【正文】 管路復(fù)雜，進(jìn)口有調(diào)速閥的，取 P?? = (～ ) Mpa. 1p 是執(zhí)行元件的最高工作壓力，對(duì)于本系統(tǒng)，最高工作壓力是 ABS 系統(tǒng)的工作壓力， 1p =15Mpa。 (3).方向控制回路的分析與制定 在液壓系統(tǒng)中，執(zhí)行 元件的啟動(dòng)、停止或改變運(yùn)動(dòng)方向，是利用控制進(jìn)入執(zhí)行元件的液流的通、斷或變向來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這就是方向控制回路，換向回路中的換向閥，應(yīng)根據(jù)操作的需要和系統(tǒng)的特點(diǎn)來(lái)選用，如手動(dòng)換向閥、電磁換向閥等．電磁換向閥適用于系統(tǒng)流量較小的場(chǎng)合且換向時(shí)沖擊較大，如流量較大，應(yīng)采用電液換向閥．本系統(tǒng)中采用兩位三通換向閥實(shí)現(xiàn)回路的方向控制， (4).ABS 剎車(chē)回路的分析與制定 本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)就是就是將 ABS 剎車(chē)系統(tǒng)的原理有機(jī)的結(jié)合到風(fēng)力發(fā)電機(jī)剎車(chē)系統(tǒng)中，打破原有的剎車(chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其中 ABS 液壓系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)簡(jiǎn)圖如下： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 38 圖 51ABS 液 壓系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)器 擬定液壓系統(tǒng)圖 整個(gè)液壓系統(tǒng)圖由擬定好的控制回路及液壓源組合而成．各回路相互組合時(shí)要去掉重復(fù)多余的元件，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單．注意各元件之間的連鎖關(guān)系，避免錯(cuò)誤動(dòng)作發(fā)生，為了便于液壓系統(tǒng)的維護(hù)和檢測(cè)，在系統(tǒng)中的主要路段裝設(shè)必要的檢測(cè)元件（如壓力表、溫度計(jì)等）． 系統(tǒng)中液壓元件盡量采用國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)件，在圖中要按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓符號(hào)的常態(tài)位置繪制，對(duì)于自行設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)元件可用結(jié)構(gòu)原理圖來(lái)進(jìn)行繪制，液壓執(zhí)行元件以及各基本回路確定之后，把它們有機(jī)地組合在一起，去掉重復(fù)多余的元件，在加上一些輔助 元件，便構(gòu)成了風(fēng)力發(fā)電機(jī)剎車(chē)系統(tǒng)完整的液壓系統(tǒng)圖，如圖 52 所示，現(xiàn)在就圖 52 簡(jiǎn)單介紹一下風(fēng)機(jī)的剎車(chē)系統(tǒng)，圖左側(cè)是空氣動(dòng)力剎車(chē)壓力保持回路，壓力油經(jīng)液壓泵 濾油器 4 進(jìn)入系統(tǒng)．溢流閥 5用來(lái)限制系統(tǒng)最高壓力．開(kāi)機(jī)時(shí)電磁閥 12 1 接通，壓力油經(jīng)單向閥 62 進(jìn)入蓄能器 81，并通過(guò)單向閥 63 和旋轉(zhuǎn)接頭進(jìn)入空氣動(dòng)力剎車(chē)液壓缸，壓力開(kāi)關(guān) 9— 1 由蓄能器的壓力控制，蓄能器壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，開(kāi)關(guān)動(dòng)作，電磁閥 12 1關(guān)閉．運(yùn)行時(shí)，回路壓力主要由蓄能器保持，通過(guò)液壓缸上的鋼索拉住葉尖擾流器，使之與槳葉主體緊密結(jié)合． 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 39 1油箱； ； ； ； ； 。 節(jié)流調(diào)速回路一般采用定量泵供油，通過(guò)改變回路中流量控制元件同流截面積的大小來(lái)控制流入執(zhí)行元件或執(zhí)行元件流出的流量，以調(diào)節(jié)其運(yùn)動(dòng)速度 。