一种变桨轴承润滑系统及控制方法与流程

1.本发明涉及风力发电领域，具体涉及变桨轴承润滑领域，尤其涉及一种变桨轴承润滑系统及控制方法。


背景技术：

2.风电机组变桨轴承一般采用集中润滑系统提供润滑脂。集中润滑系统由润滑泵、分配器、传感器、管路、接头等附件组成。润滑泵用于储存油脂，分配器连接润滑泵将泵送出的油脂平均分配出来，通过管路输送至变桨轴承的润滑点。传感器可联通主控系统，实现主控系统对润滑系统工作状态的监控。
3.递进式润滑系统较单线式、双线式等其他方式的润滑系统，具有成本低、监控灵敏度高的优势，应用较为广泛。目前mw级及以上机组每台机组有三套变桨轴承，每套变桨轴承上分布着12个以上的润滑点。因分配器的出脂口数量最多20个，基于成本和安装便利性的考虑，各整机厂家采用如下方案：三套变桨轴承由一个润滑泵供脂并各配置三个次级递进式分配器，润滑泵通过一个中间分配器与三个次级递进式分配器联通；在中间分配器上安装有一个油压传感器，机组主控系统接收到中间分配器的信号，检测油路系统的压力变化，来监测润滑系统的工作状态。
4.运维人员反馈，采用中间分配器的变桨轴承润滑系统在冬季报堵塞报警比较频繁，如此增加了一些不必要的维护成本。这是因为分配器中的油路通道尺寸非常小，直径为4mm，而且中间分配器会提高系统的输送压力，使得润滑脂产生“皂化”现象，造成油路堵塞。尤其在低温环境下，润滑脂的流动性很差，大大加剧了堵塞油路的风险。分配器中的油路为串联式的通道，只要一个通道堵塞，整个分配器的所有出脂口均不可出脂。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明提供一种变桨轴承润滑系统及控制方法，不采用中间分配器，大大降低递进式变桨轴承润滑系统的堵塞概率。
6.第一方面，本发明的技术方案提供一种变桨轴承润滑系统，包括油脂储备泵送单元和分配器，分配器的数量与油脂储备泵送单元的出脂口数量相同，油脂储备泵送单元的每个出脂口连通到一个分配器的进脂口，分配器的出脂口连通到变桨轴承的润滑点，分配器的出脂口与变桨轴承的润滑点数量相同。
7.进一步地，该系统还包括油位检测单元、油压检测单元和主控单元；油位检测单元安装于油脂储备泵送单元上，用于检测油脂储备泵送单元的油位状态；每个分配器上安装一油压检测单元；油压检测单元用于检测分配器的油压；主控单元分别与油位检测单元、油压检测单元、油脂储备泵送单元、风电机组电连接，根据油位检测单元和油压检测单元的检测信号控制油脂储备泵送单元和风电机组的工作状态。
8.进一步地，油压检测单元所检测的油压信号为脉冲信号，在油脂储备泵送单元通电运行时，主控单元监测到油压检测单元的检测信号为脉冲信号，则判断润滑系统无堵塞，主控单元监测到油压检测单元的检测信号无跳变，则判断润滑系统故障。
9.进一步地，油位检测单元所检测的油位状态信号为高低电平信号，主控单元监测到油位检测单元检测的油位状态信号为高电平，则判断油脂储备泵送单元的油位正常，主控单元监测到油位检测单元检测的油位状态信号为低电平，则判断油脂储备泵送单元的油位故障。
10.进一步地，油脂储备泵送单元为润油泵。
11.进一步地，油位检测单元为油位传感器，油压检测单元为油压传感器。
12.第二方面，本发明的技术方案提供一种变桨轴承润滑控制方法，包括以下步骤：风电机组运行状态下，主控单元监测到油位信号为低电平时，控制油脂储备泵送单元停止，并发出告警指令，告警指令累计至设定次数后，控制风电机组进入维修状态；风电机组运行状态下，油脂储备泵送单元停止后，经设定休止时间后，主控单元控制油脂储备泵送单元重新启动；油脂储备泵送单元运行时，主控单元监测到所有油压检测单元的脉冲信号，并且油脂储备泵送单元单次运行时间超过设定时间，则控制油脂储备泵送单元停止，进入下一个设定周期；油脂储备泵送单元运行时，在当前油脂储备泵送单元运行周期内，主控单元监测到任一油压检测单元的油压信号无跳变，则控制油脂储备泵送单元停止，并发出告警指令，任一油压检测单元的告警指令累计到设定值，控制风电机组进入维修状态；油脂储备泵送单元的一个运行周期内，任一油压检测单元的脉冲信号的跳变次数达到设定次数，控制油脂储备泵送单元停止，本周期内不再启动。
