【www.guakaob.com--设备监理师】
[我爱发明] 20170513 泊车兄弟
本期节目主要内容： 黑龙江哈尔滨的发明人陈勇发明了一种用于帮助汽车侧方停车的装置。他的发明，在侧方停车过程中速度快、操作简单，解决了人工侧方停车时难度大、速度慢的问题。河南濮阳的肖全景发明了一种遥控泊车装置，能够遥控快速泊车，也可以原地掉头，即便车位空间狭窄，即使传统停车方式停不进去的情况下，也能将车停进去。（《我爱发明》 20170513 泊车兄弟）
发明人联系方式：肖全景13721779279 陈勇18944516077
发明摘要：本实用新型公开了一种多功能泊车装置，包括液压缸和双驱动轮，以及电控系统，在车连接钢板上竖向安装有液压缸，液压缸推杆延伸至车连接钢板下方后安装有双驱动轮，双驱动轮通过液压马达驱动工作；设置有控制双驱动轮的减速刹车系统。本实用新型具有三大功能：直角转弯、360度原地调头和漂移式泊车。可以在较小的空间内对车身方向进行调整和移动，使其顺利进入或取出车库。电控系统可以通过无线遥控控制移动车辆，或者通过手动操作键控制移动车辆，能够实现驱动车辆移动的多种控制方式。
陈勇发明摘要：一种侧向停车辅助装置，包括支架、以及支架上设有的移动轮，所述的支架上端通过弹簧连接缓冲架，所述的缓冲架连接伸缩架，所述的支架横截面为弧形结构，且支架的两端均连接有叉架，所述的叉架内安装有移动轮，所述的每个移动轮配有相应电机，所述的电机固定在支架上，所述的两个移动轮之间通过皮带连接，所述的皮带与支架之间设有张紧轮。本发明结构设计合理，构思巧妙新颖，可以在需要侧方停车时，方便快捷地将车辆停车入位，免去了反复倒车的麻烦，避免了可能的车辆剐蹭，减小停车难度的同时也减少停车空间，从而提高了停车场的利用率。
本期视频主要内容： 商庆申发明了一款自动装卸车，由遥控器操作液压系统，让整体车厢翻转90度，将铁叉深入砖块底部，利用加强梁将砖块和铁厢固定在一起，通过液压系统将车厢整体翻到运输车上，完成装料工作。 （《我爱发明》 20151203 砖头巧挪移）
发明人联系方式：商庆申 18905342379
发明摘要：自动整体装卸车，主要由车斗、底盘和驱动轮组成，底盘前后两侧分别连接一个车斗提升机构，车斗提升机构包括一个伸缩槽、设置在伸缩槽内的两个伸缩架以及连接在伸缩架下部的升降油缸，车斗提升机构的伸缩槽上固定连接一个车斗平移翻转油缸，底盘的四个角上分别设置一个立柱，立柱底部连接一个槽轮，车斗与底盘之间设置若干车斗移动槽架，底盘后部中间位置安装一个车门抽出油缸，底盘后侧连接的车斗提升机构的伸缩槽中间连接一个车体移位油缸。本实用新型装置实现了货物的自动装卸，大大降低了型材货物装卸的劳动强度，提高了货物的装卸效率，具有设计合理、使用方便和自动化程度高的优点。
Vol．53卷第No．第53期77
AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERING
2015年7月
July2015
doi：10．3969／j．issn．1673－3142．2015．07．010
一种智能喷药车控制部分设计
李慧琴1，李洪涛2，马国强1，刘豪1
（1.450002河南省郑州市河南农业大学机电工程学院；2.462600河南省漯河市漯河林颖县农业机械管理局）［摘要］基于单片机控制的智能喷药车控制系统，对自动控制部分进行设计，分为上位机和下位机两部分。上位机主要功能是进行果树植株图像的采集和处理。下位机主要根据上位机的植株信息，驱动电磁阀调整工作台方位，通过电磁单向阀控制喷药液压系统执行喷雾，从而实现自动对靶喷雾。［关键词］智能喷药车；自动对靶；AVR单片机；液压系统［中图分类号］S491；S126
［文献标志码］A
［文章编号］1673-3142(2015)07-0043-03
ADesignoftheControlSystemforIntelligentSprayingCar
LiHuiqin1，LiHongtao2，MaGuoqiang1，LiuHao1
（1．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，HenanAgricultureUniversity，ZhengzhouCity，HenanProvince450002，China；
2．LinyingCountyAgriculturalMachineryAdministrationBureau，LuoheCity，HenanProvince462600，China）
［Abstract］BasedontheintelligentsprayingsystemcontrolledbyMCU，theautomatictargetsprayingsystemisdesigned，
composedoftheuppermonitorandthelowermonitor．Tocollectandprocesstheimagesoffruittreesisthemainfunctionoftheuppermonitor，whichkeepsoncommunicationwiththelowermonitor．Toreceivethedatafromtheuppermonitorthroughtheserialportsisthemainfunctionofthelowermonitor，realizedbyATmega328ofAVRMCU．Correspondingoperationsarecarriedoutaccordingtodifferentsituations，andautomatictargetsprayingisrealizedfinallythroughthehydraulicsprayingsystemcontrolledbysolenoidvalves．
［Keywords］intelligentsprayingcar；automatictarget；AVRMCU；hydraulicsystem
0引言
我国是果树种植大国，果树生产中，针对常见
1智能喷药车控制系统设计要求
智能喷药系统要实现自动对靶喷雾，需对果
的病虫害，常采用喷药防治。目前大多采用高压喷枪作淋洗式喷药，这种方式生产效率低，而且造成农药利用率低、农产品中农药残留超标、环境污染严重等问题。智能喷药车能够根据靶标的有无和靶标特征的变化有选择性地对靶施药，有效地提高农药在作物上的附着率，明显地减少农药在非靶标区域的沉降，获得较好的施药效果，能够降低生产成本和减少农药对环境的污染[1]。现有的喷雾控制系统有3种形式：一是变量喷雾结合GIS和
树植株进行探测识别，智能喷药系统分为上位机和下位机两部分。上位机将果树植株从背景中识别出来并加以处理后，通过串行通信将控制信号发送到下位机[2]，下位机根据果树轮廓坐标，控制药枪方位和流量，实现针对性智能喷药防治。
1.1上位机主要实现的功能
果树图像信息采集采用ov7620摄像头，
