風力タービンの油圧システムの組成
December 18, 2023
ファンには多くの回転部品があります。キャビンは水平面で回転し、常に風に続きます。風車は、電力を生成するために水平軸に沿って回転します。可変トルクファンでは、風車を構成するブレードは、異なる風の状態に適応するために、根の中心軸の周りを回転します。シャットダウン中、刃の先端を捨てて減衰を形成する必要があります。油圧システムは、ブレードブレードトルク、減衰、停止、ブレーキング、その他の状態を調整するために使用されます。
1.システムを駆動します
風力タービンは、ブレーキシステム（デフレクターとスピンドル高速シャフト回転システム）とブレード角度制御とナセルデフレクター回転制御システムの2つのドライブシステムを使用します。ブレーキシステムは油圧的に制御され、ブレードとディフレクターは油圧ドライブまたは電気ドライブによって制御されます。使用するトランスミッションに関する議論は、風力タービンの設計においても例外ではありません。ブレード角出力の油圧または電気制御の使用は、一般にメーカーの経験に依存します。
2.可変ピッチ制御システム
ブレード角度（可変ブレード）制御システムの設計は、主に風タービンが台風などの強風に遭遇したときに、ユニットが電源を中断するためにすぐに動作を停止できることを考慮する必要があります。風向に平行な位置は、電源が中断された後、ブレードがもはや回転しないようにし、ユニットのエネルギー貯蔵システムが機能し始めました。油圧制御を使用すると、油圧線形ドライバー（油圧シリンダー）が使用され、電気制御が使用されると、電気回転ドライバーが使用されます。スピンドルに取り付けられた油圧線形ドライブと、停止用途用のアキュムレータもシャフトに取り付けられています。
外国の油圧線形駆動は、ハイブリッドシステムと呼ばれる油圧、電子、電気の利点を統合する油圧線形駆動装置（電気油圧システム）であり、このシステムの救助は提唱する価値があります。
油圧シリンダー、油圧ポンプ、ACモーター、アキュムレータ、ソレノイドバルブ、センサー、および電源で構成される統合された電気油圧サーボドライブシステムは、優れた動的パフォーマンス、大型出力力、良好な電気設備、メンテナンスの利点があります。油漏れや油汚染の影響など、油圧システムの欠点を減らすことができ、信頼性が大幅に改善され、電力が中断されると、油圧透過の利点、つまり、つまり、つまり、油圧シリンダーは、油圧シリンダー、アキュムレータからのオイル供給、刃の風上側と風の方向が平行になるように、インペラーが回転を停止するようにします。油圧システムは、位置センサーと双方向オイル供給を備えたギアポンプを備えた油圧シリンダーによって直接供給されます。中央にはバルブはありません。これにより、圧力損失とオイル漏れ点が減少します。このシステムは、サーボ制御システムよりも40％以上のエネルギーを節約します。
上記のハイブリッドシステムに加えて、外国では、刃角制御とデフレクターの回転も、線形電気油圧サーボに比例した油圧シリンダーと回転油圧比例サーボドライブモーターを使用します。これらのシステムには、優れた動的および静的性能と長寿命の利点がありますが、省エネと油汚染の点でハイブリッドシステムよりも劣っています。
現在、世界の大手企業が提供する風力発電油圧システムは、比例したサーボクローズドループ制御システムを広く使用しています。 AAAAパーカーは、風力発電にさまざまな油圧コンポーネントと風力発電システム（ブレーキ、デフレクター、ブレード角制御システムを含む）を提供しています。角度制御システムは、風車のホイールハブに設置されている特別に設計された油圧シリンダーで構成されています。油圧シリンダーには位置センサーが装備されています。シリンダーには、必要な油圧バルブと統合され、各台風電気装備も統合されています。 2つまたは3つの独立した角度制御システムが装備されています（ブレードごとに1つ）。このシステムには、高い信頼性とセキュリティ、優れた動的と静的なパフォーマンス、メンテナンスが容易、漏れが少ないなどの利点があります。このシステムは、高性能比例サーボ制御を採用し、アナログ信号またはデジタル信号で制御できます。 Parkeが提供するバルブアセンブリは、設置時間とコスト、および運用およびメンテナンスコストを削減するために事前にテストされています。油圧源は、良好なろ過性能を備えた別の油圧ステーションによって提供されます。デフレクターの回転システムは、風の方向にブレードを正しく整列させたままにする能力を備えているため、風力発電のパフォーマンスが優れています。パーカーは、電子制御システムと油圧制御システムの両方を提供し、油圧システムは、よりコンパクトな直接駆動、コンポーネントの損傷、閉ループの比例サーボ制御、良好な動的および静的性能をよりコンパクトな直接的なドライブ、良好な過負荷保護を提供します。これらの3つのシステムを補完するために、パーカーは、停電が発生した場合にアキュムレータによって提供される別のろ過可能な油圧源も提供し、安全な停止とユニットの安全性を確保します。
イートンは、風力発電の油圧制御システムで多くの研究作業を行ってきました。イートンが提供する風力タービンブレード角閉ループの比例制御システムは、高温および低温の労働条件に耐えることができ、システムは良好な動的および静的性能と高い位置精度を持っています。
