一种风力发动机的减震系统及控制方法

技术领域

本发明涉及风力发动机技术领域，尤其涉及一种风力发动机的减震系统，本发明还涉及一种风力发动机减震系统的控制方法。

背景技术

风力发动机组传动装置与机架之间需要安装减震结构，减小风机发动机组在工作过程因摆动以及旋转产生的震动对机架的影响，目前主要采用橡胶弹簧减震装置。液压弹簧能利用液压的阻尼改善弹簧的震荡特性，实现需要的性能，因此，液压弹簧用作减震器应用在风力发动机组具有减振效果好，使用寿命长等优点，已得到越来越多的应用。

为适应各种环境影响，液压弹簧内一般采用液压流体作为工作介质，定期检查液压弹簧内液压流体的压力，保证其在要求的范围内，是保持其使用性能的重要保证。目前主要采用人工定期进行检测或充液，由于风力发动机组传动装置安装于风机的塔顶，充液时需要携带相应的工具、检测设备以及油液，人员和设备上下非常不便，且气候环境比较复杂多变，应对和处理非常难。风力发动机常设立在山顶或海滩等交通不便的地方，对其减震系统的监控也比较费时，交通成本较高，劳动强度大。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种风力发动机的减震系统和风力发动机减震系统的控制方法，能对风力发动机减震机构的运行情况进行实时检测，完成远程监控和维护工作，也能适时完成风力发动机减震机构的维护工作，有利于提高风力发动机运行的可靠性，降低维护成本，减少因人工检测或充液过程中发生的意外事故。

为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种风力发动机的减震系统，风力发动机采用液压弹簧用作为减震器，风力发动机减震系统包括流体箱，进液口与所述流体箱连通的供液泵，进液口与所述供液泵的出液口连通的过滤器，进液口与所述过滤器的出液口连通的单向阀，进液口与所述单向阀的出液口连通的压力控制阀，进液口与所述单向阀的出液口连通的换向阀，进液口分别与所述换向阀的同一工作油口连通的第一两位两通阀和第二两位两通阀，进液口与所述第一两位两通阀的出液口连通的第二单向阀，与所述第二单向阀的出液口连通的第一压力传感器和第一液压弹簧，与所述第一液压弹簧连通的第二液压弹簧，进液口与所述第二两位两通阀的出液口连通的第三单向阀，与所述第三单向阀的出液口连通的第二压力传感器和第三液压弹簧，与所述第三液压弹簧连通的第四液压弹簧，与所述第二单向阀的出液口连通的第二压力控制阀，与所述第三单向阀的出液口连通的第三压力控制阀，检测所述第一液压弹簧或第二液压弹簧内液压油温度的第一温度传感器，检测所述第三液压弹簧或第四液压弹簧内液压油温度的第二温度传感器，PLC，无线通信模块，用户终端；所述PLC与供液泵、换向阀、第一两位两通阀、第二两位两通阀、第一压力传感器、第二压力传感器、第二压力控制阀、第三压力控制阀、第一温度传感器、第二温度传感器电连接；所述无线通信模块与所述PLC电连接，所述用户终端通过移动网络与无线通信模块连接。

