一種用于全液壓風力機組的可調(diào)速液力變速器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于液壓傳動領(lǐng)域，具體涉及一種用于全液壓風力機組的可調(diào)速液力變速器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著風電機組大型化和海上風電的發(fā)展，工況和運行條件的改變使得風力機部件承受了更劇烈的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩波動，故障率增大。齒輪箱傳動和直驅(qū)是風力發(fā)電機組普遍采用的傳動方式，尤其以齒輪箱傳動為主。據(jù)統(tǒng)計，傳動部件中的齒輪箱是故障頻發(fā)的部分，其維修成本占風力機總維修成本的60%以上。齒輪箱的傳動比單一，由風速波動造成的載荷波動更為劇烈。
[0003]全液壓風力機概念在近年被提出。這主要是在液壓回路中加設變量栗和變量馬達，通過容積改變來調(diào)整轉(zhuǎn)速比，以實現(xiàn)發(fā)電機的額定轉(zhuǎn)速下的變速恒頻。但是，已知的變量栗和變量馬達無法達到風力機工作的特殊工況。風力機要求使用壽命長，負載較高，且變速比非常大。在所有栗的結(jié)構(gòu)中，變量型徑向柱塞栗是壽命最長，工作壓力大，效果最好的，但是仍存在極低轉(zhuǎn)速下不適合的情況。而且過多的管路和閥的存在，極大的增加了液壓能的沿程損失，限制了反應速度。
[0004]更多的液壓傳動式風機采用了機械和液壓的混合傳動，通過行星輪分配，只讓液壓部件承載很小一部分負載，卻仍然沒有去掉齒輪箱。數(shù)字式變量栗的發(fā)明讓全液壓風力機有了更具體的實現(xiàn)方式，但是也存在著非常大的沿程能量損失。在目前提出的新的可調(diào)速液力變速器中，變速器無法根據(jù)需求精確控制進油量進而輸出電量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于全液壓風力機組的可調(diào)速液力變速器。
[0006]本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的:
[0007]一種用于全液壓風力機組的可調(diào)速液力變速器，包括殼體、能量傳遞單元、補油單元和控制器，所述能量傳遞單元用于轉(zhuǎn)速的傳遞，所述補油單元用于為所述能量傳遞單元補充液壓油，所述控制器用于控制所述補油單元的補油量，所述能量傳遞單元置于所述殼體內(nèi)；
[0008]所述能量傳遞單元包括配油軸、與所述配油軸一端端面依次連接的分流倉、導輪、渦輪和渦輪軸，所述殼體對應所述配油軸的另一端設有開口，所述殼體對應所述渦輪軸的一端設有開口 ；
[0009]所述配油軸內(nèi)部沿軸向設有進油管和出油管，所述出油管與所述分流倉連通，所述配油軸內(nèi)部沿軸向設有多組排油裝置，每組排油裝置所在平面與所述配油軸的軸向垂直，每組排油裝置包括均勻設置的多個柱塞，所述柱塞的腔體與所述進油管和所述出油管連通；
[0010]所述殼體靠近所述渦輪一端設有多組出油口，所述出油口與所述進油管的進油口通過循環(huán)管路連通，所述補油單元與所述循環(huán)管路連通。
[0011]優(yōu)選地，所述配油軸、導輪、渦輪和渦輪軸均同軸設置。
[0012]優(yōu)選地，所述配油軸另一端設有第一轉(zhuǎn)速傳感器，所述出油管的排油口設有壓力傳感器，所述渦輪軸輸出端設有第二轉(zhuǎn)速傳感器，每個柱塞上均設有行程開關(guān)傳感器、應力傳感器和響應開關(guān)，所述控制器分別與所述行程開關(guān)傳感器、應力傳感器、響應開關(guān)、第一轉(zhuǎn)速傳感器、第二轉(zhuǎn)速傳感器及壓力傳感器通過信號線連接，用于根據(jù)各傳感器采集到的值來控制所述補油單元的補油量，實現(xiàn)將恒定轉(zhuǎn)速由所述渦輪軸輸出。
[0013]優(yōu)選地，所述排油裝置共有40組，每組排油裝置包括9個柱塞。
[0014]優(yōu)選地，每個柱塞的腔體均通過第一單向閥與所述進油管連通，每個柱塞的腔體均通過第二單向閥和所述出油管連通，所述第一單向閥和所述第二單向閥方向相反。
[0015]優(yōu)選地，所述40組排油裝置以等間距設置在所述配油軸上，靠近所述分流倉的一組排油裝置為第一組排油裝置，與所述第一組排油裝置相鄰的為第二組排油裝置，所述第一組排油裝置圍繞所述配油軸沿逆時針方向轉(zhuǎn)動9度，即為與其相鄰的第二組排油裝置的設置方向，以此類推，前一組排油裝置圍繞所述配油軸沿逆時針方向轉(zhuǎn)動9度即為其后一組排油裝置的設置方向。
