求風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)知識及風(fēng)電液壓應(yīng)用--1？

風(fēng)機(jī)噪聲將隨葉尖速度急劇上升. 對一定的功率而言，傳動鏈負(fù)載與噪聲之間存在此消彼長的關(guān)系，對于陸地風(fēng)場，噪聲是一個(gè)主要的制約；離陸地30公里以外的海上風(fēng)場的風(fēng)機(jī)噪聲不會如此敏感；

另外，風(fēng)力資源和大型傳動部件的運(yùn)輸都是海上風(fēng)力發(fā)電發(fā)展的理由。

3、大功率風(fēng)機(jī)的葉片槳距是連續(xù)變化的，未來變槳調(diào)節(jié)控制將成為標(biāo)配。

4、變速恒頻，利用變速恒頻發(fā)電方式，風(fēng)力機(jī)就可以改恒速運(yùn)行為變速運(yùn)行，這樣就可能使風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速的變化而變化，使其保持在一個(gè)恒定的最佳葉尖速比，使風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用系數(shù)在額定風(fēng)速以下的整個(gè)運(yùn)行范圍內(nèi)都處于最大值。

5、采用直接驅(qū)動發(fā)電機(jī)

在原理上通過轉(zhuǎn)子滑環(huán)與勵(lì)磁電路達(dá)到同步，風(fēng)力發(fā)電機(jī)直接與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子聯(lián)接而取消齒輪箱的優(yōu)勢是降低的設(shè)備投資、減小了機(jī)艙重量、傳動鏈效率損失、維修成本及維修停機(jī)時(shí)間；

六、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備液壓及密封應(yīng)用

一）、風(fēng)電液壓系統(tǒng)

風(fēng)機(jī)是有許多轉(zhuǎn)動部件的。機(jī)艙在水平面旋轉(zhuǎn)，隨時(shí)跟風(fēng)。風(fēng)輪沿水平軸旋轉(zhuǎn)，以便產(chǎn)生動力。在變槳矩風(fēng)機(jī)，組成風(fēng)輪的葉片要圍繞根部的中心軸旋轉(zhuǎn)，以便適應(yīng)不同的風(fēng)況。在停機(jī)時(shí)，葉片尖部要甩出，以便形成阻尼。液壓系統(tǒng)就是用于調(diào)節(jié)葉片槳矩、阻尼、停機(jī)、剎車等狀態(tài)下使用。

1、驅(qū)動系統(tǒng)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)使用兩個(gè)驅(qū)動系統(tǒng)，即制動系統(tǒng)(偏轉(zhuǎn)器和主軸一高速軸回轉(zhuǎn)系統(tǒng))和葉片角度控制及機(jī)艙偏轉(zhuǎn)器回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)。制動系統(tǒng)用液壓控制，而葉片和偏轉(zhuǎn)器的控制則用液壓或電氣驅(qū)動方式。采用那一種傳動的爭論在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)中也不例外。至于采用液壓還是電氣來控制葉片角度的輸出功率、速度或頻響，一般取決于制造廠家的經(jīng)驗(yàn)而定。

2、變槳控制系統(tǒng)

葉片角度（變槳）控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)主要應(yīng)考慮當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)遇到像臺風(fēng)等強(qiáng)風(fēng)力時(shí)，機(jī)組能立即停止運(yùn)行，以使電源中斷，而此時(shí)的葉片需要控制在和風(fēng)向相平行的位置上，確保葉片不再轉(zhuǎn)動，電源中斷后，機(jī)組的能量貯存系統(tǒng)開始工作，如液壓蓄能器或蓄電池。用液壓控制時(shí)，用液壓直線驅(qū)動器(液壓缸)，用電氣控制時(shí)，采用電氣回轉(zhuǎn)式驅(qū)動器。裝在主軸內(nèi)的液壓直線驅(qū)動器，及停止時(shí)應(yīng)用的蓄能器也裝在軸內(nèi)。

國外液壓直線驅(qū)動器是將液壓、電子、電氣的優(yōu)點(diǎn)融合在一起的液壓直線驅(qū)動裝置（Electro-hydraulic system），簡稱Hybrid 系統(tǒng)，這種系統(tǒng)節(jié)能是值得提倡。

這種由液壓缸、液壓泵、AC 馬達(dá)、蓄能器、電磁閥、傳感器和動力源組成的集成式電氣液壓伺服驅(qū)動系統(tǒng)具有動態(tài)性能好，輸出功率大，電氣安裝性和維護(hù)性好等優(yōu)點(diǎn)。它可以降低液壓系統(tǒng)的缺點(diǎn)，如漏油和油污染的影響，使可靠性得到顯著提高，而當(dāng)電力中斷時(shí)，又能充分顯示出液壓傳動的優(yōu)點(diǎn)，即和液壓缸串聯(lián)的液壓缸，從蓄能器獲得供油，使葉片迎風(fēng)面和風(fēng)向平行，使葉輪停止轉(zhuǎn)動。液壓系統(tǒng)由帶位置傳感器的液壓缸和雙向供油的齒輪泵直接供油，中間沒有閥，減少了壓力損失和漏油點(diǎn)，這種系統(tǒng)比伺服控制系統(tǒng)節(jié)能40％以上。