Bosch Rexrothは、風力発電用の油圧および電気システムの欧州サプライヤーであり、速度増加ギアボックス、ブレーキシステム、風力タービンブレード制御システム、デフレクター制御システムの完全なセットを提供できます。電気制御システムと油圧比例サーボ閉ループシステムは、ユーザーのニーズに応じて提供できます。油圧駆動システムは、大きな風力タービンで広く使用されています。
可変ピッチ制御システムの例：
American Zond Company Z-40油圧ピッチ制御メカニズム
油圧ピッチ制御メカニズムは、電気油圧サーボシステムに属します。典型的なピッチ可変油圧アクチュエータの原理を上の図に示します。プロペラブレードは、機械的接続ロッドメカニズムを介して油圧シリンダーに接続されており、ピッチ角の変化は基本的に油圧シリンダーの変位に比例します。シリンダーピストンロッドが左に最大位置に移動すると、ピッチ角は88°、ピストンは最大位置に右に移動します。ピッチ角は-5°です。システムが正常に機能している場合、2位の3方向電磁方向バルブA、B、Cがエネルギー化され、油圧制御チェックバルブが開かれ、油圧シリンダーの変位が電気油圧比較バルブによって正確に制御されます。方向バルブ。風速がどのように変化するかに関係なく、風速が定格風速よりも低い場合、電気油圧比例方向反転バルブは、ブレードのピッチ角を3°に維持します。シリンダーの漏れを考慮すると、バルブを逆転させる電気油圧比例方向は、ピッチ角を変化させないように微調整します。風速が定格風速よりも高い場合、出力電力に応じて、電気油圧比例バルブを使用して出力流を正確に変化させて、ブレードのピッチ角を制御し、出力電力を定量化する。
3、油圧ブレーキシステム
エンジンルームとスピンドル油圧ディスクブレーキスピンドル高速シャフト回転システムを備えた高速シャフト回転システムは、直径60〜100mのブレイキングブレードに使用されます。鋭いブレーキは、刃と回転システムの強い振動を引き起こし、大きな負荷を生成します。この目的のために、シャフトの速度にフィードバックする必要があり、振幅（ソフトブレーキ）を変更してブレーキ圧力を調整する方法は、負荷を数回減らすことができます。
パーカー、イートン、およびレックスロスは、安全な安全性を備えた厳しい状態に耐えることができるディスクベーンブレーキシステムも生産しています。漏れ、小型、スペース節約、別の油圧ステーションによる油圧電源供給
油圧ブレーキシステムの例デンマークボーナス-150KWファンブレーキ油圧システム
1）起動：制御システムが開始コマンド（自動またはマニュアルにすることができる）を発行すると、モーターがすぐに開始すると、圧力は「P」ポートを通ってバルブブロックに入り、バルブブロックの左半分は圧力です。ブレードチップの一部。右半分はディスクブレーキに圧力を与えます。モーターが起動すると同時に、ソレノイドバルブ10＃および11＃は接続された状態から閉じた状態にエネルギー化され、圧力オイルはチェックバルブ6＃-2に沿って右部にのみ入ることができます。圧力値が圧力スイッチ7＃によって調整された10.3MPAに達すると、バルブ10＃が開き、圧力が先端部に入り始め、ブレードダンピングプレートが引き出され、ソレノイドバルブ12＃も開かれます。ソレノイドバルブ13＃を閉じて、ディスクの圧力を緩和し、開始の準備をします。ブレードの先端が片付けられると、ディスクも同時に緩められ、圧力スイッチ15＃の圧力が7MPAに達するとモーターが回転します。 17＃および18＃は蓄積者であり、圧縮ガスを使用して圧力オイルにエネルギーを保存して、動作中の先端抵抗プレートとディスクの漏れを補充し、モーターの頻繁な開始を減らします。
2）ブレーキ停止：風力制御システムのシャットダウンコマンドが発行されると、ソレノイドバルブ10＃がすぐに充電され、11＃電源が失われ、10＃ソレノイドバルブを閉じ、11＃ソレノイドバルブを開き、12を作成します。 ＃、13＃ソレノイドバルブはパワーを失います。つまり、13＃、閉じる12＃、ティップ減衰プレートが排出された後の結果、ディスクブレーキはブレーキを動かして風力タービンをスムーズに停止させます。
3）パフォーマンス特性
設計メカニズムの観点から見ると、この風力タービンのブレーキトルクは2つの側面から来ています。1つは先端減衰ブレーキ、もう1つはディスクブレーキ、ブレーキトルクは低速シャフトにあるので、ブレーキプロセスにおけるギアボックスの影響は小さいです。さらに、次の機能があります。
a）ブレーキプロセスは安定しており、振動は小さい。ブレーキプロセスで均等に分布した3つのブレードの先端減衰ポールが最初に速度を下げ、次にディスクブレーキブレーキを縮小するため、ブレーキプロセスがより安定します。
b）ブレーキメカニズムは独立しています：ブレーキシステムの2つのセットのブレーキメカニズムは互いに独立しています。つまり、1つのブレーキシステムの故障により、他のブレーキシステムの障害は、たとえば油圧の場合、作業能力を失うことはありません。システムが失敗し、圧力を確立できず、ディスクブレーキは通常ブレーキをかけることができません。圧力の損失のために先端減衰プレートが飛び出します。
c）ストール保護メカニズム：ブレーキシステムには、ブレードの根に遠心圧力シリンダーが装備されています。風力タービンがコントロールを失い、遠心力の作用の下で車を駆動すると、圧力は圧力スイッチ14＃の設定値に上昇し、14＃アクションが開かれ、車の安全バルブ16＃が接続されます、ブレードチップ減衰プレートの圧力が放出され、減衰プレートが飛び出し、保護的な役割を果たします。