如果出現(xiàn)故障，安全系統(tǒng)的任務(wù)是保證設(shè)備安 全動(dòng)作。該輸出可供至一個(gè)相敏整流器 (解調(diào)器 )，該整流器將產(chǎn)生一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向成比例且極性取決于運(yùn)動(dòng)方向的直流信號(hào)。電磁鐵推動(dòng)閥芯，直至來(lái)自位置傳感器的反饋信號(hào)與輸入信號(hào)相等為 止。 電磁比例閥的結(jié)構(gòu)構(gòu)成圖如圖 4． 5 所示 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 32 圖 4． 5 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 比例控制技術(shù)基本工作原理：根據(jù)輸入電信號(hào)電壓值的大小，通過(guò)放大器， 將該輸入電壓信號(hào) (一般在 9V～ +9V之間 )轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電流信號(hào)?；魻栯妶?chǎng)產(chǎn)生的電場(chǎng)力和洛侖茲力相反，它阻礙載流子繼續(xù)堆積，到霍爾電場(chǎng)力和洛侖茲力相等。 霍爾器件介紹 霍爾器件是一種磁傳感器。霍爾效應(yīng)技術(shù)的特點(diǎn)是允許在任意慢速下能檢測(cè)運(yùn)動(dòng) 物體的速度。雖然 VR 傳感器是基于很成熟的技術(shù)，但它仍然有一些較大的缺點(diǎn)。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。當(dāng)一個(gè)目標(biāo)(永久磁鐵或外部磁場(chǎng) )接近時(shí)，線圈鐵芯的導(dǎo)磁性 (線圈的電感量 L 是由它決定的 )變小，線圈的電感量也減小， Q 值增加。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 29 轉(zhuǎn)速傳感器選擇 測(cè)量物體旋轉(zhuǎn)速度的方法有很多，可選擇的傳感器也有很多。 那么只要我們想辦法控制剎車(chē)時(shí)的角加速度，把它的差值控制在一個(gè)允許的范圍內(nèi)，那么就不會(huì)產(chǎn)生或只有很小的動(dòng)載載荷加載在齒輪箱上?？刂破髟诎l(fā)出剎車(chē)指令后，剎車(chē)系統(tǒng)將順序執(zhí)行剎車(chē)動(dòng)作。為保證有足夠的強(qiáng)度和耐磨性能，其牌號(hào)不應(yīng)低于HT 對(duì)于常見(jiàn)的具有扇形摩擦表面的襯塊，若其徑向?qū)挾炔缓艽?，?R等于平均半徑 Rm，或有效半徑 Re，在實(shí)際上已經(jīng) 足夠精確。這是因?yàn)楸P(pán)式制動(dòng)器具有以下的優(yōu)點(diǎn)： (1)制動(dòng)力矩大，可調(diào) 范圍大，制動(dòng)平穩(wěn)可靠，動(dòng)作靈敏，維修方便 (2)頻繁使用時(shí)無(wú)沖擊，性能穩(wěn)定，散熱性好，安全。這就需要?jiǎng)x車(chē)閘的尺寸 較大。 剎車(chē)閘不同安裝位置剎車(chē)時(shí)受力分析 風(fēng)機(jī)的剎車(chē)過(guò)程從能量轉(zhuǎn)換的角度看，是將旋轉(zhuǎn)部分 (風(fēng)輪、齒輪、軸等 )的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成其它能量 (如剎車(chē)片與剎車(chē)盤(pán)磨擦 所產(chǎn)生的熱 )的過(guò)程。 這樣需要風(fēng)機(jī)經(jīng)常進(jìn)行緊急剎車(chē)，從而產(chǎn)生巨大的慣性沖量，對(duì)齒輪箱、葉片及 剎車(chē)系統(tǒng)有“致命”的危害。這種方式?jīng)]有電子控制器，屬于機(jī)械式 ABS。因此，在 ABS 工作過(guò)程中液壓泵必需常開(kāi)。液壓式壓力調(diào)節(jié)器安裝在主缸 (總泵 )和輪缸 (分泵 )之間，主要任務(wù)是轉(zhuǎn)換 ECU的指令，并獨(dú)立于駕駛員執(zhí)行 ECU的命令。 ABS 主要由輪速傳感器、電子控制 裝置 (ECU)和壓力調(diào)節(jié)器組成，除此之外，還有制動(dòng)警告燈和防抱死警告燈等。 誤差的存在是由于以下因素： (1)無(wú)論風(fēng)速取的是風(fēng)輪正前方 的值，還是風(fēng)輪邊緣正前方均勻分布若干點(diǎn)的加權(quán)值，都不能代表實(shí)際的風(fēng)速場(chǎng)。 傳遞裝置的摩擦力矩為 213A CT C C ??? ? ? 