[實用新型]一種用于在緊急情況下制動風(fēng)力機的設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320521542.4
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN203515960U
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 弗里茨·法拉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海樂普能源科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所 31219
• 代理人: 余明偉

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電機領(lǐng)域，具體涉及一種用于在緊急情況系制動風(fēng)力機的方法和設(shè)備。?

本實用新型涉及到風(fēng)力發(fā)電機的輪轂和與旋轉(zhuǎn)軸承相連的槳葉。通過電力、風(fēng)力或液壓的執(zhí)行驅(qū)動器，每一片槳葉都能繞著自身長軸被轉(zhuǎn)動，并通過安裝在執(zhí)行驅(qū)動器上的制動器停在預(yù)定的位置。對于執(zhí)行驅(qū)動器，必須至少有一個傳動機構(gòu)，使其在旋轉(zhuǎn)軸承上轉(zhuǎn)動。旋轉(zhuǎn)軸承由內(nèi)環(huán)和外環(huán)構(gòu)成，其中一個環(huán)用螺母固定在輪轂上，另外一個環(huán)固定在槳葉末端。轉(zhuǎn)動套接槳葉的環(huán)，使槳葉繞自身長軸轉(zhuǎn)動。此環(huán)可以為軸承的內(nèi)環(huán)或者外環(huán)。為了限制在緊急情況下由風(fēng)力產(chǎn)生的功率，減少發(fā)電量，槳葉將被轉(zhuǎn)動至特定位置（逆槳），以減少風(fēng)力對轉(zhuǎn)子的作用。為了使每片槳葉在電力供應(yīng)中斷的情況下仍能轉(zhuǎn)動，其執(zhí)行驅(qū)動器需要配備一個或多個備用電源使槳葉能被轉(zhuǎn)動和制動。?

背景技術(shù)

風(fēng)機的變槳是為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速控制（功率控制），使風(fēng)機在額定輸出功率范圍內(nèi)工作并且能利用風(fēng)力制動。因此每一片槳葉配備一臺或多臺執(zhí)行驅(qū)動器。變槳系統(tǒng)則控制槳葉在順槳位置和逆槳位置之間轉(zhuǎn)動，而主動失速系統(tǒng)則控制槳葉向逆槳方向轉(zhuǎn)動。在風(fēng)機故障的情況下，風(fēng)機槳葉應(yīng)盡可能向著逆槳位置轉(zhuǎn)動，以降低轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速（功率輸出）。現(xiàn)有的變槳系統(tǒng)包括一套或多套電機模塊和制動模塊，使每一片槳葉能獨立被轉(zhuǎn)動和制動。由于槳葉的驅(qū)動器和制動器組合安裝，當(dāng)制動器對驅(qū)動器轉(zhuǎn)軸作用時，風(fēng)機的制動過程可能將會被中斷，因為槳葉沒有在適當(dāng)位置被停止；特別是在驅(qū)動器失去轉(zhuǎn)矩的情況下，而槳葉仍處于順槳的位置。以上情況對于無需供電的機械制動機構(gòu)，則存在弊端，即在失去對驅(qū)動器和制動器的控制時，槳葉難以被固定。?

對變槳驅(qū)動器（變槳電機）的誤操作很可能導(dǎo)致風(fēng)機損毀，特別是當(dāng)風(fēng)機轉(zhuǎn)速超過安全范圍時，將會對附近人員的生命安全構(gòu)成極大威脅。?

根據(jù)技術(shù)指標(biāo)，變槳驅(qū)動器須配有這樣的制動機構(gòu)：制動襯塊固定于驅(qū)動器?外殼，制動盤隨驅(qū)動器轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。當(dāng)制動器閉合時，驅(qū)動器轉(zhuǎn)軸連同傳動機構(gòu)和槳葉將同時被制動。制動器也可被安裝在電機與傳動機構(gòu)之間或與槳葉相連的齒帶傳動的變槳機構(gòu)中。?

