油缸1和油缸2有杆腔均伸长推动电磁干扰对无线遥控系统造成干扰无法正常使用难翻转机架进行翻转，到达奇异点时，油缸1有杆腔题。选择所需操作步骤如开模，则控制信号进人缸杆伸出长度达到最大值，此时翻转机构依靠油缸PLC中，PLC根据预编程序启动油泵并同时接通对2有杆腔缸杆推动进行翻转动作从而带动油缸1通应电磁阀线圈，模具开始进行翻转。在翻转过程中过该奇异点进行换向动作，此后油缸1有杆腔缸杆PLC自动检测各翻转机架角度传感

7、器信号并计算各始终执行回缩动作。在油缸2运动至奇异点l，之翻转机构平均角度值，若某个翻转机架角度值低于前，油缸2有杆腔缸杆均执行伸长动作，在运动到奇平均值，则PLC根据比例计算输出4—20mA电流信异点y时，油缸2有杆腔缸杆2伸出长度达到最大号使其对应变频器输出频率增加进行自动追赶，同值，此时翻转机架依靠油缸1有杆腔拉动进行翻转理若某个翻转机架角度值高于平均值则对应变频器动作并带动油缸2通过该奇异点进行换向动作。此输出频率降低。电气控制系统示意图如图3所示。后油缸1及油缸2有杆腔缸杆均执行回缩动作直至模具完全打开到位。1．3奇异

8、点角度计算由上述分析可知，油缸1到达奇异点时翻转角度设为，OA2、OB2之间夹角为，OB2、OA1之间夹角为0，则由余弦定理可知：D；+R一L；+0=COS一2Dl×R1=180。一(+)cos。图3电气控制系统不意图同理，油缸2到达奇异点时翻转角度为JB，则：