作为进一步的改进技术方案，本发明提供的风力发动机的减震系统，还具有与所述换向阀的第一工作油口连通的蓄能器。

为了解决上述技术问题，另一方面，本发明提供一种风力发动机减震系统的控制方法，应用于风力发动机减震系统，风力发动机采用液压弹簧用作为减震器，所述风力发动机减震系统包括流体箱，进液口与所述流体箱连通的供液泵，进液口与所述供液泵的出液口连通的过滤器，进液口与所述过滤器的出液口连通的单向阀，进液口与所述单向阀的出液口连通的压力控制阀，进液口与所述单向阀的出液口连通的换向阀，进液口分别与所述换向阀的同一工作油口连通的第一两位两通阀和第二两位两通阀，进液口与所述第一两位两通阀的出液口连通的第二单向阀，与所述第二单向阀的出液口连通的第一压力传感器和第一液压弹簧，与所述第一液压弹簧连通的第二液压弹簧，进液口与所述第二两位两通阀的出液口连通的第三单向阀，与所述第三单向阀的出液口连通的第二压力传感器和第三液压弹簧，与所述第三液压弹簧连通的第四液压弹簧，与所述第二单向阀的出液口连通的第二压力控制阀，与所述第三单向阀的出液口连通的第三压力控制阀，检测所述第一液压弹簧或第二液压弹簧内液压油温度的第一温度传感器，检测所述第三液压弹簧或第四液压弹簧内液压油温度的第二温度传感器，PLC，无线通信模块，用户终端；所述PLC与供液泵、换向阀、第一两位两通阀、第二两位两通阀、第一压力传感器、第二压力传感器、第二压力控制阀、第三压力控制阀、第一温度传感器、第二温度传感器电连接；所述无线通信模块与所述PLC电连接，所述用户终端通过移动网络与无线通信模块连接；控制过程包括以下步骤：

第一压力传感器实时检测第一液压弹簧和第二液压弹簧液压油的压力，第一温度传感器实时检测第一液压弹簧和第二液压弹簧液压油的温度，检测数据实时传递给PLC，并通过无线通信模块实时传送至用户终端；

第二压力传感器实时检测第三液压弹簧和第四液压弹簧液压油的压力，第二温度传感器实时检测第三液压弹簧和第四液压弹簧液压油的温度，检测数据实时传递给PLC，并通过无线通信模块实时传送至用户终端；

预先向PLC输入不同温度下液压弹簧正常作业时的液压油压力值，以及低于该压力的报警压力值和充液压力值；所述PLC根据第一温度传感器检测的温度的变化适时控制调节第二压力控制阀的溢流压力、所述PLC根据第二温度传感器检测的温度的变化适时控制调节第三压力控制阀的溢流压力；所述PLC将获得的液压油压力值与对应不同温度下设定的液压油的压力值进行比较，当第一压力传感器或第二压力传感器检测的液压油压力值低于设置的报警压力值时，所述PLC向用户终端传递对应的液压弹簧液压油偏低信息，操作人员通过用户终端监控对应的液压弹簧的运行状态；当第一压力传感器检测的液压油压力值低于设置的充液压力值时，PLC控制第一两位两通阀的工作油口接通，PLC控制供液泵启动，PLC控制换向阀的第一工作油口导通向第一两位两通阀和第二两位两通阀供液，向第一液压弹簧和第二液压弹簧内充液，当第一压力传感器检测的液压油压力值达到对应温度下液压弹簧正常作业时的液压油压力值后，PLC控制第一两位两通阀关闭，PLC控制换向阀的第二工作油口导通向流体箱回流，PLC控制供液泵关闭；当第二压力传感器检测的液压油压力值低于设置的充液压力值时，PLC控制第二两位两通阀的工作油口接通，PLC控制换向阀的第一工作油口导通向第一两位两通阀和第二两位两通阀供液，PLC控制供液泵启动，向第三液压弹簧和第四液压弹簧内充液，当第二压力传感器检测的液压油压力值达到对应温度下液压弹簧正常作业时的液压油压力值后，PLC控制第二两位两通阀关闭，PLC控制换向阀的第二工作油口导通向流体箱回流，PLC控制供液泵关闭；当第一压力传感器和第二压力传感器检测的液压油压力值均低于设置的充液压力值时，PLC控制同时向二组液压弹簧充液，当其中的一组充液达到对应温度下液压弹簧正常作业时的液压油压力值后，相应的第一两位两通阀或第二两位两通阀关闭，PLC控制继续向另一组液压弹簧充液，充液达到对应温度下液压弹簧正常作业时的液压油压力值后，相应的第一两位两通阀或第二两位两通阀关闭，当第一两位两通阀和第二两位两通阀均关闭时，PLC控制换向阀的第二工作油口导通向流体箱回流，PLC控制供液泵关闭。