文檔WO99/23384描述了有關(guān)可變槳距角風(fēng)機的信息，并概述了此技術(shù)的特點。槳葉的角度調(diào)整也可用于風(fēng)機發(fā)電機轉(zhuǎn)子的制動，只要將槳葉轉(zhuǎn)動到逆槳的位置，風(fēng)機就能通過風(fēng)力進行制動。為了保證風(fēng)機在供電故障時仍能通過槳距角調(diào)整進行制動，需要在槳葉上聯(lián)接一種設(shè)備，這個設(shè)備能阻止槳葉向順槳位置轉(zhuǎn)動。而這個設(shè)備在風(fēng)機正常運行時，將不對風(fēng)機作用，使槳葉能在指定范圍內(nèi)任意轉(zhuǎn)動，并停止在指定位置。?

文檔EP1763126B1描述了有關(guān)變槳控制設(shè)備的信息，并詳細(xì)介紹了以下設(shè)備：變槳控制系統(tǒng)和變壓器，直流電容器回路，交流電源和備用電池（當(dāng)電網(wǎng)故障時）。缺陷在于，當(dāng)需要對電機在某一方向制動時，系統(tǒng)需要額外的聯(lián)結(jié)器或后備電源。當(dāng)變槳電機失靈或者是制動器無法打開時，槳距角便無法調(diào)整，因此此系統(tǒng)無法提供“冗余”的安全性。?

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供為了向每一片槳葉提供“冗余”的安全性，針對由于變槳系統(tǒng)故障而無法調(diào)整槳距角，導(dǎo)致無法限制輸出功率的情況，提供以下解決方案：一旦槳葉受到逆槳方向的轉(zhuǎn)矩時，則讓每一個制動器打開或者保持松開的狀態(tài)；當(dāng)槳葉受到順槳方向轉(zhuǎn)矩時，則馬上閉合制動器。每片槳葉在設(shè)定范圍內(nèi)都能通過空氣阻力讓風(fēng)機發(fā)電機轉(zhuǎn)子減速。在主動失速系統(tǒng)中，槳葉將向逆槳方向轉(zhuǎn)動。而此方案對風(fēng)機的正常運作不產(chǎn)生任何影響，也不會大幅度地增加風(fēng)機成本。即：一旦作用于槳葉縱軸的轉(zhuǎn)矩試圖使槳葉向降低轉(zhuǎn)子驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的方向旋轉(zhuǎn)時，則讓每一個制動器打開或者保持松開的狀態(tài)；在試圖移動槳葉至最大工作位置（順槳位置）的轉(zhuǎn)矩情況下，這種旋轉(zhuǎn)運動應(yīng)該在最開始就被停止；無論如何，對于其相對應(yīng)的槳葉，應(yīng)該將其調(diào)整至空氣動力學(xué)制動位置（葉片位置，vane?position），又稱為逆槳位置。當(dāng)執(zhí)行機構(gòu)被用于主動失速系統(tǒng)時，進行轉(zhuǎn)子的空氣動力學(xué)制動時的每個槳葉的旋轉(zhuǎn)是向失速方向（即：逆槳方向）移動。?

在一個或多個槳葉的緊急制動調(diào)節(jié)出現(xiàn)故障的情況下，上述功能通過本實用新型中所述的方法及設(shè)備來實現(xiàn)，通過旋轉(zhuǎn)槳葉來實現(xiàn)的必要的空氣動力學(xué)制動?時通過位置制動設(shè)備的受控下的開啟和關(guān)閉來得到的，這取決于所述槳葉縱軸的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的方向。以這項技術(shù)為依據(jù)，槳葉槳距角在系統(tǒng)故障（供電）的情況下仍能被調(diào)整，利用風(fēng)力使風(fēng)機發(fā)電機轉(zhuǎn)子減速。而制動器則依據(jù)槳葉轉(zhuǎn)動的方向動作（打開或閉合）。?