[發明專利]一種風力發電設備的偏航制動器及其控制方法

有效

• 申請號: 201310299176.7
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN103343789A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 董連俊;宋玉濤;陳強;史顯忠;楊京蘭
• 申請（專利權）人: 大連華銳重工集團股份有限公司
• 主分類號: F16D55/226
• 分類號: F16D55/226;F16D65/14;F16D121/04;F16D121/14;F16D125/02
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李洪福

1.一種風力發電設備的偏航制動器，其特征在于：包括兩個結構完全相同的制動鉗，兩個制動鉗通過八根高強度螺栓連接對稱安裝在制動盤（16）的上下兩側；所述的制動鉗為左右對稱結構，包括制動支架（1）、碟簧組（2）、導向塊（3）、調整螺栓（4）、鎖緊螺母（5）、活塞（6）、磨損指示器（7）、防塵圈A（8）、高壓密封圈A（9）、導向帶A（10）、導向帶B（11）、高壓密封圈B（12）、導向帶C（13）和防塵圈B（14），所述的制動支架（1）上加工有兩個油缸，油缸內安裝有活塞（6），活塞（6）上開有安裝碟簧組（2）的沉孔，碟簧組（2）通過導向塊（3）壓縮安裝在活塞沉孔內，調整螺栓（4）和鎖緊螺母（5）安裝在制動支架（1）上；制動支架（1）的中心軸線上開有通孔，摩擦片磨損指示器（7）通過通孔安裝在摩擦片（15）背面的螺紋孔內；制動支架（1）用于安裝摩擦片（15）的矩形槽下部加工有油缸，油缸側壁上開有密封槽，分別安裝防塵圈A（8）、高壓密封圈A（9）、導向帶A（10）和防塵圈B（14），活塞（6）的外圓柱表面上開有密封槽，分別安裝導向帶B（11）、高壓密封圈B（12）和導向帶C（13）；

所述的摩擦片磨損指示器（7）的頂端標有刻度，用于觀察摩擦片（15）的磨損狀況，摩擦片（15）磨損后，磨損指示器（7）隨摩擦片（15）向制動盤（16）方向移動，摩擦片（15）的磨損會影響到碟簧組（2）提供的正壓力大小，當觀察到摩擦片（15）磨損到規定的厚度時，松開鎖緊螺母（5），擰緊調整螺栓（4）進行補償，然后利用鎖緊螺母（5）鎖緊；當摩擦片（15）磨損到極限時，需要更換摩擦片（15），完全松開鎖緊螺母（5）和調整螺栓（4），使碟簧組（2）的壓力完全釋放，取出摩擦片（15）進行更換。

2.一種風力發電設備的偏航制動器的控制方法，通過偏航制動器液壓控制系統實現，所述的偏航制動器液壓控制系統包括油箱裝置、電動動力源、手動應急裝置、主油路、制動油路和回油油路；所述的油箱裝置包括放油口（17）、油箱（18）、液位計（19）、蓋板（20）、空氣濾清器（24）和液位液溫繼電器（25），所述的電動動力源包括液壓泵（21）、聯軸器（22）和電動機（23），所述的手動應急裝置包括手動泵（26）；所述的主油路由蓄能器（28）、壓力傳感器（29）、單向閥（30）、過濾器A（31）、溢流閥（32）和節流閥（33），所述的制動油路上安裝有電磁換向閥A（34），所述的回油油路包括電磁換向閥B（35）和過濾器B（36）；所述的油箱（18）提供液壓油源，油箱（18）上安裝有蓋板（20），蓋板（20）上裝有液位液溫繼電器（25）和空氣濾清器（24）；液壓泵（21）通過聯軸器（22）與電動機（23）相連，為偏航制動器液壓系統提供動力；所述的手動泵用于偏航制動器液壓控制系統掉電或故障時緊急狀態下使用；主油路上設置有測壓點A（27）、用于監測主油路壓力，以便維護和發現問題；蓄能器（28）用于使偏航制動器（38）柔性制動，并減少電動機（23）啟動次數，而且在電網掉電情況下使偏航制動器（38）維持在制動狀態；壓力傳感器（29）用于監測主油路壓力，當主油路壓力不足時，壓力傳感器（29）將信號傳遞給主機控制系統，從而控制電動機（23）和液壓泵（21）啟動，為偏航制動器液壓控制系統補充壓力；所述的單向閥（30）避免液壓油向油箱（18）回流；所述的過濾器A（31）用于過濾液壓油液；所述的溢流閥（32）為偏航制動器液壓控制系統提供過壓保護；所述的節流閥（33）用于偏航制動器液壓控制系統維護時解除壓力；所述的偏航制動器（38）的動作由帶手動調節功能的二位四通電磁換向閥A（34）和二位四通電磁換向閥B（35）進行控制；所述的過濾器B（36）用于過濾液壓油中的雜質；偏航制動器（38）安裝在二位四通電磁換向閥（34）的出口處，多臺偏航制動器（38）通過液壓軟管或硬管串聯連接，測壓點B（37）設置在偏航制動器（38）回油油路的出口位置，用于監測偏航制動器（38）回油油路壓力，以便維護和發現問題；

其特征在于：所述的控制方法包括以下步驟：

A、當風力發電機組正常運行發電時，需要偏航制動器進行安全制動，此時電動機（23）啟動，帶動液壓泵（21）轉動，為偏航制動器液壓控制系統提供壓力，液壓油依次通過過濾器（31）、單向閥（30）、二位四通電磁換向閥A（34）進入偏航制動器的進油口，壓力油推動活塞（6）運動，活塞（6）在液壓油和碟簧組（2）的共同作用下推動摩擦片（15）向制動盤（16）方向移動，接觸到制動盤（16）后產生正壓力，實現對制動盤（16）的制動；當偏航制動器液壓控制系統壓力達到壓力傳感器（29）設定的壓力時，電動機（23）停止轉動，偏航制動器（38）依靠蓄能器（28）儲存的液壓壓力維持制動；當偏航制動器液壓控制系統壓力低于壓力傳感器（29）設定的壓力時，主機控制系統控制電動機（23）和液壓泵（21）啟動，為偏航制動器液壓控制系統補充壓力；

B、當風力發電機組需要偏航時，偏航制動器（38）需要提供一個較小的制動力；此時電動機（23）停轉，二位四通電磁換向閥A（34）和二位四通電磁換向閥B（35）同時得電換向，液壓油無法通過二位四通電磁換向閥A（34）進入偏航制動器（38），偏航制動器（38）內剩余的液壓油通過二位四通電磁換向閥B（35）回流到油箱（18），此時偏航制動器（38）的活塞（6）僅受到碟簧組（2）的正壓力，從而在制動盤（16）上產生摩擦力矩，實現風力發電機組平穩偏航。