作为另一技术方案，本发明提供的风力发动机减震系统的控制方法，应用于风力发动机减震系统，风力发动机采用液压弹簧用作为减震器，所述风力发动机减震系统包括流体箱，进液口与所述流体箱连通的供液泵，进液口与所述供液泵的出液口连通的过滤器，进液口与所述过滤器的出液口连通的单向阀，进液口与所述单向阀的出液口连通的压力控制阀，进液口与所述单向阀的出液口连通的换向阀，进液口分别与所述换向阀的同一工作油口连通的第一两位两通阀和第二两位两通阀，进液口与所述第一两位两通阀的出液口连通的第二单向阀，与所述第二单向阀的出液口连通的第一压力传感器和第一液压弹簧，与所述第一液压弹簧连通的第二液压弹簧，进液口与所述第二两位两通阀的出液口连通的第三单向阀，与所述第三单向阀的出液口连通的第二压力传感器和第三液压弹簧，与所述第三液压弹簧连通的第四液压弹簧，与所述第二单向阀的出液口连通的第二压力控制阀，与所述第三单向阀的出液口连通的第三压力控制阀，检测所述第一液压弹簧或第二液压弹簧内液压油温度的第一温度传感器，检测所述第三液压弹簧或第四液压弹簧内液压油温度的第二温度传感器，PLC，无线通信模块，用户终端；所述PLC与供液泵、换向阀、第一两位两通阀、第二两位两通阀、第一压力传感器、第二压力传感器、第二压力控制阀、第三压力控制阀、第一温度传感器、第二温度传感器电连接；所述无线通信模块与所述PLC电连接，所述用户终端通过移动网络与无线通信模块连接；控制过程包括以下步骤：

第一压力传感器实时检测第一液压弹簧和第二液压弹簧液压油的压力，第一温度传感器实时检测第一液压弹簧和第二液压弹簧液压油的温度，检测数据实时传递给PLC，并通过无线通信模块实时传送至用户终端；

第二压力传感器实时检测第三液压弹簧和第四液压弹簧液压油的压力，第二温度传感器实时检测第三液压弹簧和第四液压弹簧液压油的温度，检测数据实时传递给PLC，并通过无线通信模块实时传送至用户终端；

预先向PLC输入不同温度下液压弹簧正常作业时的液压油压力值，以及低于该压力的报警压力值和充液压力值；所述PLC根据第一温度传感器检测的温度的变化适时控制调节第二压力控制阀的溢流压力、所述PLC根据第二温度传感器检测的温度的变化适时控制调节第三压力控制阀的溢流压力；所述PLC将获得的液压油压力值与对应不同温度下设定的液压油的压力值进行比较，当第一压力传感器或第二压力传感器检测的液压油压力值低于设置的报警压力值时，所述PLC向用户终端传递对应的液压弹簧液压油偏低信息，操作人员通过用户终端监控对应的液压弹簧的运行状态；当第一压力传感器或第二压力传感器检测的液压油压力值低于设置的充液压力值时，PLC控制第一两位两通阀和第二两位两通阀的工作油口均接通，PLC控制供液泵启动，PLC控制换向阀的第一工作油口导通向第一两位两通阀和第二两位两通阀供液，向第一液压弹簧、第二液压弹簧、第三液压弹簧和第四液压弹簧内充液，当第一压力传感器检测的液压油压力值达到对应温度下液压弹簧正常作业时的液压油压力值后，PLC控制第一两位两通阀关闭，当第二压力传感器检测的液压油压力值达到对应温度下液压弹簧正常作业时的液压油压力值后，PLC控制第二两位两通阀关闭，当第一两位两通阀和第二两位两通阀均关闭时，PLC控制换向阀的第二工作油口导通向流体箱回流，PLC控制供液泵关闭。