式中： 1C , 2C , 3C 是常數(shù) 剎車(chē)機(jī)構(gòu)最終作用在主動(dòng)軸上。 (3)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的延遲后，剎車(chē)機(jī)構(gòu)以一定的速度動(dòng)作。 (2)葉尖擾流器及兩步剎車(chē)同時(shí)投入，發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)脫網(wǎng)。 (4)下一次使用剎車(chē)系統(tǒng)時(shí)，第二個(gè)投入的剎車(chē)先投入。其缺點(diǎn)是：所需剎車(chē)力矩大，要求閘體的支撐材料好。所謂超速保護(hù)是指當(dāng)風(fēng)輪超速時(shí)，液壓缸中的壓力迅速升高，達(dá)到設(shè)定值時(shí)，突開(kāi)閥被打開(kāi)，液壓油被卸回油箱，葉尖擾流器在離心力的作用下，迅速脫離槳葉主體，旋轉(zhuǎn) 90 度成為阻尼板，使機(jī)組在控制系統(tǒng)或監(jiān)測(cè)系統(tǒng)或電磁閥失效的情況下得以安全停機(jī)。 開(kāi)機(jī)時(shí)電磁閥 12 一 1 接通，壓力油經(jīng)單向閥 7— 2 進(jìn)入蓄能器 8— 2，并通過(guò)單向閥 7 一 3 和旋轉(zhuǎn)接頭進(jìn)入空氣動(dòng)力剎車(chē)液壓缸。 制動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是液壓系統(tǒng)，主要用來(lái)執(zhí)行風(fēng)力機(jī)的開(kāi)關(guān)機(jī)指令。此外，當(dāng)風(fēng)速低于實(shí)際范圍時(shí)。 與一般工業(yè)控制過(guò)程不同，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)是綜合性控制系統(tǒng)。 2) 變槳距系統(tǒng)就是葉片用可轉(zhuǎn)動(dòng)的軸安裝在輪轂上，輪轂上安裝的幾個(gè)葉片可同步轉(zhuǎn)動(dòng)以改變?nèi)~片的安裝角，即同步改變?nèi)~片的迎角以滿(mǎn)足不同的風(fēng)速條件下風(fēng)力發(fā)電機(jī)得到最大功率。 增 速箱的特點(diǎn)是： 1)高速線采用行星架浮動(dòng)，低速級(jí)采用太陽(yáng)輪浮動(dòng)，這樣使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化而緊湊，同時(shí)均載效果好。貝茨理論說(shuō)明，理想風(fēng)能對(duì)風(fēng)輪葉片做功的最高效率為 59 3％，其損失的功率為留在尾流中的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 6 第二章 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)介 基本理論 葛勞渥 (G1auert)理論 對(duì)于 有限長(zhǎng)的葉片，風(fēng)輪葉片下游存在著尾跡渦，它形成兩個(gè)主要的渦區(qū)：一個(gè)在輪轂附近，一個(gè)在葉尖。針對(duì)這一問(wèn)題，提出把汽車(chē)中運(yùn)用較成熟的防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ ABS）應(yīng)用到風(fēng)力發(fā)電機(jī)剎車(chē)系統(tǒng)的設(shè)想。 當(dāng)前的風(fēng)機(jī)系統(tǒng)多采用盤(pán)式液壓驅(qū)動(dòng)式機(jī)械剎車(chē)，且采用兩級(jí)剎車(chē)系統(tǒng)，剎車(chē)盤(pán)安裝在高速軸上。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是涉及空氣動(dòng)力學(xué)、自動(dòng)控制、機(jī)械傳動(dòng)、電機(jī)學(xué)等多學(xué)科的綜合性高技術(shù)系統(tǒng)工程。累計(jì)安裝風(fēng)電機(jī)組 34485臺(tái)，裝機(jī)容量 兆瓦，年同比增長(zhǎng) %。歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)歐洲近海風(fēng)電裝機(jī)容 2021 年達(dá)到 1000 萬(wàn) kW,2020 年可達(dá)到 7000 萬(wàn) kW。將風(fēng)電場(chǎng)從陸地向近海發(fā)展在歐洲已經(jīng)成為一種新的趨勢(shì)。