ov7620是一款CMOS摄像头器件，是一款彩色CMOS型图像采集集成芯片，提供高性能的单一
小体积封装。该器件分辨率可以达到640×480，传输速度可以达到30帧。ov7620的控制采用SCCB协议。果树植株信息经摄像头传给上位机，并对图像信息进行数据处理，得到果树的轮廓信息，并将数据发送给下位机并实现对其控制[3]。
GPS技术；二是单一的对靶喷雾；三是目标识别方
法与变量喷雾结合。本文提出的基于单片机控制步进电机带动球阀控制流量、电磁阀控制开闭与机器视觉对靶技术相结合的静电喷雾方法是一种成本低廉、技术先进的控制方式。
项目来源：河南省省科技厅科技攻关项目：变量喷药机器人关键技术研究（102102210157）收稿日期：2015－04－02
修回日期：2015－04－17
1.2下位机主要实现的功能
对上位机发送的信号进行解码，并根据果树图像信息对喷药液压回路进行实时控制，从而实
44
现自动对靶喷药[4-5]。
农业装备与车辆工程2015年
左右（工作台未升降）。全车除喷药泵为带轮传动外均为液压动力，液压系统主要包括3个液压泵：行车泵、风机及转向用泵、工作台及搅拌用泵；7个液压马达：风机用齿轮液压马达、旋转平台液压马达、药箱搅拌用马达和行车马达（4个）；2个液压缸：升降液压缸、仰角控制液压缸。具体结构见图2所示。电磁比例方向阀DY1、升降液压缸和工作台和搅拌用泵形成回路控制工作台升降；电磁比例方向阀DY2、仰角控制液压缸和工作台和搅拌用泵形成回路控制工作台仰俯；电磁比例方向阀DY3、旋转平台液压马达和工作台和搅拌用泵形成回路控制工作台旋转。电磁单向阀DC1、风机与转向用泵和风机用齿轮液压马达形成回路控制风机开启；电磁单向阀DC2、工作台和搅拌用泵和药箱搅拌用马达完成药箱均匀搅拌；电磁单向阀
2智能喷药车控制系统整体结构
智能喷药车控制系统由上位机控制系统和下
位机控制系统组成。上位机与下位机通过串口芯片MAX232进行通讯。下位机采用单片机模块进行控制，通过控制电磁比例方向阀调整工作台方位，通过电磁单向阀控制喷药液压系统执行喷雾，从而实现自动对靶喷雾。
该系统结构示意图如图1所示，图像与处理系统包括摄像头和上位机。下位机控制系统主要由4个传感器和Atmega328P单片机组成，分别为用于药箱液位控制的水位传感器、用于风筒位置控制的风筒仰角传感器、工作台旋转角度传感器以及工作台垂直位置传感器。风筒位置控制的3个传感器均采用电阻式位移传感器，其中风筒仰角和工作台旋转角度检测采用电阻式角位移传感器，工作台在垂直方向上的位移量则采用电阻式直线位移传感器。而在喷药液压系统中，电液比例阀与单片机之间通过三极管驱动模块连接，采用占空比可调的PWM实现对液压阀的变量控制。普通电磁阀则直接通过继电器与单片机连接，由单片机数字IO输出高低电平控制继电器的启闭，从而实现对电磁阀的控制。
[6]
DC3用于控制喷头的开启。
3
76
5
4
2
1
19181716151413
8
摄像头
水位传感器
风筒仰角传感器
工作台旋转角度传感器
工作台垂直位置传感器
910
1211
1.药箱2.搅拌桨3.搅拌液压马达4.工作台及搅拌液压泵5.吸药泵6.液压油箱7.内燃机8.风机及转向泵9.行车泵10.行车马达11.车轮12.转台减速机构13.工作台马达14.转台15.升降液压缸16.摆动液压缸17.风机马达18.喷头19.风机叶轮
图2智能喷药车传动原理图
上位机
ATMEGA328P比例阀驱动模块
继电器
Fig.2Transmissionprinciplediagramofintelligentsprayingcar
药箱液位控制采用水位传感器，水位传感器安装在药箱底部。当水箱内部水位低于设定值时，单片机认为药液用完，发出信号，使喷药系统停止工作，其后进行相应处理。工作台旋转角度传感器、工作台垂直位置传感器和风筒仰角传感器用于风筒位置控制。控制系统各元件在喷药车上的安装位置如图3所示。
电源模块
工作台升降
DY1DY2DY3
工作台仰俯工作台旋转
DC1DC2DC3
风机驱动药箱搅拌喷药控制
图1智能喷药系统整体结构图
Fig.1Overallstructureofintelligentsprayingsystem
4控制单元IO口资源分配
智能喷药车控制部分下位机采用Arduino
3智能喷药车控制系统在整机上的位置
智能喷药车整体长度4m，车宽2m，高2.5m
UNOR3控制板。ArduinoUNOR3的主处理器使
用的是Atmel公司的ATmega328。它是一款拥有
第53卷第7期李慧琴等：一种智能喷药车控制部分设计
开始各个模块初始化读取水位传感器数据
45
28个引脚的8位微控制器。下位机的控制单元IO口对应功能如表1所示。
1
654
N
N
是否调整风筒位置工作台升降子程序工作台旋转子程序风筒仰俯子程序
是否启动智能喷药系统
Y工作台复位判断串口是否有数据
N
是否开始喷药
N
2
Y
3【风力液压喷药车】
接收上位机信息
Y
电磁阀驱动子程序
N
1．摄像头安装位置2．单片机安装在驾驶室某处3．水位传感器安装于药箱底部某处4．工作台旋转角度传感器安装位置5．工作台垂直方向直线传感器安装位置6．风筒仰角传感器安装位置
图3控制元件的安装位置
是否结束智能喷药系统
Y结束
图4控制系统程序流程图
Fig.3Installationpositionsofcontrolelements
表1控制单元IO口资源分配
Fig.4Flowchartofcontrolsystem
6结语
本文是智能果树喷药车控制部分的总体控制
Fig．1ControlunitIOresourceallocation
Arduino板IO口
0（RX）1（TX）23（PWM）
45（PWM）6（PWM）
789（PWM）10（PWM）11（PWM）
A0A1A2
单片机IO口
功能实现与上位机串行通信药液搅拌系统控制增大风筒仰角风机液压系统控制减小风筒仰角抬高工作台喷药控制药箱水位信息读取
下落工作台左旋工作台右旋工作台读取风筒仰角信息读取工作台旋转角度信息读取工作台升降位置信息
思路设计，重点是对下位机控制系统进行研究。
PD0PD1PD2PD3PD4PD5PD6PD7PB0PB1PB2PB3PC0PC1PC2
Atmega328P单片机是本下位机系统的控制核心，
电磁阀是本系统的主要执行部件。自动对靶控制系统可以实现精确喷雾，不仅大大提高了农药的有效利用率，还能大幅度减少农药用量，极大地减少或基本消除了农药喷到靶标以外的可能性。从世界范围来看，农药喷雾技术、喷雾器械及农药剂型正向着精确、低量、对靶性、自动化方向发展。
参考文献
[1][2][3][4]
傅泽田,祁力钧,王俊红.精准施药技术研究进展与对策[J].农业机械学报,2007,38(1)：189-192．
吴泽祎．基于AVR单片机的自动对靶喷雾控制系统的设计与实现[D].北京：中国农业大学，2007．