13.进一步地，该方法具体包括以下步骤：s1，风电机组上电；s2，判断是否有油压检测单元的脉冲信号累计跳变至设定值，若是则结束油脂储备泵送单元的本周期工作，若否则进入下一步；s3，判断油脂储备泵送单元的休止时间是否到达设定值，若是则进入下一步，否则持续执行本步骤；s4，将油脂储备泵送单元上电；s5，判断油位检测单元的油位信号是否为高电平，若是则进入下一步，否则发出油位告警指令，并执行步骤s9；s6，油脂储备泵送单元正常运行；s7，判断是否接收到所有油压检测单元的脉冲信号反馈，若是则进入下一步，否则发出油压告警指令，并执行步骤s9；s8，判断油脂储备泵送单元运行时长是否达到设定值，若是则返回步骤s2，否则继续执行步骤s6；s9，控制油脂储备泵送单元停止；s10，判断油位告警是否累计至设定值或者油压告警是否累计至设定值，若是则进入下一步，否则返回步骤s3；
s11，控制风电机组停机，进入维修状态。
14.本发明提供的一种变桨轴承润滑系统及控制方法，相对于现有技术，具有以下有益效果：不采用中间分配器，由油脂储备泵送单元的每个出脂口连通一个分配器，再由分配器连通到变桨轴承的润滑点，给变桨轴承供油，可以大大降低递进式变桨轴承润滑系统的堵塞概率；另外，每个分配器上均安装油压检测单元，可以全面的监控到每个分配器的油压状态，堵塞故障排查时省时又高效；同时根据油压和油位检测信号控制润滑系统运行，合理满足变桨轴承的润滑脂需求。
附图说明
15.为了更清楚的说明本技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是本发明实施例提供的一种变桨轴承润滑系统结构示意图。
17.图2是本发明实施例提供的一种变桨轴承润滑控制方法的具体实施方法流程示意图。
18.图中，1-油脂储备泵送单元，2-分配器，3-油位检测单元，4-油压检测单元，5-润滑点接头。
具体实施方式
19.下面结合附图并通过具体实施例对本发明进行详细阐述，以下实施例是对本发明的解释，而本发明并不局限于以下实施方式。
20.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语
“ꢀ
安装”、
“ꢀ
相连”、
“ꢀ
连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
21.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
22.图1是本发明实施例提供的一种变桨轴承润滑系统结构示意图，图中以3个分配器2为例示意，如图1所示，该润滑系统包括油脂储备泵送单元1和分配器2。
23.分配器2的数量与油脂储备泵送单元1的出脂口数量相同，油脂储备泵送单元1的每个出脂口连通到一个分配器2的进脂口，分配器2的出脂口再连通到变桨轴承的润滑点，分配器2的出脂口与变桨轴承的润滑点数量相同。该连通机构合理配置分配器2和分配器2出脂口的数量，经该连通机构，油脂储备泵送单元1泵出的油脂直接经一分配器2输送给变桨轴承，无需中间分配器，大大降低润滑系统的堵塞概率。
24.油脂储备泵送单元1用于油脂的储备和泵送，一般采用润滑泵。分配器2与变桨轴
承之间的连通一般采用管路和接头连通，例如分配器2的出脂口经管路连接到变桨轴承的润滑点接头5上。
25.为实现润滑系统的工作状态监测和控制，满足变桨轴承的润油脂需求，同时方便故障排查，本实施例还设置油位检测单元3、油压检测单元4和主控单元。其中，油位检测单元3安装于油脂储备泵送单元1上，用于检测油脂储备泵送单元1的油位状态，主控单元与油位检测单元3电连接，根据油位状态判断油位检测单元3是否故障。每个分配器2上安装一油压检测单元4；油压检测单元4用于检测分配器2的油压，主控单元与各个油压检测单元4电连接，根据油压信号判断分配器2是否堵塞。
26.同时，主控单元与油脂储备泵送单元1、风电机组电连接，根据油位检测单元3和油压检测单元4的检测信号控制油脂储备泵送单元1和风电机组的工作状态，例如控制油脂储备泵送单元1的运行周期，在润滑系统故障时控制油脂储备泵送单元1和风电机组停机等，具体的控制过程在下文详细介绍。