[0016]優(yōu)選地，所述循環(huán)管路上依次設有冷卻器和過濾器，所述冷卻器鄰近所述出油口，所述補油單元設置在所述過濾器和所述進油口之間。
[0017]優(yōu)選地，所述補油單元包括第一補油單元和第二補油單元，所述第一補油單元包括第一單向閥、液壓栗和第一過濾器，所述第一單向閥的一端與所述循環(huán)管路連接，所述第一單向閥的另一端依次連接液壓栗和第一過濾器，所述液壓栗還連接電動機，所述電動機與所述控制器通過信號線連接，所述第二補油單元包括第二單向閥和第二過濾器，所述第二單向閥的一端與所述循環(huán)管路連接，所述第二單向閥的另一端與所述第二過濾器連接。
[0018]優(yōu)選地，所述循環(huán)管路上靠近所述進油口設有溢流閥。
[0019]優(yōu)選地，控制器為PLC(可編程邏輯控制器)。
[0020]本發(fā)明提供的可調(diào)速液力變速器具有以下優(yōu)勢:
[0021 ] I)該變速器采用液壓傳動的方式，改良了徑向柱塞栗的結(jié)構(gòu)，改變了變量容積的調(diào)節(jié)方式。
[0022 ] 2)通過采集變速器各參數(shù)值，采用PLC控制輸入端變量容積，快速地實時調(diào)整傳動比，使液力變速器穩(wěn)定的保持變速恒頻工況；同時，液壓傳動系統(tǒng)可以減輕傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩波動，具有柔性特性，體現(xiàn)了近似于無級變速的多級變速。
[0023]3)和液力親合器的部分結(jié)構(gòu)相結(jié)合，傳動系統(tǒng)分級少，傳動比大，液壓傳動系統(tǒng)中極大的減少了傳動部件間的直接接觸，對能量傳遞的效率更高;完全代替了齒輪箱，節(jié)約成本，提高了可靠性;液壓補油裝置部分的集成化和簡化，縮短了油路，減少了能量損失，減輕了變速器整體體積和重量。
[0024]4)本發(fā)明提供的液力變速器還可以用于其他機械的變速要求，比如水利發(fā)電和潮汐發(fā)電。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明實施例的用于全液壓風力機組的可調(diào)速液力變速器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為一組排油裝置沿配油軸的徑向切面示意圖；
[0027]圖3為單個柱塞處傳感器和單向閥的布置示意圖。
【具體實施方式】
[0028]為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案能予以實施，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進一步說明，但所舉實施例不作為對本發(fā)明的限定。
[0029]本發(fā)明提供了一種用于全液壓風力機組的可調(diào)速液力變速器，具體如圖1至圖3所示，包括殼體3、能量傳遞單元、補油單元和控制器24，本實施例中控制器24為PLC。
[0030]能量傳遞單元用于轉(zhuǎn)速的傳遞，包括配油軸4、與配油軸4一端端面依次連接的分流倉8、導輪9、渦輪10和渦輪軸11，配油軸4、導輪9、渦輪10和渦輪軸11均同軸設置，殼體3對應配油軸4的另一端設有開口，殼體3對應渦輪軸11的一端設有開口。
[0031 ] 配油軸4內(nèi)部沿軸向設有進油管5和出油管6，出油管6與分流倉8連通，配油軸4內(nèi)部沿軸向設有多組排油裝置，每組排油裝置所在平面與配油軸4的軸向垂直，每組排油裝置包括均勻設置的多個柱塞14，柱塞14的腔體與進油管5和出油管6連通，柱塞14的柱塞桿在液壓油的作用下與殼體3起伏形狀的內(nèi)壁相抵接，配油軸4帶動柱塞14做伸縮運動，使柱塞14將液壓油從進油管5吸入腔體或?qū)⑶惑w內(nèi)的液壓油壓出至出油管6，出油管6將多個柱塞14往復運動壓出的液壓油一起由排油口 7壓入分流倉8，分流倉8通過多組孔口將液壓油傳遞到導輪9的葉片上，液壓油經(jīng)過導輪9上葉片的導向作用改變了方向，導輪9將改變方向后的液壓油以一定方向打到渦輪10的葉片上，驅(qū)動渦輪10轉(zhuǎn)動，并將轉(zhuǎn)速由渦輪軸11輸出。
[0032]本實施例中，排油裝置共有40組，每組排油裝置包括9個柱塞14，每個柱塞14的腔體均通過第一單向閥33與進油管5連通，每個柱塞14的腔體均通過第二單向閥34和出油管6連通，第一單向閥33和第二單向閥34方向相反，每個柱塞14均在頂端設有滑動滾珠并用卡簧固定，柱塞14腔外側(cè)設有密封件，40組排油裝置以等間距設置在配油軸4上，靠近分流倉8的一組排油裝置為第一組排油裝置，與第一組排油裝置相鄰的為第二組排油裝置，與第二組排油裝置相鄰的為第三組排油裝置，以此類推直到第四十組排油裝置，第四十組排油裝置靠近進油口 17;其中，