王万章，洪添胜，陆永超，等.基于超声波传感器和DGPS的果树冠径检测[J].农业工程学报，2006,22(8)：158-161．闫栋,张文爱,王秀,等．基于PWM的农药变量注入控制系统设计与试验[J].农机化研究,2011,33(6)：115-118．
刘大印，张文爱，王秀，等．基于单片机的定量农药喷洒控制系统[J].农机化研究，2010，32(3)：134-138．
杨自栋．简易超声波测距仪的软硬件设计[J].农业装备与车辆工程，2005，04(12)：23-25．
5智能喷药车系统软件设计
自动对靶控制系统运行程序由loop主循环程
[5][6]
序构成，其中包括图像处理子程序、电磁阀驱动子程序、工作台升降子程序、工作台旋转子程序和工作台复位子程序等各功能模块子程序，自动对靶控制系统程序流程图如图4所示。
作者简介李慧琴（1975—），女，河南洛阳人，讲师，研究方向：
电一体化专业。E-mail：18937108115@189.cn
第五章 风力发电机组的液压系统和刹车
风力发电机组的液压系统和刹车机构是一个整体。在定桨距风力发电机组中，液压系统的主要任务是执行风力发电机组的气动刹车和机械刹车；在变桨距风力发电机组中，液压系统主要控制变距机构，实现风力发电机组的转速控制、功率控制，同时也控制机械刹车机构。
第一节 定桨距风力发电机组的刹车机构
一、气动刹车机构
气动刹车机构是由安装在叶尖的扰流器通过不锈钢丝绳与叶片根部的液压油缸的活塞杆相联接构成的。扰流器的结构（气动刹车结构）如图5-1 所示。当风力发电机组正常运行时，在液压力的作用下，叶尖扰流器与叶片主体部分精密地合为一体，组成完整的叶片。当风力发电机组需要脱网停机时，液压油缸失去压力，扰流器在离心力的作用下释放并旋转80°-90°形成阻尼板，由于叶尖部分处于距离轴最远点，整个叶片作为一个长的杠杆，使扰流器产生的气动阻力相当高，足以使风力发电机组在几乎没有任何磨损的情况下迅速减速，这一过程即为叶片空气动力刹车。叶尖扰流器是风力发电机组的
主要制动器，每次制动时都是它起主要作用。
在叶轮旋转时，作用在扰流器上的离心力和弹簧力会使叶尖扰流器力图脱离叶片主体转动到制动位置；而液压力的释放，不论是由于控制系统是正常指令，还是液压系统的故障引起，都将导致扰流器展开而使叶轮停止运行。因此，空气动力刹车是一种失效保护装置，它使整个风力发电机组的制动系统具有很高的可靠性。
二、机构刹车机构
图5-2为机构刹车机构由安装在低速轴或高速轴上的刹车圆盘与布置在四周的液压夹钳构成。液压夹钳固定，刹车圆盘随轴一起转动。刹车夹钳有一个预压的弹簧制动力，液压力通过油缸中的活塞将制动夹钳打开。机械刹车的预压弹簧制动力，一般要求在额定负载下脱网时能够保证风力发电机组安全停机。但在正常停机的情况下，液压力并不是完全释放，即在制动过程中只作用了一部分弹簧力。为此，在液压系统中设置了一个特殊的减压阀和蓄能器，以保证在制动过程中不完全提供弹簧的制动力。
为了监视机械刹车机构的内部状态，刹车夹钳内部装有温度传感器和指示刹车片厚度的传感器。
第二节 定桨距风力发电机组的液压系统
定桨距风力发电机组的液压系统实际上是制动系统的执行机构，主要用来执行风力发电机组的开关机指令。通常它由两个压力保持回路组成，一路通过蓄能器供给叶尖扰流器，另一路通过蓄能器供给机械刹车机构。这两个回路的工作任务是使机组运行时制动机构始终保持压力。当需要停机时，两回路中的常开电磁阀先后失电，叶尖扰流器一路压力油被泄回油箱，叶尖动作；稍后，机械刹车一路压力油进入刹车油缸，驱动刹车夹钳，使叶轮停止转动。在两个回路中各装有两个压力传感器，以指示系统压力，控制液压泵站补油和确定刹车机构的状态。【风力液压喷药车】
图5-3为FD43-600kW 风力发电机组的液压系统。由于偏航机构也引入了液压回路，它由三个压力保持回路组成。图左侧是气动刹车压力保持回路，压力油经油泵2、精滤油器4 进入系统。溢流阀6用来限制系统最高压力。开机时电磁阀12—1 接通，压力油经单向阀7— 2 进入蓄能器8-2，并通过单向阀7-3和旋转接头进入气动刹车油缸。压力开关+ " & 由蓄能器的压力控制，当蓄能器压力达到设定值时，开关动作，电磁阀12—1关闭。运行时，回路压力主要由蓄能器保持，通过液压油缸上的钢索拉住叶尖
扰流器，使之与叶片主体紧密结合。
电磁阀12-2为停机阀，用来释放气动刹车油缸的液压油，使叶尖扰流器在离心力作用下滑出；突开阀15，用于超速保护，当叶轮飞车时，离心力增大，通过活塞的作用，使回路内压力升高；当压力达到一定值时，突开阀开启，压力油泄回油箱。突开阀不受控制系统的指令控制，是独立的安全保护装置。
图中间是两个独立的高速轴制动器回路，通过电磁阀13—1、13-2 分别控制制动器中压力油的进出，从而控制制动器动作。工作压力由蓄能器8—1 保持。压力开关9—1根据蓄能器的压力控制液压泵电动机的停! 起。压力开关9-3、9-4用来指示制动器的工作状态。
右侧为偏航系统回路，偏航系统有两个工作压力，分别提供偏航时的阻尼和偏航结束时的制动力。„工作压力仍由蓄能器8-1 保持。由于机舱有很大的惯性，调向过程必须确保系统的稳定性，此时偏航制动器用作阻尼器。工作时，4DT 得电，电磁阀16左侧接通，回路压力由溢流阀保持，以提供调向系统足够的阻尼；调向结束时，4DT失电，电磁阀右侧接通，
制动压力由蓄能器直接提供。
由于系统的内泄漏、油温的变化、及电磁阀的动作，液压系统的工作压力实际上始终处于变化的状态之中。其气动刹车与机械刹车回路的工作压力分别如图5-4a、b所示。
图中虚线之间为设定的工作范围。当压力由于温升或压力开关失灵超出该范围一定值时，会导致突开阀误动作，因此必须对系统压力进行限制，系统最高压力由溢流阀调节。而当压力同样由于压力开关失灵或液压泵站故障低于工作压力下限时，系统设置了低压警告线，以免在紧急状态下，机械刹车中的压力不足以制动风力发电机组。
第三节 变桨距风力发电机组的液压系统
变距系统中采用了比例控制技术。为了便于理解，这里先对比例控制技术作一简要介绍。
一、比例控制技术
比例控制技术是在开关控制技术和伺服控制技术间的过渡技术，它具有控制原理简单、控制精度高、抗污染能力强、价格适中，受到人们的普遍重视，使该技术得到飞速发展。它是在普通液压阀基础上，用比例电磁铁取代阀的调节机构及普通电磁铁构成的。采用比例放大器控制比例电磁铁就可实现对比例阀进行远距离连续控制，从而实现对液压系统压力、流量、方向的无级调节。
比例控制技术基本工作原理是根据输入电信号电压值的大小，通过电放大器，将该输入电压信号（一般在0-±9V之间）转换成相应的电流信号，如1mV=1mA（ 见图5-5）。这个电流信号作为输入量被送入比例电磁铁，从而产生和输入信号成比例的输出量———力或位移。该力或位移又作为输入量加给比例阀，后者产生一个与前者成比例的流量或压力。通过
这样的转换，一个输入电压信号的变化，不但能控制执行元件和机械设备上工作部件的运动方向，而且可对其作用力和运动速度进行无级调节。此外，还能对相应的时间过程，例如，在一段时间内流量的变化，加速度的变化或减速度的变化等进行连续调节。