但是，在 2021 年新增裝機(jī)容量方面，歐洲只占 %，北美洲達(dá)到 %，亞洲達(dá)到 30%0，歐洲已經(jīng)失去其領(lǐng)先的地位了，中國(guó)和美國(guó)成了推動(dòng)全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的火車(chē)頭。 (5)旅游區(qū)風(fēng)力機(jī)群也是一道風(fēng)景線，可在一定程度上反映經(jīng)濟(jì)、文化、環(huán)境相融洽的程度，為我國(guó)旅游業(yè)添加新活力。我們以煤電為例，根據(jù)我國(guó)當(dāng)前最普遍使用的 30 萬(wàn)千瓦蒸汽輪發(fā)電機(jī)組現(xiàn)狀。 由于風(fēng)能是一種不消耗礦物燃料的可再能源。而海上油田的開(kāi)采往往給海洋生態(tài)帶來(lái)不可恢復(fù)的破壞。根據(jù)丹麥 BTM 咨詢(xún)公司報(bào)告，2021 年全球有超過(guò) 萬(wàn) kW 的新增裝機(jī)容量并入電網(wǎng)，營(yíng)業(yè)總額達(dá)到 500億歐元。風(fēng)電在未來(lái) 20 年內(nèi)將是世界上發(fā)展最快的 能源。這些海上風(fēng)電場(chǎng) 60％都在淺海區(qū)。美國(guó) 7MW 風(fēng)電機(jī)組已經(jīng)研制成功，正在研制 10MW 機(jī)組；英國(guó)10MW機(jī)組也正在進(jìn)行設(shè)計(jì)，挪威正在研制 14MW的機(jī)組，歐盟正在考慮研制20MW 的風(fēng)電機(jī)組，全球各主要風(fēng)電機(jī)組制造廠家都在為未來(lái)更大規(guī)模的海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)做前期開(kāi)發(fā)。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)的發(fā)展 概述 在目前技術(shù)條件下風(fēng)電與火電、水電相比從造價(jià)、電能質(zhì)量、設(shè)備制造和控制技術(shù)等領(lǐng)域存在劣勢(shì) ,我國(guó)風(fēng)電領(lǐng)域的理論和應(yīng)用研究與發(fā)達(dá)國(guó)家存在很大差距。剎車(chē)系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)上一個(gè)很重要的系統(tǒng)，所以剎車(chē)系統(tǒng)需要具有很高的安全性和可靠性。由于風(fēng)速的不定性而引起風(fēng)力發(fā)電機(jī)經(jīng)常性的剎車(chē)，因此本文對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的剎車(chē)系統(tǒng)進(jìn)行了一定的研究。并根據(jù)其要求給出了傳感器、電磁閥等部件的選擇?？諝饬魇沁B續(xù)的，不可壓縮的，葉片掃掠面上的氣流是均勻的，氣流速度的方向不論在葉片前 或流經(jīng)葉片 后都是垂直葉片掃掠面的。但是在目前，這種電機(jī)在設(shè)計(jì)和制造上仍然存在一些難題。 2 .2 .3 槳葉系統(tǒng) 現(xiàn)代風(fēng)機(jī)的槳葉系統(tǒng)主要有兩種： 1) 定槳距系統(tǒng) 就是根據(jù)計(jì)算所得的實(shí)際安裝角將其固定到輪轂上，不能變動(dòng)葉片安裝角。 圖 變槳距和定槳距風(fēng)力機(jī)的功率曲線 控制系統(tǒng) 風(fēng)力資源豐富的地區(qū)一般是海島或邊遠(yuǎn)地區(qū)甚至是海上，環(huán)境比較惡劣，分 散式分布的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通常要求能夠無(wú)人值守運(yùn)行和遠(yuǎn)程監(jiān)控。不同的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)風(fēng)速有 一定的范圍要求。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，葉尖擾流器作為槳葉的一部分起吸收風(fēng)能的作用，保持這種狀態(tài)的動(dòng)力是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的液壓系統(tǒng)。在兩 個(gè)回路中各裝有兩個(gè)壓力傳感器，以指示系統(tǒng)壓力，控制液壓泵站補(bǔ)油和確定剎車(chē)機(jī)構(gòu)的狀態(tài)。壓力開(kāi)關(guān) 9 根據(jù)蓄能器的壓力控制液壓泵電機(jī)的停／起。 設(shè)置在高速軸上有以下優(yōu)點(diǎn)：剎車(chē)力矩小，剎車(chē)力矩的變化與齒輪箱有關(guān)系：齒輪箱可帶集成的風(fēng)輪支撐。 (3)液壓系統(tǒng)保持工作壓力 (4)調(diào)向系統(tǒng)停止工作 4．緊急停機(jī)狀態(tài) (1)機(jī)械剎車(chē)與氣動(dòng)剎車(chē)同時(shí)投入 (2)緊急電路 (安全鏈 )開(kāi)啟 (3)計(jì)算機(jī)所有輸出信號(hào)無(wú)效 (4)計(jì)算機(jī)仍在運(yùn)行和測(cè)量所有輸入信號(hào) 風(fēng)機(jī)制動(dòng)過(guò)程有三種情況： 1．正常停機(jī) 發(fā)電機(jī)沒(méi)有聯(lián)網(wǎng)，制動(dòng)程序是： (1)通過(guò)電磁閥釋放葉尖擾流器。 (2)當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速降到同步轉(zhuǎn)速時(shí)，發(fā)電機(jī)主接觸器跳開(kāi)，第二步剎車(chē)被投入。通過(guò)分析可建立剎車(chē)機(jī)構(gòu)的最佳速率。風(fēng)速可以是定常的，也可以是時(shí)變的。 (2)若通過(guò)剎車(chē)機(jī)構(gòu)能使機(jī)組停 住 ，則剎車(chē)機(jī)構(gòu)投入前的瞬 時(shí) 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速最大。汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng) ABS(Anti— lock Braking System)可以在汽車(chē)制動(dòng)過(guò) 程中 自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)制動(dòng)力的大小。電子控制裝置能控制壓力調(diào)節(jié)器，對(duì)其它部件還具有監(jiān)控功能。 (2)減壓過(guò)程 當(dāng)電磁 閥通入較大電流時(shí)．主缸和輪缸的通路被截?cái)啵喐缀鸵簤河拖湎嗤ǎ? 輪缸的制動(dòng)液流入液壓油箱，制動(dòng)壓力降低。 三傳感器三通道式 采用兩個(gè)傳感器分別控制汽車(chē)兩前輪，用一個(gè)傳感器 (裝于差速器上 )、同一 條液壓管路控制后輪 四傳感 器三通道式 采用兩個(gè)傳感器分別控制汽車(chē)兩前輪，把后輪的兩個(gè)傳感器信號(hào)加以綜合處 理后，用同一條液壓管路控制兩后輪。 高速軸設(shè)置剎車(chē)閘的最大弊端是：齒輪箱經(jīng)常過(guò)載，由于風(fēng)輪制動(dòng)時(shí)葉片不 連貫停頓。添加阻尼管后，液壓缸反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，剎車(chē)片受到剎車(chē)彈簧的推力也 隨著液壓的減小而逐漸增大，這時(shí)剎車(chē)片的運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)。由于風(fēng)輪轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于低速軸、齒輪箱的傳動(dòng)軸與高速軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，因此在計(jì)算時(shí)可以忽略不計(jì)（發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大約是齒輪箱的 30 倍）。 (3)低速軸與高速軸都安裝剎車(chē)閘時(shí)，剎車(chē)力矩由兩個(gè)剎車(chē)閘分?jǐn)偅涂梢? 減小低速軸剎車(chē)閘的尺寸，同時(shí)也降低了齒輪箱所受的扭矩。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 25 剎車(chē)盤(pán)直徑 D 輪輞直徑為 15 = 取 367mm 制動(dòng)盤(pán)直徑為 70%～ 79%輪輞直徑 即： ～ 取 270mm 制動(dòng)盤(pán)厚度 h 選擇通風(fēng)式剎車(chē)盤(pán) h=25 ㎜ 摩擦襯塊外半徑 R內(nèi)半徑 R1 根據(jù)剎車(chē)盤(pán)直徑可確定摩擦襯塊外徑 R2=130 ㎜ 考慮到 R2/ R1＜ ，可選取 R1=92mm，則 R2/ R1=＜ 假設(shè)襯塊的摩擦表面全部于制動(dòng)盤(pán)接觸，而且各處單位壓力均勻，則制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為 RfFM ?? 2? f 為摩擦因素 ,F0為單側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤(pán)的壓緊力， R作用半徑 在實(shí)際的