除上述Hybrid 系統(tǒng)外，在國外，葉片角度控制和偏轉(zhuǎn)器回轉(zhuǎn)也有采用直線式電液伺服比例液壓缸和回轉(zhuǎn)型液壓比例伺服驅(qū)動馬達(dá)的。這些系統(tǒng)具有動靜態(tài)性能好，壽命長等優(yōu)點(diǎn)，但在節(jié)省能耗和油液污染度等方面較Hybrid 系統(tǒng)差。

目前世界各大公司提供的風(fēng)電液壓系統(tǒng)，廣泛采用比例伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)。AAAA美國Parker 公司為風(fēng)力發(fā)電提供各種液壓元件和成套風(fēng)電系統(tǒng)(包括制動、偏轉(zhuǎn)器和葉片角度等的控制系統(tǒng))。角度控制系統(tǒng)由特殊設(shè)計(jì)的液壓缸組成，裝在風(fēng)輪輪轂內(nèi)，液壓缸內(nèi)裝有位置傳感器，缸上還集成了所需的液壓閥，每臺風(fēng)電設(shè)備都設(shè)有二三套獨(dú)立的角度控制系統(tǒng)(每個(gè)葉片一個(gè))。該系統(tǒng)具有高可靠性和安全性，動靜態(tài)性能好，維護(hù)方便，泄漏少等優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)采用高性能比例伺服控制可以由模擬信號或數(shù)字信號控制。Parke 公司提供的閥總成預(yù)先都經(jīng)過嚴(yán)格驗(yàn)，可減少安裝調(diào)試時(shí)間，降低成本，還可節(jié)省運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。液壓源由過濾性能良好的單獨(dú)液壓站提供。偏轉(zhuǎn)器回轉(zhuǎn)系統(tǒng)具有良好的保持葉片正確與風(fēng)向?qū)χ?，使風(fēng)力發(fā)電具有良好的性能。Parker 公司可提供電控和液壓控制兩種系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)更加緊湊的直接驅(qū)動，還具有良好的過載保護(hù)，避免部件損壞，系統(tǒng)采用閉環(huán)比例伺服控制，動態(tài)和靜態(tài)性能好。Parker 公司為和上述三個(gè)系統(tǒng)配套，還提供獨(dú)立的過濾性好并可在停電故障時(shí)，由蓄能器提供的液壓動力源，保證安全停止和機(jī)組安全。

美國伊頓（Eaton）公司在風(fēng)力發(fā)電液壓控制系統(tǒng)方面做了不少研究工作，所提供的風(fēng)輪葉片角度閉環(huán)比例控制系統(tǒng)可承受高溫、低溫的工作條件，系統(tǒng)的動靜態(tài)性能好、位置精度高。

德國博世力士樂公司是歐洲風(fēng)力發(fā)電液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)的供應(yīng)商，可以成套提供機(jī)組用的增速齒輪箱、制動系統(tǒng)、風(fēng)輪葉片控制系統(tǒng)、偏轉(zhuǎn)器控制系統(tǒng)。根據(jù)用戶需要可提供電氣控制系統(tǒng)和液壓比例伺服閉環(huán)系統(tǒng)。液壓驅(qū)動系統(tǒng)已廣泛用于大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

變槳控制系統(tǒng)實(shí)例：

美國Zond 公司的Z- 40型液壓變槳距控制機(jī)構(gòu)

該液壓變槳距控制機(jī)構(gòu)屬于電液伺服系統(tǒng)，典型的變槳距液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)原理如上圖所示。槳葉通過機(jī)械連桿機(jī)構(gòu)與液壓缸相連接,節(jié)距角的變化同液壓缸位移基本成正比。當(dāng)液壓缸活塞桿朝左移動到最大位置時(shí),節(jié)距角為88°,而活塞向右移動到最大位置時(shí),節(jié)距角為- 5°。在系統(tǒng)正常工作時(shí),兩位三通電磁換向閥a ,b ,c 都通電,液控單向閥打開,液壓缸的位移由電液比例閥換向閥進(jìn)行精確控制。在風(fēng)速低于額定風(fēng)速時(shí),不論風(fēng)速如何變化,電液比例換向閥維持槳葉節(jié)距角為3°,考慮到油缸的泄漏,電液比例換向閥進(jìn)行微調(diào),保持節(jié)距角不變;當(dāng)風(fēng)速高于額定風(fēng)速時(shí),根據(jù)輸出功率,利用電液比例換向閥精確改變輸出流量,從而控制槳葉的節(jié)距角,使輸出功率恒定。