当需要更高的阀性能时，可在阀或电磁铁上接装一个位置传感器以提供一个与阀心位置成比例的电信号。此位置信号向阀的控制器提供一个反馈，使阀心可以由一个闭环配置来定位。如图5-5所示，一个输入信号经放大器放大后的输出信号再去驱动电磁铁。电磁铁推动阀心，直到来自位置传感器的反馈信号与输入信号相等时为止。因而此技术能使阀心在阀体中准确地定位，而由摩擦力、液动力或液压力所引起的任何干扰都被自动地纠正。
（一）位置传感器
通常用于阀心位置反馈的传感器，如图5-6所示的非接触式LVDT（线性可变差动变压器）。LVDT由绕在与电磁铁推杆相连的软铁铁心上的一个一次绕组和两个二次绕组组成。一次绕组由一高频交流电源供电，它在铁心中产生变化磁场，该磁场通过变压器作用在两个二次绕组中感应出电压。如果两个二次绕组对置连接，则当铁心居中时，每个绕组中产生的感应电压将抵消而产生的净输出为零。随着铁心离开中心移动，一个二次绕组中的感应电压提高而另一个中降低。于是产生一个净输出电压，其大小与运动量成比例而相位移指示运动方向。该输出可供给一个相敏整流器（解调器），该整流器将产生一个与运动成比例且极性取决于运动方向的直流信号。
（二）控制放大器
控制放大器的原理如图5-7所示。输入信号可以是可变电流或电压。根据输入信号的极性，阀心两端的电磁铁将有一个通电，使阀心向某一侧移动。放大器为两个运动方向设置了单独的增益调整，可用于微调阀的特性或设定最大流量。还设置了一个斜坡发生器，进行适当的接线可启动或禁止该发生器，并且设置了斜坡时间调整。还针对每个输出级设置了死区补偿调整。这使得可用电子方法消除阀心遮盖的影响。使用位置传感器的比例阀意味着阀心是位置控制的，即阀心在阀体中的位置仅取决于输入信号而与流量、压力或摩擦力无关。位置传感器提供一个LVDT反馈信号。此反馈信号与输入信号相加所得到的误差信号驱动放大器
液压传动型风力发电机组概述
丁松（143717015）
摘要：本文叙述了液压传动型风力发电机组国外、国内的发展历史及研究现状。介绍了其典型结构与工作原理，包括主架构、详细结构与工作原理、并网转速控制系统、工作状态。分析了其特点与优势。描绘了其发展前景。液压传动型风力发电机组由于结构简单、成本低、可靠性高，具有很大的发展潜力和广阔的前景。
关键词：液压传动；风力发电机组；概述；综述
Overview of hydraulic driven wind turbine
DING Song (143717015)
Abstract：This paper describes the development history and research status of the hydraulic driven wind turbine abroad and domestic. This paper introduces the typical structure and working principle, including the main structure, the detailed structure and the working principle, the network speed control system and the working state. The characteristics and advantages of the system are analyzed. The development prospect is described. Hydraulic driven wind turbine has great development potential and broad prospects due to its simple structure, low cost and high reliability.
Key words：hydraulic drive;wind turbine; overview
0 引言
现代风力发电机组普遍采用以增速齿轮箱为主传动的交流励磁双馈发电机(doubly—fed induction generator，DFIG)和无齿轮箱直接驱动的多级永磁同步发电机(permanent magnetic synchronous generator，PMSG)。PMSG因为其自励磁特性被研究者普遍认为是变速风力发电机组理想的选择，它的自励磁特性使系统能够在高功率因数和高效率下运行，主要代表机型有德国Enercon E66型2 MW、意大利Gamma 60型1．5 MW等。
除笼型异步发电机、双馈异步发电机、永磁同步发电机之外，各国研究人员从提高风力发电机组的效率、可靠性和降低大型发电机的制造难度等角度，提出了其它具有商业化潜力的发电机，如开关磁阻发电机、无刷双馈感应发电机、爪极式发电机、高压发电机、定子双绕组异步发电机、横向磁通永磁发电机、双凸极发电机、电气无级变速器、全永磁悬浮发电机等。虽然这些新型风力发电机组各有优点，但是始终没有彻底摆脱齿轮箱和庞大的整流逆变装置，所以一种摒弃齿轮箱和整流逆变装置的新型风力发电机型——液压型风力发电机组应运而生。
液压型风力发电机组作为新一代风力发电机组，与传统齿轮箱式及直驱式风力发电机组相比有很大优势。液压型风力发电机组主传动使用定量泵-变量马达闭式系统代替齿轮箱，由于液压系统是柔性系统，灵活性好，可以承受较大的载荷，提高机组的使用寿命；液压型风力发电机组大大降低了机舱重量，1.6MW齿轮箱式风力发电机组齿轮箱重达13吨，2MW直驱式风力发电机组的发电机重达150吨，而1.6MW液压型风力发电机组的液压泵只重5吨，大大降低塔筒及机舱故障；液压型风力发电机组采用励磁无刷同步发电机直接并网，发电机与电网之间无需变流器，发电机速度被控制稳定于1500r/min，满足电网50Hz频率要求，电能质量高；液压型风力发电机组在制造成本、关键零部件的采购、维修等方面也均具有很大优势。 与传统双馈和直驱机型相比，液压传动系统功重比高，可以省去笨重且昂贵的齿轮箱，解决了齿轮箱传动故障率高，维护成本高的问题，避免了直驱机型庞大的永磁发电机。液压传动减速比实时调整，可采
1
[2][1][1]
用电励磁同步发电机，省去昂贵而高故障率的电力电子变换装置和变压器，整套设备成本大大降低，具有提高发电质量，便于维护等优点，各国相继开展液压型风力发电机组研发工作[1, 3]。
1发展历史及现状
从2007年开始，国外开始研究液压型风力发电机组，主要集中在挪威、德国、美国、英国等发达国家，各国家前期研究只限于理论及实验室研究。从2009年开始，各国争相进行液压型风力发电机组样机实验，预期于2011~2012年推出系列产品。国内液压型风力发电机组相关研究很少，一些企业及科研机构也已经开始或进行引进吸收技术或独立自主研发。
1.1国外
1979年，美国专利提出液压型风力发电机组压力反馈控制运行方法，风力机与液压泵相连接，检测泵产生的液压压力值与基准值进行比较，实现风力机转速控制。
