[發明專利]風機偏航制動器摩擦片磨損傳感器

有效

• 申請號: 201310412632.4
• 申請日: 2013-09-11
• 公開（公告）號: CN103470663A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 龔擁軍;朱建東
• 申請（專利權）人: 開天傳動技術（上海）有限公司
• 主分類號: F16D66/02
• 分類號: F16D66/02;F03D11/00
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所 31251
• 代理人: 王建國

技術領域

本發明涉及一種風力發電機部件，尤其是用于風機偏航制動器摩擦片磨損程度測量的傳感器。?

背景技術

采用傳統雙饋發電機的風力發電機（本發明中簡稱風機），其工作原理是：風力推動槳葉旋轉，從而帶動葉輪上的低速軸轉動。通過一個增速齒輪箱，把低速軸的低轉速提高到發電機發電所需的高轉速,從而驅動發電機發電。?

由于風場的風向在不斷地變化，為了高效地利用風能，風機的槳葉轉子運轉時需始終對準風向，為此在風機內塔筒頂端安設了偏航系統。偏航系統作為風機控制系統的重要組成部分之一,其主要作用就是根據風機的運行狀況，正確地調整機組的迎風方向。?

偏航系統的硬件系統主要由偏航電機、減速機、偏航電機電磁制動器，偏航制動器及電纜傳感器等組成。偏航制動器為液壓盤式，由液壓系統提供140～160bar的壓力，提供足夠的制動力。偏航時，液壓壓力釋放但保持一定的余壓，在偏航過程中保持一定的阻尼力矩，從而減少風機在偏航過程中的沖擊載荷。?

在風力發電機的偏航過程中，在一定的油壓下偏航制動器的兩片摩擦片夾緊在偏航制動盤兩側相對磨擦旋轉，提供一定的阻尼力矩，但同時這造成了摩擦片的磨損。如果工況正常，摩擦片材料特性優異，摩擦片磨損量非常微小，摩擦片的壽命很長，5年以上的壽命都很常見，因此摩擦片的磨損量無需經常檢查。?

但是由于風力發電機可能存在各種問題，如有精度差，或風機設計本身有問題，或偏航邏輯設定參數有錯誤等各種原因，都會導致偏航摩擦片在異常工況下工作，導致摩擦片劇烈磨損，短時間內將摩擦材料磨盡。如果沒有及時檢查，摩擦片的磨擦材料磨盡后其鋼制底板和制動盤就會直接接觸磨擦，導致制動盤表面毀損。?

由于風力發電機大多安裝在偏僻的野外，而機艙位于幾十米高的塔筒頂端，一旦制動盤損壞，更換制動盤需要吊裝整個機艙，代價非常高昂。因此如何檢查監控偏航摩擦片的磨損，避免制動盤的損毀，對于風機偏航系統是一個迫切需要解決的難題。?

目前觀察和監控偏航制動器的摩擦片磨損主要是采用摩擦片磨損指示棒裝置：?

如圖1，摩擦片包括兩部分，摩擦片底板11（通常是鋼板）和摩擦材料板12。摩擦材料?板12與制動盤4接觸。摩擦片磨損指示棒2完全擰緊在摩擦片底板11上，摩擦片磨損指示棒2的頂端到制動鉗5鉗體鍃平平面距離C（制動狀態）。?

工作原理：隨著摩擦材料板12的厚度9不斷磨損，摩擦片磨損指示棒2的露出部分C會一直減小，減小量即為摩擦片的磨損量。當摩擦片磨損指示棒2頂端和制動鉗5鉗體鍃平平面平齊時，摩擦材料板12還剩2mm，表示需要更換摩擦片。?

摩擦片磨損指示棒裝置存在的問題如下：?

摩擦片磨損指示棒只是用于人工觀察，無法做到自動檢測控制。由于偏航制動器位于幾十米高空的機艙內，維護人員維護觀察的間隔時間較長，對于一些有異常工況的風機，摩擦片磨損快，磨損到極限時有可能不被及時發現，從而造成制動盤表面毀損。?

由于安裝空間的關系，安裝在上部的制動鉗的摩擦片磨損指示棒不容易被觀察到。?

由于安裝誤差的存在以及制動鉗殼體厚度的加工誤差，造成摩擦片磨損指示棒的本身位置有較大誤差，不能精確反映摩擦片實際磨損值。?

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，提供了一種在摩擦片磨損到極限時能夠可靠的自動報警，且安全實用的風機偏航制動器摩擦片磨損傳感器。?

為了實現上述發明目的，本發明提供如下技術方案：?

風機偏航制動器摩擦片磨損傳感器，包括頂桿、彈簧、殼體，限位部、微型開關及導線，?

所述微型開關設置于所述殼體內部，所述導線與所述微型開關電連接并從殼體一端穿出；?

所述微型開關的傳動元件與所述頂桿一端緊密接觸，所述頂桿另一端穿出殼體；?

所述頂桿穿過所述彈簧內部并且所述彈簧遠離微型開關的一端與所述頂桿固定連接；?

所述限位部固定設置在殼體內部并位于所述微型開關與所述彈簧之間，所述頂桿穿過所述限位部上開有的通孔，并且，所述通孔直徑小于所述彈簧直徑，所述彈簧靠近所述微型開關的一端與所述限位部緊密接觸。?

導線包括至少兩根線，一根為電源線接通5-12V直流電；另一根為信號線，接到整個風機的電控系統（例如PLC）中。?

微型開關的傳動元件是指微型開關上用于觸發微型開關的部分，常見的形式有按銷、按鈕、杠桿、滾輪等。傳動元件可以將外力傳導到動觸點，實現動觸點與定觸點快速接通或斷開。?

所述微型開關為常閉式微型行程開關。?