作为进一步的改进技术方案，本发明提供的风力发动机减震系统的控制方法，还能使用用户终端操作，通过移动网络与无线通信模块，PLC控制完成向第一液压弹簧和第二液压弹簧内充液，或完成向第三液压弹簧和第四液压弹簧内充液。

本发明提供的技术方案，能自动实现对风力发动机减震液压弹簧内液压油的温度和压力的远程监控，实现自动充液或远程控制充液。有利于及时完成风力发动机减震机构的维护工作，提高风力发动机运行的可靠性，降低人工成本和维护成本，减少因人工检测或充液过程中发生的意外事故。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是实施例风力发动机的减震系统的控制原理图；

图2为实施例中液压弹簧液压油工作压力、充液压力与温度的关系图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

风力发动机组传动装置与机架之间安装减震液压弹簧，需安装两组，通过四个支撑点提供支撑力，每个支撑点设置一个液压弹簧，对称的二个液压弹簧的液压流体连通，使该二个液压弹簧内的液压流体的压力相同。实施例中第一液压弹簧11和第二液压弹簧12对称布置，第三液压弹簧15和第四液压弹簧16也对称布置，各液压弹簧沿圆周半径方向等弧度布置。

如图1所示，风力发动机采用液压弹簧用作为减震器，风力发动机的减震系统包括流体箱1，进液口与所述流体箱1连通的供液泵2，进液口与所述供液泵2的出液口连通的过滤器3，进液口与所述过滤器3的出液口连通的单向阀4，进液口与所述单向阀4的出液口连通的压力控制阀5，进液口与所述单向阀4的出液口连通的换向阀6，进液口分别与所述换向阀6的同一工作油口连通的第一两位两通阀7和第二两位两通阀8，进液口与所述第一两位两通阀7的出液口连通的第二单向阀9，与所述第二单向阀9的出液口连通的第一压力传感器10和第一液压弹簧11，与所述第一液压弹簧11连通的第二液压弹簧12，进液口与所述第二两位两通阀8的出液口连通的第三单向阀13，与所述第三单向阀13的出液口连通的第二压力传感器14和第三液压弹簧15，与所述第三液压弹簧15连通的第四液压弹簧16，与所述第二单向阀9的出液口连通的第二压力控制阀17，与所述第三单向阀13的出液口连通的第三压力控制阀18，检测所述第一液压弹簧11或第二液压弹簧12内液压油温度的第一温度传感器，检测所述第三液压弹簧15或第四液压弹簧16内液压油温度的第二温度传感器，PLC，无线通信模块，用户终端；所述PLC与供液泵2、换向阀6、第一两位两通阀7、第二两位两通阀8、第一压力传感器10、第二压力传感器14、第二压力控制阀17、第三压力控制阀18、第一温度传感器、第二温度传感器电连接；所述无线通信模块与所述PLC电连接，所述用户终端通过移动网络与无线通信模块连接。

作为其中的一个实施例，风力发动机减震系统的控制过程包括以下步骤：

第一压力传感器10实时检测第一液压弹簧11和第二液压弹簧12液压油的压力，第一温度传感器实时检测第一液压弹簧11和第二液压弹簧12液压油的温度，检测数据实时传递给PLC，并通过无线通信模块实时传送至用户终端。

第二压力传感器14实时检测第三液压弹簧15和第四液压弹簧16液压油的压力，第二温度传感器实时检测第三液压弹簧15和第四液压弹簧16液压油的温度，检测数据实时传递给PLC，并通过无线通信模块实时传送至用户终端。

预先向PLC输入不同温度下液压弹簧正常作业时的液压油压力值，以及低于该压力的报警压力值和充液压力值。设置的充液压力值低于报警压力值，而报警压力值又低于正常作业时的液压油压力值。