2003年，加拿大专利提出一种带有可变排量和压力补偿液压传动装置的风力发电机组。这种风力发电机组通过控制排量从而有效控制“过速”负载。但这种排量控制只在启动期间进行，不在发电运行工况中进行。
挪威科技大学从2004年开始液压型风力发电机组的各种研究，并得到挪威海德鲁公司的资助，2005年，挪威科技大学制造出全50kW液压型风力发电机组模型，2006~2007年，研发出300kW液压型风力发电机组样机。
2006年，挪威专利 提出一种基于定量泵一变量马达液压型电力产生系统及其控制方法。通过控制闭式系统马达排量，以维持设定的涡轮机叶尖速比，从而提高发电系统的效率。
2007年挪威ChapDrive公司成功研发出225kW落地式液压型风力发电机组，采用定量泵-变量马达闭式液压系统传动，图1.1.1为ChapDrive公司液压型风力发电机组原理图，定量泵与风力发电机组叶轮主轴直接相连，随着叶轮旋转定量泵输出高压液压油，变量马达及励磁同步发电机采用落地式安装，定量泵经过输油管道驱动变量马达，马达恒定转速输出，满足电网频率要求，励磁同步发电机直接并网发电，并且制造出样机，进行现场试验，测绘试验曲线，并于2009年进行改进升级使其最优化；2008年，研发出900kW液压型风力发电机组，并于2009年制造样机，进行现场试验；目前，根据之前的225kW及900kW液压型风力发电机组的数据，ChapDrive公司建立了仿真工具和动态模型，并积极开发5MW液压型风力发电机组，计划起始于2009年，并已于2010年11月成功完成图1.1.2的ChapDrive公司液压型风力发电机组仿真分析系统。 [2][1][2][1][1][2]
2
图 1.1.1 Chap Drive 公司液压型风力发电机组原理图
图 1.1.2 Chap Drive 公司液压型风力发电机组仿真分析系统
目前，ChapDrive公司正在积极研发将液压元件尽可能的集成为一体，尽可能的整合液压系统与风力发电机组关键零部件，使液压系统具有高功率密度，使机舱内部的重量更轻，传输功率更大，该项目起始于2011年8月，预计在2013年完成。
2008 年，德国诺德文德公司研发出 850k W 全液压型风力发电机组，该风力发电机组为机舱一体式，采用双叶片驱动方式，定量泵-变量马达闭式液压系统均安装在机舱内，与变量马达直接连接的励磁同步发电机直接并网，电网与同步发电机设置有大型变压器等设备，省去变流器、逆变器等整流设备，该风力发电机组为变速恒频型风力发电机组，配有以液压系统传动的调桨、偏航系统，在风速或风向改变时，通过调桨、偏航两个动作与主传动配合使风力发电机组始终运行于安全状态，在可靠性、安全性及设备寿命等方面与传统齿轮箱式及直驱式风力发电机组相比有较大优势，图 1.1.3 为德国诺德文德公司液压型风力发电机组机舱内部结构图。 [2][2]
3
图 1.1.3 德国诺德文德液压型风力发电机组机舱内部结构图
2009年，位于苏格兰爱丁堡的ArtemisIntelligentPower公司在英国碳基金会的支持下，利用数字排量技术，成功完成了1.5MW液压型风力发电机组的模型，获得了碳基金会创新奖。图1.1.5为ArtemisIntelligentPower公司液压型风力发电机组结构图，该公司正在进行样机和产品化研究，该模型液压传动原理是在风力发电机组轴上安装了68个柱塞缸，其原理如图1.1.4所示，风力发电机组叶轮转动时，柱塞缸吸入低压油排出高压油，高压油驱动两个变量马达，带动励磁同步发电机，图1.1.6为ArtemisIntelligentPower公司实验主泵。经实验研究，发现该系统在大部分风速下的效率可以达到90%，和传统齿轮箱的效率相当。实验研究过程中实现了最佳功率控制，通过设置蓄能器避免了系统冲击。由于使用励磁同步发电机，去掉了传统风机的逆变器等设备，系统重量仅有6吨，而齿轮箱式风力发电机组对应部分重量达15吨。
[2]
图1.1.4 Artemis Intelligent Power公司风力发电机组原理图
4
图 1.1.5 Artemis Intelligent Power 公司液压型风机结构图
图 1.1.6 Artemis Intelligent Power 公司实验数字排量泵
这种新一代全液压风力发电机(见图1.1.7)的核心是全工况高效的液压泵、液压马达。图1.1.8为全液压风力机用数字液压马达结构，这是一种阀配流的径向柱塞马达。目前的径向柱塞马达的寿命要比轴向柱塞马达高一个数量级，例如扑克兰的产品可达5万h。数字液压马达（泵）与现有径向马达（泵）的不同之处是每个缸采用独立的数字阀配流，图1.1.7右上方所示的1.5MW数字液压泵有多达68个缸，因而其变量精度已足够高。而且由于各个缸是独立控制的，即使其中8个缸或阀故障，尚有60个缸能继续工作，这种并联结构保证了其极高的可靠性。该1.5MW数字泵的外径不到2m，数字泵与数字马达总重量不到双馈风力机齿轮箱重量的一半。一般塔顶减轻1吨则塔筒及基础重量可减轻2t，这对降低整机造价十分有利。从图1.1.8不难发现其关键是高速、高效的数字阀，一般商用插装阀难以满足要求。数字泵（马达）的效率主要取决于数字阀的阀口压降损失、泵压缩融腔能量损失和数字阀过渡过程能量损失，一般阀口压降损失占30%、泵压缩容腔能量损失占13%、数字阀过渡过程能量损失是关键，国外样机数字阀的设计效率高达98.8%。图
1.1.9为数字阀（马达）在不同工况下的效率曲线（横坐标为每分钟转速）。 [4]
5
风力发电中液压系统的应用概述
贾福强
摘
高英杰杨育林崔筱
（燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制重点实验室，河北秦皇岛０６６００４）
要：能源的开发和利用是人类进入２０世纪不断探索的主题，风力发电作为环保、经济型能源受到围内外研究工作者的广泛关注，
随着大功率等级的风机不断投入使用，硬件设备大多数都足体积大、质量大，特别有利于发挥液压系统体积小、重最轻、动态响应好、转矩大、无需变速机构且技术成熟等优点。本文主要对风力发电整个过程中（包括生产、运输安装、运行发电和检测维修）液压系统的应用进行举例说明和简单分析。分析表明，在风电系统中液压技术是实用的、可行的，并且针对液压系统在环境适应能力、能量传递效率等等方面的缺点．提出了改进措施以适应大功率发电和更多工况下的工作需求。关键词：风力发电：变桨距控制：伺服控制中图分类号：ＴＫ８３
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００８—０８１３（２０１０）０８—００１ｌ一０４
ＰｏｗｅｒｉｎＨｙｄｒａｕｌｉｃＳｙｓｔｅｍＯｖｅｒｖｉｅｗ
ＧＡ０
Ｗｉｎｄ
ＪｌＡ
Ｆｕ—ｑｉａｎｇ
Ｙｉｎｇ＿｜ｉｅ
ＹＡＮＧ
Ｙｕ－ｌｉｎｇ
ＣＵＩＸ／ａｏ
（Ｙａｎｓｈａｎ
