齿轮箱的控制装置

技术领域

本发明涉及一种控制装置，特别涉及一种风电齿轮箱的油泵的控制装置。

背景技术

风电齿轮箱用于在连接风轮的主轴和发动机之间传递扭矩，其通常采用行星轮系来实现增速。在齿轮箱的运行过程中，行星轮系的各个部件，特别是齿轮啮合部和轴承都需要润滑以保证齿轮箱的正常工作。目前的风电齿轮箱系统中，存在机械泵和电动泵的双油泵设计，其中机械泵由风轮的转动提供动力，而电动泵则完全由外部电力供电。

然而，在润滑油油温较低的情况下，电动泵不开启或者以很低的转速工作，其提供的流量很低，因而此时将主要由机械泵来负责齿轮箱中润滑油的循环以实现润滑。通常机械泵的排量是根据齿轮箱的额定负载和额定速度来设计的，并且机械泵的流量完全由齿轮箱的输入速度来决定。然而当齿轮箱的输入速度较低时，机械泵的转速也较低，从而不能提供充足的油量。油量的不足又会导致齿轮箱中齿轮和轴承等零部件的不充分润滑从而影响齿轮箱的运行和寿命。

为了克服这一问题，如果按照低输入转速的情况来设计机械泵的排量，这又会导致额定工况下流量过大，而过大的流量又会引起较高的油压，增加了漏油的风险，并且增加齿轮箱的能源损耗。

发明内容

本发明为了解决现有技术中采用固定排量的机械泵难以实现额定工况和特殊工况下不同润滑需求的缺陷，提供一种齿轮箱的控制装置，其可以适应额定工况和特殊工况下不同的润滑需求。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明还提供一种齿轮箱的控制装置，所述齿轮箱包括机械泵和电动泵，其特点在于，所述机械泵具有第一级排量和第二级排量，第一级排量小于第二级排量，所述控制装置包括：

传感器模组，用于检测齿轮箱的润滑油的油压，较低的油压通常意味着风轮的转速较低且电动泵转速为零或接近于零，此时润滑系统几乎完全依赖于机械泵，且风轮的输入速度又比较低，那么机械泵的转速也比较低。

机械泵控制模组，用于在油压高于油压阈值时控制机械泵以第一级排量运行，以及用于在油压低于油压阈值时控制机械泵以第二级排量运行。

本发明还提供一种齿轮箱的控制装置，所述齿轮箱包括机械泵和电动泵，其特点在于，所述机械泵具有第一级排量和第二级排量，第一级排量小于第二级排量，所述控制装置包括：

传感器模组，用于检测风轮的输入速度和电动泵的转速；

机械泵控制模组，用于在风轮的输入速度大于等于速度阈值时控制机械泵以第一级排量运行，以及用于在风轮的输入速度小于速度阈值且电动泵的转速小于转速阈值时控制机械泵以第二级排量运行。

本发明还提供一种齿轮箱的控制装置，所述齿轮箱包括机械泵和电动泵，其特点在于，所述机械泵具有第一级排量和第二级排量，第一级排量小于第二级排量，所述控制装置包括：

传感器模组，用于检测风轮的输入速度和油温；

机械泵控制模组，用于在输入速度大于等于速度阈值和油温高于油温阈值时控制机械泵以第一级排量运行，以及用于在输入速度小于速度阈值和油温低于油温阈值时控制机械泵以第二级排量运行。

优选地，所述速度阈值为额定速度的至少30％。

优选地，所述速度阈值为额定速度的至少50％。

优选地，所述机械泵为两级变排量泵。

优选地，所述机械泵为无级变量泵。

本发明获得的技术效果是：通过采用具有两级排量的机械泵，在不同的工况下应用不同的排量，兼顾了额定工况和特殊工况的润滑需求，避免了低速和/或低温条件下润滑的不足，以及额定工况下过多的油量。

