兼有主动与被动对风的偏航系统及方法与流程

本发明涉及兼有主动与被动对风的偏航系统及方法。

背景技术：

1、传统风力发电机，其配套有偏航系统，通过偏航系统实现机舱的偏转对风，例如cn200910071424.6，“一种风力发电机的偏航驱动装置”其还是存在驱动机构复杂和可靠性低，偏航驱动的阻力大。又如cn115839313a“油液控制结构、风机偏航系统、控制方法及风力发电机组”虽然也提供一套方案，但是，也存在阻力大，发热大，液路复杂等诸多问题。

2、虽然，上述现有技术均提供低阻力偏航的方案，但是，现有技术的设计思路，均是把风力作为偏航的阻力，通过系统的改进，来克服偏航阻力，这是惯性思路。申请人克服现有思维惯性，创造性发现并提成技术问题是，如何利用风力，将其不利转为有利，实现低阻力偏航并与主动偏航相结合，同时，实现两者互不干扰，实现平滑、顺畅过度。而且现有技术为了减少或消除因为偏航产生的热量，需要配套单独散热液路，造成液路复杂。

3、上风向机组：风先经过旋转的风轮，然后经过塔架的水平轴风力发电机组。这种机组中，风轮位于塔架的前方，迎风旋转。特点：由于风先通过风轮，上风向机组需要某种调向装置来保持风轮始终迎风，以确保最佳的风能捕获效率。这种设计有助于减少塔架对气流的干扰，提高机组的整体性能。

4、下风向机组：风先经过塔架，然后经过旋转的风轮的水平轴风力发电机组。在这种机组中，风轮安装在塔架的下风位置。特点：下风向机组能够自动对准风向，因此免除了调向装置的需求。然而，由于部分空气在通过塔架后再吹向风轮，塔架会干扰流过叶片的气流，形成所谓的“塔影效应”，这可能导致机组的性能有所降低。

5、现有机型缺点：大都采用电动偏航，偏航过程中及停止偏航时；存在齿面受力不均断齿的问题，无缓冲容易断齿。滑动偏航机组摩擦片与齿圈间摩擦力大，需要为提供适当阻尼而不宜减小摩擦。刹车钳或卡钳打滑与电机抱闸的矛盾，刹车系统打滑时，依赖电机抱闸力固定风轮。驱动齿受力不均，增加断齿风险。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种兼有主动与被动对风的偏航系统及方法。