ＦｌｕｉｄＰｏｗｅｒ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｅｂｅｉ
ａｎｄ
Ｃｏｎｔｒｏｌ
ｅｎｔｒｙ
Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，ＨｅａｖｙＭａｃｈｉｎｅｒｙ
ａｎｄ
Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ
Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ０６６００４，Ｃｈｉｎａ）
ｉｎｔｏ
ｔｈｅ
２０ｔｈ
ｃｅｎｔｕｒｙ，ｃｏｎｔｉｎｕｅｄ
ｔｏ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｎｅｒｇｙｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｍａｎｋｉｎｄ＇ｓｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｔｈｅｍｅｏｆｗｉｎｄｐｏｗｅｒ
鹪ａｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｌｙｆｒｉｅｎｄｌｙ，ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌｅｎｅｒｇｙ
ｐｏｗｅｒｌｅｖｅｌｓｏｆｆａｎｓｃｏｎｔｉｎｕｅｐｌａｙｔｈｅ
ａ
ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ
ｂｙｄｏｍｅｓｔｉｃａｎｄｆｏｒｅｉｇｎｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｈａｒｄｗａｒｅｄｅｖｉｃｅｓ
ａｇｅ
ｗｏｒｋｅｒｓｏｆｔｈｅｗｉｄｅｓｐｒｅａｄｃｏｎｃｅｒｎ，Ｗｉｔｈｔｈｅ
ｐａｒｔｉｃｕｌａｒ，ｔｏ
ｔｏ
ｐｕｔｉｎｔｏｕｓｅ，ｔｈｅ
ｔｏ
ｍａｊｏｒｉｔｙｌａｒｇｅｉｎｓｉｚｅａｎｄｑｕａｌｉｔｙ，ｌａｒｇｅ，ｉｎ
ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｙｓｔｅｍ
ｉｓｃｏｎｄｕｃｉｖｅ
ｓｏ
ｏｎ
ｓｍａｌｌ
ｓｉｚｅ，ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ，ｇｏｏｄｔｈｉｓ
ｄｙｎａｍｉｃ
ｒｅｓｐｏｎｓｅ，ｔｏｒｑｕｅ，ｎｏｓｐｅｅｄｃｈａｎｇｅｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄ
ｔｈｅｅｎｔｉｒｅｐｒｏｃｅｓｓ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｍａｔｕｒｅａｎｄ
ａｄｖａｎｔａｇｅｓ．Ｉｎ
ｐａｐｅｒｐａｉｒｓｏｆｗｉｎｄｐｏｗｅｒｔｈｒｏｕｇｈｏｕｔ
ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ
ａｎｄ
Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ
ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．【风力液压喷药车】
ａ
ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆａｂｉｌｉｔｙ
ｔｏ
ａｎ
ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ，ｏｐｅｒａｔｉｏｔｌｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｏｆｐｏｗｅｒｔｅｓｔｉｎｇ）ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｙｓｔｅｍａｎｄ
ｓｉｍｐｌｅ
ｅｘａｍｐｌｅ．Ａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｓｔｈａｔｗｉｎｄｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ，ｈｙｄｒａｕｌｉｃ
ｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｅｎｅｒｇｙ
ｔｒａｎｓｆｅｒ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｐｍｃｔｉｃａｌ，ｆｅａＳｉｂｌｅ，ａｎｄｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｙｓｔｅｍｓｆｏｒｔｈｅ
ａｄａｐｔｉｎ
ｔｏ
ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ。ｅｔｃ．ｔｈｅｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓａｎｄｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｍｅａＳｕｒｅｓｆｏｒｉｍｐｒｏｖｉｎｇｐｏｗｅｒ
ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎａｎｄＫｅｙ
ｍｅｅｔｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｗｏｒｋｄｅｍａｎｄｓ．
ｖａｒｉａｂｌｅ；ｓｅｒｖｏ
ｃｏｎｔｒｏｌ
Ｗｏｒｄｓ：ｗｉｎｄＰｏｗｅｒ；，ｐｉｔｃｈ—ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ
Ｏ
引言
风能作为一种可再生能源储量极其丰富。据统计，
度、所占空间少等等特点。液压系统拥有符合上述要求的特性（单位体积小、重量轻、动态响应好、扭矩大并且无需变速机构的【１１），所以在风电行业中液压系统得到广泛应用。这其中主要包括有：生产过程中液压设备的使用、运输安装过程中、运行发电过程中、甚至是维修检测等。同时风力发电对其组成构件和相关系统有适应其本身特点的要求：工作的环境适应能力强、故障率低、维修简便等。可见液压系统仍需要改进和创新来突破相关限制，才能更好地使液压系统在风电行业得到广泛应用。
全世界风能资源总量约为每年２万亿ｋＷ。换句话说，仅ｌ％的地面风力就能满足世界各国对能源的需求Ⅲ。随着风力发电技术的不断发展，近１０年来其成本快速下降。日趋接近燃煤发电的成本，因此风力发电受到了世界各国的高度重视，且发展风电具有显著的环保效益１２１８］。丹麦的一项研究表明．用风电代替煤电是减少温室气体排放的最有效最有价值措施之一。综合资源、技术、经济、环保等因素．大力发展风力发电，是我国能源战略和电力发展重要方向１３１。