所述PLC根据第一温度传感器检测的温度的变化适时控制调节第二压力控制阀17的溢流压力、所述PLC根据第二温度传感器检测的温度的变化适时控制调节第三压力控制阀18的溢流压力。当第一压力传感器10检测到第一液压弹簧11和第二液压弹簧12的液压油压力超过设定的溢流压力时，第二压力控制阀17启动泄压，使第一液压弹簧11和第二液压弹簧12内的液压压力不会超限。当第二压力传感器14检测到第三液压弹簧15和第四液压弹簧16的液压油压力超过设定的溢流压力时，第三压力控制阀18启动泄压，使第三液压弹簧15和第四液压弹簧16内的液压油压力不会超限。对密闭容器内的液压压力，温度越高，对应的液压压力也越高，而风力发动机使用的环境温差昼夜较大，日照情况也是影响温度和压力快速变化的因素之一，将第二压力控制阀17和第三压力控制阀18的溢流压力根据温度的变化设置，能避免第二压力控制阀17和第三压力控制阀18频繁启动，避免第一液压弹簧11、第二液压弹簧12、第三液压弹簧15和第四液压弹簧16内液压油的流失和频繁充液。而最高溢流压力的设置应参照系统的承压能力设置，不会造成密封件失效等影响。如图2所示，上方斜线为实施例中设置的不同温度下液压弹簧正常作业时的液压油压力值、下方斜线为实施例中设置的不同温度下液压弹簧充液压力值。当低于充液压力值，需要向液压弹簧内充液。高于液压弹簧正常作业时的液压油压力值时，第二压力控制阀17或第三压力控制阀18开启溢流，报警压力值设定在上方斜线和下方斜线之间的压力区域。

所述PLC将获得的液压油压力值与对应不同温度下设定的液压油的压力值进行比较，当第一压力传感器10或第二压力传感器14检测的液压油压力值低于设置的报警压力值时，所述PLC向用户终端传递对应的液压弹簧液压油偏低信息，操作人员通过用户终端监控对应的液压弹簧的运行状态。报警信息使操作人员关注设备的运行，若某设备频繁出现报警信息，则可能是减振系统出现了故障，例如密封件的损坏，需对设备进行检查处理。报警频次在正常的范围内，或因环境温度变化在可预见的情况下发生，则仅需加强远程监控，而无需安排人员进行巡查维护。

当第一压力传感器10检测的液压油压力值低于设置的充液压力值时，PLC控制第一两位两通阀7工作油口接通，PLC控制供液泵2启动，PLC控制换向阀6的第一工作油口导通向第一两位两通阀7和第二两位两通阀8供液，向第一液压弹簧11和第二液压弹簧12内充液，当第一压力传感器10检测的液压油压力值达到对应温度下液压弹簧正常作业时的液压油压力值后，PLC控制第一两位两通阀7失电关闭，PLC控制换向阀6的第二工作油口导通向流体箱1回流，PLC控制供液泵2关闭；当第二压力传感器14检测的液压油压力值低于设置的充液压力值时，PLC控制第二两位两通阀8的工作油口接通，PLC控制换向阀6的第一工作油口导通向第一两位两通阀7和第二两位两通阀8供液，PLC控制供液泵2启动，向第三液压弹簧15和第四液压弹簧16内充液，当第二压力传感器14检测的液压油压力值达到对应温度下液压弹簧正常作业时的液压油压力值后，PLC控制第二两位两通阀8关闭，PLC控制换向阀6的第二工作油口导通向流体箱1回流，PLC控制供液泵2关闭；当第一压力传感器10和第二压力传感器14检测的液压油压力值均低于设置的充液压力值时，PLC控制同时向二组液压弹簧充液，当其中的一组充液达到对应温度下液压弹簧正常作业时的液压油压力值后，相应的第一两位两通阀7或第二两位两通阀8关闭，PLC控制继续向另一组液压弹簧充液，充液达到对应温度下液压弹簧正常作业时的液压油压力值后，相应的第一两位两通阀7或第二两位两通阀8关闭，当第一两位两通阀7和第二两位两通阀8均关闭时，PLC控制换向阀6的第二工作油口导通向流体箱1回流，PLC控制供液泵2关闭。