27.在一些具体实施例中，油压检测单元4所检测的油压信号为脉冲信号，即采用产生脉冲信号的油压检测部件作为油压检测单元4，例如采用油压传感器，利用脉冲信号判断分配器2是否堵塞，同时还可根据脉冲信号的跳变次数控制油脂储备泵送单元1的运行状态。具体地，在油脂储备泵送单元1通电运行时，主控单元监测到油压检测单元4的检测信号为脉冲信号，则判断润滑系统无堵塞，主控单元监测到油压检测单元4的检测信号无跳变，则判断润滑系统故障。
28.在一些具体实施例中，油位检测单元3所检测的油位状态信号为高低电平信号，即采用产生高低电平信号的油位检测部件来检测油脂储备泵送单元1的油位，例如采用油位传感器，主控单元根据高低电平判断油脂储备泵送单元1是否正常运行或故障。具体的，主控单元监测到油位检测单元3检测的油位状态信号为高电平，则判断油脂储备泵送单元1的油位正常，主控单元监测到油位检测单元3检测的油位状态信号为低电平，则判断油脂储备泵送单元1的油位故障。
29.本实施例提供一种变桨轴承润滑控制方法，基于上述实施例的润滑系统，根据检测单元的检测信号等控制润滑系统运行过程，该控制方法包括以下过程的控制。
30.（1）风电机组运行状态下，主控单元监测到油位信号为低电平时，控制油脂储备泵送单元1停止，并发出告警指令，告警指令累计至设定次数后，控制风电机组进入维修状态。
31.油位信号为低电平时，说明油脂储备泵送单元1的油位故障，此时将油脂储备泵送单元1停止，同时发出告警，在油位故障累计到一定次数，再控制风电机组停机，进行维修。
32.（2）风电机组运行状态下，油脂储备泵送单元1停止后，经设定休止时间后，主控单元控制油脂储备泵送单元1重新启动。
33.在风电机组正常运行，未进行维修状态时，如果油脂储备泵送单元1停止运行，则控制油脂储备泵送单元1停止运行一定时间，即休止时间，之后在重新启动尝试运行。
34.（3）油脂储备泵送单元1运行时，主控单元监测到所有油压检测单元4的脉冲信号，并且油脂储备泵送单元1单次运行时间超过设定时间，则控制油脂储备泵送单元1停止，进入下一个设定周期。
35.需要说明的是，油脂储备泵送单元1以周期时间为单位运行，运行超过设定时间，就停止运行键入下一个设定周期，进入下一个设定周期的等待时长基于所设定的休止时间
确定。
36.在一个周期内，主控单元监测所有油压检测单元4的油压信号，当然，在这个周期内，所有油压信号均是脉冲信号，没有无跳变的情况（即无油压故障）的状态下，油脂储备泵送单元1的运行时长用于判定是否超过设定时间。任一油压检测单元4的脉冲信号无跳变，说明有分配器2堵塞故障，都会控制油脂储备泵送单元1停止，见过程（4）。
37.（4）油脂储备泵送单元1运行时，在当前油脂储备泵送单元1运行周期内，主控单元监测到任一油压检测单元4的油压信号无跳变，则控制油脂储备泵送单元1停止，并发出告警指令，任一油压检测单元4的告警指令累计到设定值，控制风电机组进入维修状态。
38.任一分配器2的故障次数达到一定值，均会导致风电机组停机，进入维修状态。
39.（5）油脂储备泵送单元1的一个运行周期内，任一油压检测单元4的脉冲信号的跳变次数达到设定次数，控制油脂储备泵送单元1停止，本周期内不再启动。
40.以下对本实施例方法的具体步骤，既润滑系统的具体控制方法进行说明，如图2所示（图中以润油泵作为油脂储备泵送单元1示意），具体包括以下步骤。
41.s1，风电机组上电；s2，判断是否有油压检测单元4的脉冲信号累计跳变至设定值，若是则结束油脂储备泵送单元1的本周期工作，若否则进入下一步；s3，判断油脂储备泵送单元1的休止时间是否到达设定值，若是则进入下一步，否则持续执行本步骤；s4，将油脂储备泵送单元1上电；s5，判断油位检测单元3的油位信号是否为高电平，若是则进入下一步，否则发出油位告警指令，并执行步骤s9；s6，油脂储备泵送单元1正常运行；s7，判断是否接收到所有油压检测单元4的脉冲信号反馈，若是则进入下一步，否则发出油压告警指令，并执行步骤s9；s8，判断油脂储备泵送单元1运行时长是否达到设定值，若是则返回步骤s2，否则继续执行步骤s6；s9，控制油脂储备泵送单元1停止；s10，判断油位告警是否累计至设定值或者油压告警是否累计至设定值，若是则进入下一步，否则返回步骤s3；s11，控制风电机组停机，进入维修状态。
42.本方法根据油压和油位检测信号控制润滑系统运行，合理满足变桨轴承的润滑脂需求。
43.以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。