兆瓦级风力发电机组在全球商业运行中得到了广为关注，然而由于这种机组性能的要求其体积必然十分庞大１５１。这样，就要求在生产和发电等过程中所需的动力系统和调节系统有大功率的输出、可靠的控制精
收稿日期：２０１０—０４－－２２
１生产、运输和安装过程中液压系统的
应用
由于兆瓦级风力发电机组性能要求（需要相当大的扭矩来驱动电动机发电）．所以无论是桨叶、塔架还是机舱其体积相当巨大．这样整个风机的重量也随之增加。
桨叶作为风能的捕获装置．其设计和生产是风力
１１
作者简介：贾福强（１９８３一），男，硕士研究生．主要研究风力发电液压变桨系统。
万方数据
液压气动与密封／２０１０年第８期
发电的重要环节。现阶段叶片的最大风能利用系数约为０．４５左右，可见叶片翼型的改进上还有较大的空间，但是外形结构改进不可能使兆瓦级风机的桨叶体积发生很大变化。也就是说，叶片体积随功率增加而增加的趋势是不可避免的。
传统风电叶片生产中，模具翻转过程（合模与脱模过程）是通过行车提吊来实现的。由于机械行车的特性使翻转的过程存在很大危险性，特别是叶片模具的重心通过翻转支架的回转中心轴位置时，模具的振动和冲击比较猛烈。极易出现事故，而且对工作人员的操作水平要求也很高。
为了实现翻转过程的自动化，增加翻转效率，同时还要求保证翻转过程平稳，提高现场安全程度，降低生产成本，比较先进的叶片生产方式就采用液压翻转机构代替行车，通过液压驱动代替绳索提吊。在应用过程中液压翻转机构的形式多样，选择合适的方案至关重要。风电叶片模具由上、下两个半模组成．液压翻转机构可以满足生产过程中两个半模的运动要求。翻转运动：翻转机构需要将上模绕固定回转中心翻转１８０。以实现合模或者脱模。较短距离的直线运动：合模翻转完成后垂直下降，脱模翻转之前垂直上升的功能要求１５１。
在运输和安装时为了稳定、安全和配合等方面的要求，液压系统以其独特的优势有着广泛的应用。例如，在海Ｅ风力发电装置运输过程中起固定作用的平衡梁抱箍器液压系统、在安装过程中为了防止大型组件之间发生破坏性碰撞的液压缓冲装置、在安装过程中能够使大型组件对中能够满足要求的自动对中液压系统，等等。
２工作过程中液压系统的应用
２．１
风力机功率控制液压系统
（１）定桨距风力机功率控制液压系统。
在定桨距控制的风力机组中，风轮吸收功率随风
速的变化瓜变化（桨叶的结构使得它在风的作用下发生弹性变形）。当风速超过额定风速时，必须通过叶片失速效应来降低风能利用率Ｃｐ。
失速控制一般采用叶尖扰流器控制。其方法是将一个液压单元装在叶轮轮毂处，在每个桨叶端部各装一个液压缸．叶尖扰流器同液压单元相联，通过连接在液压缸活塞杆和叶尖轴之间的钢丝绳驱动叶尖运动。当风轮转速低于额定转速。发电机输出功率未达到额定功率时，液压缸驱动叶尖收回，使叶尖与叶片主体靠拢成一条直线。当风速超过额定风速，发电机输出功率
１２
万方数据
超过最大功率限度时，液压系统开始泄压，叶尖在离心力和弹簧力的作用下弹出，在叶尖轴上的螺旋导槽的作用下，与叶片主体成９００。增大阻力叶轮转速降低。
典型的叶尖扰流器液压系统原理图见图１。其工作原理如下所述：启动风力机时，电磁换向阀通电，断开液压缸的回油路，液压泵输出压力油，收紧叶尖。油压继续上升，到过压继电器控制动作的压力时，过压继电器发出信号，经控制器延时后．停止电动机转动，在延时过程中，压力继续上升．达到溢流阀设定的压力值时溢流阀动作，系统压力不再升高。由于液压系统不可避免的泄漏，使液压缸压力下降．当低于低压继电器设定压力时，低压继电器发出信号，液压泵重新启动，补充油压。当发电机输出功率超过最高功率限制时，电磁换向阀断电，液压缸的油液流回油箱，系统泄压．叶尖在离心力和弹簧力作用下打开。叶轮转速降低。
图ｌ
叶尖扰流液压原理图
这种控制方法在中小型风力发电机上应用比较广泛，其桨叶叶形也与变桨距风力发电机所用的桨叶叶形不同，此方法可以调节捕获功率、减少组件和简化风机上的系统，降低风机成本也完善了系统。在调节的过程中我们可以看到要经过比较长的传动系统，所以它的响应比较慢。这个的液压系统由于整体置于风机前端容易受到温度的影响，所以需要多个热交换装置，使得液压回路中的油液能够在正常温度范围。
（２）变桨距风机液压变桨距系统。
电一液伺服变桨也可称液压变桨．这种变桨距系统的工作动力是电动液压泵，传递介质是液压油，控制元件是比例电磁阀作，通过将油缸活塞杆的径向运动变为桨叶的圆周运动来实现桨叶的变桨距动作．图２是典型的变桨距液压系统图。
图２变桨距蔽压腺理图
当风速低于额定风速时，减小节距角（若桨距角在最佳角度则不需要调节）。使桨叶处于最佳获风能的位置（一般为３。左右），此时的调节主要是偏航系统和电机自身。尽量捕获更大风能使得发电机获得更高的功率输出。
桨叶的变桨范围一般在０。～９０。之间，变桨过程可以分为００一３５０之间的功率调节部分和３５。～９００之间的风机保护调节部分。前一部分主要靠微凋来改变桨叶的迎风面积从而改变风能利用数．控制风机能够恒功率输出并且提高发电品质；系后一部分主要是风速达到或超过了切出值．调节的目的就是保护风机实现保护性停车。所以要求迅速到达顺桨状态，此时变桨系统的最大转动速度可达到１０。／ｓ。
风力机的桨距控制执行机构可以由伺服电动机或液压系统构成。但电动机本身惯量就比较大，随着风力机组单机容量的增大，惯量将变得更大，因此动态响应特性将会很差。而且电动机本身如果连续频繁地调节桨叶。将产生过量的热负荷使电动机损坏（在大型风机上更加明显）。所以电动机控制变桨距相对于液压控制变桨距有很大的限制。国外研制的大型特别是２ＭＷ以上的变桨距风力机基本上都采用液压变桨系统。
当然，应用在风力发电上的液压控制系统也有许多需要改进的地方。首先，就是它的环境适应能力需要改进，风机的工作环境可能是复杂、恶劣、多变，比如在海上的风电系统，空气湿度大、腐蚀性强。在我国北方有的地方风能资源丰富而气候干燥、昼夜温差大等等。这些情况都是不可避免的。这就要求液压系统能够适应这样的环境，采取整个液压是闭环同路、使用适应性强的油液、加入多个油液过滤和温度调节装置、为了收集多余能源和保持液压泵寿命加入多个蓄能装置等措施。
２．２风力机迎风控制液压系统
偏航系统主要由偏航检测与控制部分、偏航机构、保护装置三大部分组成。
万方数据
ＨｗｔｒａｕｌｉｃｓＰｎｅｕｍａｔｉｃｓ＆Ｓｅａｌｓ／ＮＯ．８．２０１０
偏航传动装置的功能是将偏航动力源输出的动力和运动传递到偏航执行机构的主动件上，通过主动件与从动件的运动来驱动机舱偏航。根据实际需要，可将传动装置设计成机械系统或液压系统。液压系统将电动机输出的机械能转换成液体压力能，经过控制后输入液压马达并驱动偏航主动齿轮转动，实现偏航（见图３）。液压装置的特点是：可实现远程控制元级调速，提高偏航效率：可使用一套液压装置驱动２—４个液压马达和主动件；结构紧凑；可以与变桨系统、偏航制动和主轴
制动共用一套液压系统。
图３偏航｛便压原理幽