2、为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

3、为了实现被动偏航与主动偏航，一种兼有主动与被动对风的控制系统，包括油箱、主动控制单元、执行元件及被动换向单元；

4、油箱分别通过主动控制单元与被动换向单元择一液压连接执行元件；

5、当主动控制单元与执行元件液压连接时，被动换向单元断路；

6、当被动换向单元与执行元件液压连接时，主动控制单元断路；

7、执行元件的对应油口分别连接有液路a、b。

8、作为上述技术方案的进一步改进：

9、为了补充马达回油的时候，油液不足，执行元件液压连接有补油单元。

10、为了实现锁住位置，在主动控制单元与执行元件之间液压连接有平衡单元；

11、为了防止系统过载，执行元件连接有安全单元。

12、为了防止液体倒流，补油单元包括在油箱与液路a之间设置的补油单向阀a1和/或在油箱与液路b之间设置的补油单向阀a2；

13、为了实现主动偏航的安全，同时，实现被动偏航的油液补充，补油单向阀a1所在的液路e和/或补油单向阀a2所在的液路f通过液路c连接油箱；

14、当被动偏航状态时，液路c为补油液路；

15、当主动偏航状态时，液路c为泄压回路。

16、为了实现液控锁紧，平衡单元包括在油箱与液路a之间的组合阀a及在油箱与液路b之间的组合阀b；组合阀a与组合阀b均包括并联设置的平衡阀与主路单向阀；

17、组合阀a与组合阀b相互液控设置；

18、安全单元包括油箱与液路a之间设置的安全阀a1和/或在油箱与液路b之间设置的安全阀b2；

19、安全阀a1所在的液路g和/或安全阀b2所在的液路h通过液路c连接油箱。

20、为了实现主动给油，主动控制单元包括连接在液路a与油箱之间的控制阀组与主动泵或双向泵组；

21、为了驱动偏航，执行元件包括驱动机舱偏航的回转马达组件。

22、为了实现利用风力实现双向被动偏航，被动换向单元包括与液路a连接的液路i及在液路i上的主被动切换阀及截止阀；

23、液路i分别连接有液路n与液路p；

24、液路p分别连接有液路j与液路m；

25、在液路n上设置有单向阀b1；

26、在液路p上设置有单向阀c2；

27、在液路j上设置有调速阀及过滤器；

28、液路m与液路n共同连接液路k；

29、液路k连接液路b；

30、液面j分别连接有液路q与散热液路；

31、液路q连接液路k；

32、在液路q上设置有单向阀c1；

33、在液路k上设置有单向阀b2；

34、为了控制流量，在散热液路上设置有节流阀；

35、散热液路连接油箱；

36、单向阀b1与单向阀c1同向设置；

37、单向阀c2与单向阀b2同向设置；

38、节流阀处的背压大于单向阀b1、单向阀c1、单向阀c2和/或单向阀b2的背压。

39、为了实现油路集成，在补油液路与油箱之间并联有补油安全阀及反向补油单向阀、补油泵组。

40、为了扩展保护，一种兼有主动与被动对风的发电机组，包括塔体及设置在塔体上的上述的偏航系统；偏航系统连接有机舱；在机舱上设置有扇叶。

41、而本发明创造性的将散热与偏航集成，实现意想不到的的效果，极大简化液路，同时，避免了压力损失。

42、本发明的具体优点如下：1.可以实现主动、被动偏航方式；主动偏航时靠液压系统的平衡阀保压；齿轮受力均衡。2.被动下风向时，可以自动对风；减小塔筒载荷。3.被动偏航时，靠风力就可以实现自动下风向对风，断电亦可运行。4.液压系统缓冲效果好，减小冲击。5.液压系统的缓冲效果良好，能够吸收并分散这些突然产生的冲击能量，从而减缓对系统的冲击。

43、本发明均衡受力，延长寿命：液压马达使用管路并行连接，避免了传动中可能出现的偏载问题，延长偏航系统的使用寿命。其柔性缓冲，减小冲击：可以有效缓解外部的冲击和振动，保护齿轮箱免受冲击损害。其阻尼稳定，效率升级：平衡阀在偏航及制动过程中，提供了稳定而可控的阻尼效果，无需依赖摩擦片产生阻尼。通过降低摩擦系数，可极大提升驱动效率。其静音运行，绿色环保：随着摩擦系数的降低，噪音可大幅减少。

44、本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。

技术特征：

1.一种兼有主动与被动对风的控制系统，其特征在于：包括油箱、主动控制单元(1)、执行元件(6)及被动换向单元(5)；

2.根据权利要求1所述的兼有主动与被动对风的控制系统，其特征在于：执行元件(6)液压连接有补油单元(3)。

3.根据权利要求1所述的兼有主动与被动对风的控制系统，其特征在于：在主动控制单元(1)与执行元件(6)之间液压连接有平衡单元(2)；

4.根据权利要求2所述的兼有主动与被动对风的控制系统，其特征在于：补油单元(3)包括在油箱与液路a之间设置的补油单向阀a1(9)和/或在油箱与液路b之间设置的补油单向阀a2(10)；

5.根据权利要求3所述的兼有主动与被动对风的偏航系统，其特征在于：平衡单元(2)包括在油箱与液路a之间的组合阀a及在油箱与液路b之间的组合阀b；组合阀a与组合阀b均包括并联设置的平衡阀(7)与主路单向阀(8)；

6.根据权利要求1所述的兼有主动与被动对风的偏航系统，其特征在于：主动控制单元(1)包括连接在液路a与油箱之间的控制阀组(20)与主动泵或双向泵组(24)；

7.根据权利要求1所述的兼有主动与被动对风的偏航系统，其特征在于：被动换向单元(5)包括与液路a连接的液路i及在液路i上的主被动切换阀(13)及截止阀(14)；

8.根据权利要求4所述的兼有主动与被动对风的偏航系统，其特征在于：在补油液路(23)与油箱之间并联有补油安全阀(25)及反向补油单向阀(26)、补油泵组(27)。

9.一种主动与被动对风的偏航方法，其特征在于：执行以下步骤；

技术总结
本发明涉及兼有主动与被动对风的偏航系统及方法，其包括油箱、主动控制单元、执行元件及被动换向单元；油箱分别通过主动控制单元与被动换向单元择一液压连接执行元件；当主动控制单元与执行元件液压连接时，被动换向单元断路；当被动换向单元与执行元件液压连接时，主动控制单元断路；执行元件的对应油口分别连接有液路a、b；本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。

技术研发人员：杨振华,于纪会,任宇新,谢松胜,邱继峰,鲁鸿超,赵玉鹏
受保护的技术使用者：青岛盘古智能制造股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/18