一、变桨控制:优化风能捕获与载荷调节
变桨系统是风力发电机实现功率控制的核心,液压系统在其中承担精准驱动与动态调节的作用:
根据风速调整叶片角度:当风速低于额定值时,液压油缸驱动叶片保持在 “最大迎风角度”,最大化捕获风能;当风速超过额定值时,通过液压阀组控制油缸伸缩,调整叶片角度(减小迎风面积),避免机组过载,稳定输出功率。
动态缓冲与载荷吸收:利用液压油的不可压缩性和阻尼特性,液压系统可缓冲叶片在阵风、湍流中的瞬时冲击载荷,减少叶片、轮毂及整机结构的疲劳损伤,延长机组寿命。
二、偏航控制:实现机舱对风与定位
偏航系统用于调整机舱方向,使叶轮始终正对风向,液压系统在此过程中负责驱动与制动:
驱动偏航动作:液压马达通过液压动力单元提供的压力油驱动齿轮传动机构,带动机舱缓慢旋转(偏航),确保叶轮正对风向,提升风能利用效率。
偏航制动与定位:偏航过程中,液压制动器通过油缸推动刹车片与制动盘接触,提供稳定的阻尼力,避免机舱因惯性过度旋转;当机舱对准风向后,液压制动器施加持续压力,将机舱牢牢固定在当前位置,防止风载荷导致的偏移。
三、制动系统:保障紧急停机与安全防护
液压系统是机组安全制动的 “最后一道防线”,在紧急情况下实现快速、可靠停机:
高速轴 / 低速轴制动:当机组出现超速、电网故障、叶片异常等危险情况时,液压油缸瞬间推动刹车片夹紧高速轴或低速轴的制动盘,通过摩擦力强制叶轮减速并停机,避免事故扩大。
紧急顺桨制动:若机组突发失电或电控系统故障,液压系统可依靠蓄能器(预先储存的液压能)独立驱动叶片快速旋转至 “顺桨位置”(叶片与风向平行),切断风能输入,实现被动安全停机,无需依赖外部电源,可靠性远高于纯电动系统。
四、辅助功能:满足机组运维与特殊需求
轮毂锁止:在机组维护时,液压锁止装置可将叶轮轮毂固定,防止叶片意外转动,保障运维人员安全。
液压油循环与净化:通过液压动力单元的过滤器、冷却器等组件,维持液压油的清洁度和温度稳定,确保系统长期高效运行。
其他驱动需求:部分机组的舱门开关、导流罩调整等辅助动作也可通过小型液压油缸实现,利用液压系统出力大、结构紧凑的特点简化设计。