作为其中的一个实施例，风力发动机减震系统的控制过程包括以下步骤：

第一压力传感器10实时检测第一液压弹簧11和第二液压弹簧12液压油的压力，第一温度传感器实时检测第一液压弹簧11和第二液压弹簧12液压油的温度，检测数据实时传递给PLC，并通过无线通信模块实时传送至用户终端。

第二压力传感器14实时检测第三液压弹簧15和第四液压弹簧16液压油的压力，第二温度传感器实时检测第三液压弹簧15和第四液压弹簧16液压油的温度，检测数据实时传递给PLC，并通过无线通信模块实时传送至用户终端。

预先向PLC输入不同温度下液压弹簧正常作业时的液压油压力值，以及低于该压力的报警压力值和充液压力值；第一压力传感器10、第二压力传感器14、第一温度传感器、第二温度传感器的检测数据实时传递给PLC，所述PLC根据第一温度传感器检测的温度的变化适时控制调节第二压力控制阀17的溢流压力、所述PLC根据第二温度传感器检测的温度的变化适时控制调节第三压力控制阀18的溢流压力。

所述PLC将获得的液压油压力值与对应不同温度下设定的液压油的压力值进行比较，当第一压力传感器10或第二压力传感器14检测的液压油压力值低于设置的报警压力值时，所述PLC向用户终端传递对应的液压弹簧液压油偏低信息，操作人员通过用户终端监控对应的液压弹簧的运行状态；当第一压力传感器10或第二压力传感器14检测的液压油压力值低于设置的充液压力值时，PLC控制第一两位两通阀7和第二两位两通阀8的工作油口均接通， PLC控制供液泵2启动，PLC控制换向阀6的第一工作油口导通向第一两位两通阀7和第二两位两通阀8供液，向第一液压弹簧11、第二液压弹簧12、第三液压弹簧15和第四液压弹簧16内充液，当第一压力传感器10检测的液压油压力值达到对应温度下液压弹簧正常作业时的液压油压力值后，PLC控制第一两位两通阀7关闭，当第二压力传感器14检测的液压油压力值达到对应温度下液压弹簧正常作业时的液压油压力值后，PLC控制第二两位两通阀8关闭，当第一两位两通阀7和第二两位两通阀8均关闭时，PLC控制换向阀6的第二工作油口导通向流体箱1回流，PLC控制供液泵2关闭。

本实施例中，第一压力传感器10或第二压力传感器14触发PLC控制供液泵2、换向阀6需向其中的一组液压弹簧充液时，同时也向另一组液压弹簧补充充液，充液过程中，压力较低的液压弹簧充液流量较快，直至两组弹簧的液压油压力值均达到对应温度下液压弹簧正常作业时的液压油压力值，PLC才控制换向阀6的第二工作油口导通向流体箱1回流和控制供液泵2关闭，一次启动完成对二组弹簧内液压油的充液和充液后的压力检测工作，能减少供液泵2的运行频次，节省能耗和液压系统的维护量。

作为其中的一个实施例，风力发动机减震系统的控制过程中，还能使用用户终端操作，通过移动网络与无线通信模块，PLC控制完成向第一液压弹簧11和第二液压弹簧12内充液，或完成向第三液压弹簧15和第四液压弹簧16内充液。当用户终端替代第一压力传感器10或第二压力传感器14触发PLC控制风力发动机减震系统向液压弹簧充液时，PLC的控制过程与前述相同或相近，不再重复描述。

作为其中的一个实施例，风力发动机的减震系统还具有与所述换向阀6的第一工作油口连通的蓄能器19。蓄能器19能起缓冲作用。

本发明提供的技术方案，能自动实现对风力发动机减震液压弹簧内液压油的温度和压力的远程监控，实现自动充液或远程控制充液。有利于及时完成风力发动机减震机构的维护工作，提高风力发动机运行的可靠性，降低人工成本和维护成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不以任何方式限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。