附图说明

图1示出了本发明一实施例的控制装置的结构框图；

图2示出了本发明一实施例的控制装置的控制逻辑的示意图；

图3示出了本发明另一实施例的控制装置的控制逻辑的示意图。

具体实施方式

下面参考图1-3，根据本发明的具体实施方式并结合附图来进一步说明。

参考图1示出了本发明一实施例的齿轮箱的控制装置的结构框图，所述齿轮箱包括机械泵1和电动泵2，其中，所述机械泵1具有第一级排量和第二级排量，第一级排量小于第二级排量，所述控制装置包括：传感器模组3，用于检测齿轮箱的润滑油的油压；机械泵控制模组4，用于在油压高于油压阈值时控制机械泵1以第一级排量运行，以及用于在油压低于油压阈值时控制机械泵1以第二级排量运行。在该实施例中，机械泵采用无级变量泵，可以实现润滑油的压力被稳定在某一值附近。

参考图2，在该实施例中，该控制装置的具体控制逻辑如下：

步骤101：传感器模组检测齿轮箱的润滑油的油压，一般来说，油压能够反映齿轮箱当前的运行状态，例如当风轮的输入转速较低而电动泵又不工作的时候，润滑油的油压会比较低，此时需要机械泵以比较大的排量来供油。

步骤102：机械泵控制模组判断油压是否高于油压阈值，若是，则认为齿轮箱处于正常工作状态，润滑油的提供比较充足，那么进入步骤103；若否，则认为齿轮箱的润滑油提供不够充分，进入步骤104。

步骤103：机械泵控制模组控制机械泵以较小的排量(例如第一级排量运行)，从而避免油量大造成的油压较高。

步骤104：机械泵控制模组控制机械泵以较大的排量(例如第二级排量运行)，从而避免润滑的不充分。

参考图1和图3，除了仅监控油压之外，在另一实施例中，控制装置还可以通过监控风轮的输入速度和电动泵的转速来判断齿轮箱的工况。具体来说，传感器模组3用于检测风轮的输入速度和电动泵的转速；机械泵控制模组4，用于在风轮的输入速度大于等于速度阈值时控制机械泵1以第一级排量运行，以及用于在风轮的输入速度小于速度阈值且电动泵2的转速小于转速阈值时控制机械泵1以第二级排量运行。在本实施例中，所述机械泵为两级变排量泵。

这一实施例中的控制装置的控制逻辑如下：

步骤201：检测风轮的输入速度和电动泵的转速，如果电动泵的转速很低甚至不工作，那么润滑将完全依靠机械泵来实现。而机械泵的工作则依靠风轮的运转，所以风轮的输入速度是衡量机械泵所处工况的一个重要指标。

步骤202：机械泵控制模组判断输入速度是否大于等于速度阈值，若是，进入步骤203；若否，进入步骤204。

步骤203：机械泵控制模组控制机械泵以较小的排量(例如第一级排量运行)，从而避免油量大造成的油压较高。

步骤204：机械泵控制模组判断电动泵转速是否小于转速阈值，若是，说明电动泵不能提供充足的油量，进入步骤205；若否，说明电动泵基本能保证齿轮箱的供油，则进入步骤203。

步骤205：机械泵控制模组控制机械泵以较大的排量(例如第二级排量运行)，从而避免润滑的不充分。

在又一实施例中，齿轮箱依然包括机械泵和电动泵，所述机械泵具有第一级排量和第二级排量，第一级排量小于第二级排量。但是所述控制装置包括：传感器模组，用于检测风轮的输入速度和油温；机械泵控制模组，用于在输入速度大于等于速度阈值(速度阈值例如额定速度的50％)和油温高于油温阈值时控制机械泵以第一级排量运行，以及用于在输入速度小于速度阈值和油温低于油温阈值时控制机械泵以第二级排量运行。为了更为精确地监控齿轮箱所处的工况，引入了对风轮的输入速度和油温的检测。对油温的检测主要在于对电动泵状态的判断，通常较低油温的情况下，电动泵基本不工作或者以极低的速度运转。而风轮的输入速度则和机械泵的输入参数具有一定关联，例如风轮的输入速度较慢的话，则意味着机械泵需要以较大排量工作来提供足够的润滑油。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。