本實用新型屬于風力發(fā)電機控制系統(tǒng)，涉及一種中型風力發(fā)電機液壓變槳系統(tǒng)。

背景技術：

風力發(fā)電變槳距控制技術是風電控制的一項關鍵技術。目前，現(xiàn)有的大型風力發(fā)電機變槳系統(tǒng)多為液壓變槳系統(tǒng)，其液壓力矩大，動力大，但反應速度較慢，存在液壓沖擊和液壓滯后問題。而小型風力發(fā)電機變槳系統(tǒng)多為電動變槳系統(tǒng)，其控制靈敏度高，響應速度快，但是動力太小，動態(tài)特性相對較差。當前缺乏對介于二者之間的中型風力機變槳系統(tǒng)的研究工作。中型風力發(fā)電機采用液壓式和電氣式兩種變槳形式都不能達到良好的變槳效果。傳統(tǒng)的曲柄滑塊變槳機構由于存在死點，不能實現(xiàn)180度以上的變槳角度，而傘齒、蝸輪蝸桿形式也不同程度地存在一定的不足，因此，為了適應中型風力機變槳力矩大而輪轂空間小的特點，有必要研究一種新型的變槳系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術的缺陷，本實用新型專利的目的是設計一種適合中型風力發(fā)電機使用的液壓變槳系統(tǒng)。既可以為中型風力機變槳系統(tǒng)提供充足的轉矩，又控制靈敏，適應中型風力機變槳系統(tǒng)需要快速響應的要求。本技術方案簡單易行，對中型風力機變槳系統(tǒng)具有良好的控制效果。

本實用新型的解決方案：一種新型中型風力發(fā)電機液壓變槳系統(tǒng)，包括液壓缸、齒條活塞、變槳齒輪、風輪葉片、變槳電機、位置傳感器、比例放大器、溢流閥和電磁比例閥等。所述液壓缸缸體內側放置有活塞；所述活塞的活塞桿上加工出齒條；所述齒條與槳葉根部的齒輪軸嚙合傳動，帶動槳葉沿自身軸線轉動；所述槳葉通過螺栓和齒輪軸固定連接；所述缸體上固定有調節(jié)螺釘；所述調節(jié)螺釘可調節(jié)齒條活塞的進程；所述控制器上帶有模擬量輸入輸出模塊；所述液壓缸上帶有位置傳感器；所述位置傳感器采集位移信號，將位移信號經模擬量輸入模塊反饋給控制器；所述比例放大器將控制器輸出的電壓信號轉化為電流信號驅動電磁比例閥工作；所述電磁比例閥通過換向控制液壓缸的運動方向。

優(yōu)選的是：所述活塞桿上加工有齒條，該齒條與槳葉根部的齒輪軸嚙合傳動。

優(yōu)選的是：所述比例方向閥為帶電反饋的電磁比例閥，它可以通過改變閥芯位移大小，實現(xiàn)對比例閥出口的流量的控制。

優(yōu)選的是：所述液壓缸上帶有位置傳感器，可以檢測液壓缸移動情況，通過控制器中模塊實現(xiàn)位移信號的輸入和控制信號的輸出。

優(yōu)選的是：所述變槳控制器采用RBFNN神經網絡控制。RBFNN神經網絡控制可以克服傳統(tǒng)的PID控制依賴PID參數初值和實際硬件采樣時間的缺點。而且其自適應參數整定過程速度快，具有更高的控制精度。

有益效果：與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的中型風力發(fā)電機液壓變槳系統(tǒng)，結合了液壓變槳和電動變槳的優(yōu)勢，充分吸收了大型風力發(fā)電機液壓變槳系統(tǒng)動力大，動態(tài)響應好和小型風力發(fā)電機變槳系統(tǒng)控制精度高，效率高的優(yōu)點。采用齒條活塞缸結構將活塞的往復運動轉化為齒輪的回轉運動，不僅滿足了180度以上的變槳角度，也使輪轂的結構更加緊湊。位移傳感器和帶電反饋的比例電磁閥可以實現(xiàn)整個系統(tǒng)的閉環(huán)控制。而控制系統(tǒng)采用RBFNN神經網絡高級算法控制可以有更高的控制精度。

附圖說明

下面結合附圖和實施方式對本實用新型進行進一步地說明。

圖1是方案實施過程流程圖。

圖2是液壓系統(tǒng)工作圖。

圖3是齒條活塞與槳葉根部齒輪軸的配合示意圖。

圖2中：1.變槳控制器，2.位移傳感器，3.液壓缸，4.電磁比例閥，5.齒條活塞，6.變槳齒輪，7.節(jié)流閥，8.溢流閥，9.比例放大器。圖3中：1.缸體，2.齒條活塞，3.變槳齒輪，4.葉片傳動軸，5.端蓋，6.調節(jié)螺釘。

具體實施方式

圖1是方案實施過程流程圖：風速傳感器和位置傳感器分別采集風速和液壓缸位移，通過控制器模擬量輸入模塊將信號輸入到控制器中，通過控制器內部的A/D轉換器將模擬量信號轉化為控制器可以識別的數字量信號，控制器中采用RBFNN神經網絡控制算法進行計算，通過D/A轉換器將數字量信號轉換為模擬量信號，比例放大器將電壓信號轉化為電流信號驅動電磁比例閥工作，電磁比例閥動作控制液壓缸完成相應的運動，從而帶動齒輪齒條調整槳葉的攻角。

圖2是液壓系統(tǒng)工作圖：位移傳感器2采集液壓缸位移信號，變槳控制器1根據液壓缸3的位移，利用預設的算法向電磁比例閥4發(fā)出控制指令，電磁比例閥4不斷調節(jié)液壓系統(tǒng)的流量和方向來改變液缸的運動方向。齒條活塞缸可以將活塞的往復運動轉化為齒輪的回轉運動。當液壓缸3右端進油時，齒條活塞5向左運動，齒條則帶動齒輪6順時針旋轉，此時槳距角逐漸增大；反之，當液壓缸3左端進油時，齒條活塞5向左運動，則齒條帶動齒輪6逆時針旋轉，此時槳距角逐漸減小，液壓缸關漿。而節(jié)流閥7可以控制液壓缸活塞的運動速度，從而改變變槳速度；溢流閥8可以調節(jié)系統(tǒng)的壓力大于預設壓力時發(fā)生溢流，從而保護變槳系統(tǒng)不受極端風速的危害。

應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也應落入本實用新型權利要求的保護范圍內。