由于单独用于偏航的小功率液压马达产品的低速运转不够平稳，启动扭矩较小，效率比较低；同时其运行町靠性与维护简便性不是很理想，还有考虑系统泄漏造成偏航制动效能降低。所以目前运行的风机系统中采用液压偏航系统并不广泛．这方面的缺点町以选择先进液压马达或与其他系统共用一套液压系统来解决。
高速轴液压制动系统（见图４）也是一个风机的保护系统。在风机启动前系统是靠液压缸无杆腔弹簧作用下使得制动钳或刹车片抱紧风机高速轴起到制动作用．这样风轮就处于停车状态。
图４高速轴制动液压图
当风力机启动时，要求刹车释放，此时电磁换向阀人液压缸，蓄能器充油。当供油压力大于刹车制动力。
１３
２．３风力机高速轴制动系统
通电，回油路断开。液压泵供油时，油液通过单向阀进
液压气动与密封／２０１０年第８期
推动液压缸活塞向左运动，制动钳或刹车片松开，刹车释放。当风力机正常工作时，液压泵停止工作系统的压力由蓄能器提供，维持刹车释放状态，直到由于泄漏造成压力下降，压力继电器发讯号，液压泵工作向系统提供油液。当风力机停机或风力机突然超速要求紧急停机时，要求刹车抱紧，电磁换向阀断电液压缸的油液回油箱，系统压力卸荷在弹簧力作用下刹车片抱紧，风机停车。
密封，２００６（２）：１－５．
【２】刘湘琪，邱敏秀．液压技术在风力发电系统中的应用【Ｊ】．机床
与液压．２００４（８）：ｉ１４—１１６．
【３】李守好．风力发电装置刹车系统及偏航系统智能控制研究
【Ｄ】．西安电子科技大学硕士论文，２００５．
【４】雷天觉主编．新编液压工程手册下册ｆＭ】．北京：北京理工大
学出版社．１９９８．
方面技术的进步、液压元件性能的提高和新型工作介质的使用，使得液压系统能够适应更多场合的需求。风力发电中的液压系统就能够满足各种各样的工况要求，同时依靠它本身的优势实现对整个发电装置过载保护、调节风能捕获状态改善发电品质。
参考文
献
【１】杨尔庄．液压技术在风力发电中的应用概况【Ｊ】．液压气动与
３总结
文章主要阐述了在风力发电中液压系统的应用，由于液压系统可实现更加紧凑的直接驱动，还具有良好的过载保护，避免部件损坏，系统采用闭环比例伺服控制。动态和静态性能优良。液压系统主要具有以下显著的特点：
ｆ１）液压系统工作比较平稳．且驱动能力比其它驱动系统好。
（２）液压传动系统易于实现自动化。（３）液压设备易于实现过载保护。
（４）液压元件已经实现了系列化、标准化和通用化，液压系统设计、制造和使用都很方便。
随着机械加工、智能控制、系统设计和液压元件等
【５】李惠军．风电叶片制造装备的关键技术【Ｄ】，同济大学机械工
程学院硕士学位论文．
【６】屈圭．并网风力发电机偏航传动装置设计分析【Ｊ】．现代制造工
程．２００９（７１：１３８—１４１．
【７】姚兴佳，等．风力发电技术讲座（五）一一风力发电机的选型、使
用和维护［Ｊ］．可再生能源，２００６（５）：９９—１０２．【８】
Ｈｏｍａｓ
Ａｃｋｅｒｍａｎ，Ｌｅｎｎａｒｔａｎｄ
ｅｕｒｒｅｎｔ
ｓｔａｔｕｓ：ａ
ｓｏｄｅｒ．Ｗｉｎｄ
ｅｎｅｒｇｙ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ａｎｄ
ｒｅｖｉｅｗ［Ｊ］．Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ
Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ
Ｅｎｅｒｇｙ
Ｒｅｖｉｅｗｓ，２０００（４）：３１５—３７４．
・＋一＋一＋－＋－＋－＋－＋一＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋一＋－＋－＋－＋一＋一—・●一－—●一－‘－●一－＋－＋－＋－＋・＋－＋－＋－＋一—・卜－＋－’。＋一－—＋。－—ｆ。－’－●一一＋一＋－—＋—－‘・＋一－＋－＋－＋－＋・
２０１
诚邀行业企业一同参加
１年德国“汉诺威工业博览会＂
随着中国流体动力传动产业的发展。中国制造产品已越来越被国际买家认可，在国际市场中具有高性价比的竞争力。为进一步推动我国流体动力传动技术进步，让更多的中国制造产品进入国际市场，中国液压气动密封件工业协会与西麦克国际展览有限责任公司商定联合组织行业内的企业以国家流体动力传动展团形式，参加２０１１年４月和８日在德国汉诺威市举办的“汉诺威工业博览会”（ＨＡＮＮＯＶＥＲ
ＭＥＳＳＥ
２０１１）。
“汉诺威工业博览会”是大型国际工业综合性博览会，定期在德国汉诺威市举办。“动力传动与控制技术”主题（ＭＤＡ），每两年一届，是２０１１年博览会的重要主题之一，本主题展历届都超过８个馆，其展出规模、水平、效果及国际性。都居世界第一。整个博览会含盖１０个主题，除动力传动与控制技术外，还包括以下主题：工业自动化展、能源展、工业零部件和分承包技术展、管道技术展、表面处理与技术展、应用微系统和纳米技术展、压缩空气和真空技术展、工厂设备及工具展、ＩＴ技术与工业软件展。
至今，该展会称之为“全球工业贸易领域的旗舰展”和“最具影响力涉及工业产品及技术最广泛的国际性工业贸易展览会”。汉诺威工业博览会的ＭＤＡ主题展，是动力传动与控制领域最大的国际展示平台。２００９年我协会组织了由４１家企业组成的国家流体动力传动展团参展，展示面积为５１７平方米，受到国际观众的关注，收到了很好的展览效果。现诚邀行业内企业参加我们组织的２０１１年赴汉诺威工业博览会国家展团，充分展示中国液压、气动、密封等流体动力传动工业的整体形象。
１４
万方数据
风力发电中液压系统的应用概述
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
贾福强， 高英杰， 杨育林， 崔筱， JIA Fu-qiang， GAO Ying-jie， YANG Yu-ling，CUI Xiao
燕山大学,河北省重型机械流体动力传输与控制重点实验室,河北秦皇岛,066004液压气动与密封
HYDRAULICS PNEUMATICS & SEALS2010,30(8)
参考文献(8条)
1.Homas Ackerman;Lennart soder Wind energy technology and current status:a review[外文期刊] 2000(04)2.姚兴佳 风力发电技术讲座(五)--风力发电机的选型、使用和维护[期刊论文]-可再生能源 2006(05)3.屈圭 并网风力发电机偏航传动装置设计分析[期刊论文]-现代制造工程 2009(07)4.李惠军 风电叶片制造装备的关键技术5.雷天觉 新编液压工程手册下册 1998
6.李守好 风力发电装置刹车系统及偏航系统智能控制研究 2005
7.刘湘琪;邱敏秀 液压技术在风力发电系统中的应用[期刊论文]-机床与液压 2004(08)8.杨尔庄 液压技术在风力发电中的应用概况[期刊论文]-液压气动与密封 2006(02)
本文链接：
本文来源：http://www.guakaob.com/jianzhugongchengkaoshi/863538.html