專利名稱：一種風力發(fā)電機負載接入式安全制動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于風力發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種風力發(fā)電機負載接入式安全制動裝置。
背景技術(shù)：
風力發(fā)電是當前解決能源問題的一個熱門領(lǐng)域，因其清潔、可持續(xù)性而備受各國關(guān)注。風力發(fā)電過程中需要注意的一個重要問題是當風速過大，風輪轉(zhuǎn)速過快時，怎樣制動。傳統(tǒng)的制動方式有兩種風向偏航制動和液壓剎車制動。風向偏航是指當正在運行中的風電機組需要停機或風速過大時，風機偏航控制系統(tǒng)啟動，旋轉(zhuǎn)葉片連接軸使風輪葉片偏離迎風面，從而降低風輪轉(zhuǎn)速。液壓剎車是指當風輪轉(zhuǎn)速大系統(tǒng)設定值時，啟動液壓剎車，液壓剎車鉗加緊剎車盤，兩者之間的摩擦力使得風輪完全停止轉(zhuǎn)動。風向偏航的偏航控制系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)比較復雜，控制環(huán)節(jié)多，故障率也隨之增加。如果在風機急需停機時，風機的偏航系統(tǒng)失靈，那就只能依靠增加并網(wǎng)功率降低風輪轉(zhuǎn)速，在水平軸風電系統(tǒng)中當發(fā)電機轉(zhuǎn)速低于200r/min時，發(fā)電機端口輸出電壓就會低于并網(wǎng)變流器的并網(wǎng)電壓下限值，變流器將自動脫網(wǎng)。這時發(fā)電機就會失去載荷，轉(zhuǎn)速急劇升高，造成危險。而液壓剎車是利用液壓鉗加緊剎車盤進行強制制動，當風輪轉(zhuǎn)速過高時，對風輪傳動結(jié)構(gòu)機械沖擊大，也容易造成剎車盤和液壓鉗之間的磨損。因此，液壓制動多用于發(fā)電機在低轉(zhuǎn)速下啟動。風力發(fā)電機組最可怕的事故就是制動系統(tǒng)失靈，風輪失速高速旋轉(zhuǎn)，超出傳動結(jié)構(gòu)的承載能力使風葉轉(zhuǎn)飛，塔筒倒塌。一次這樣的事故如果沒有人員傷亡，直接經(jīng)濟損失可以達到100-300萬元人民幣。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種風力發(fā)電機負載接入式安全制動裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)尤其是液壓剎車技術(shù)無法在風力發(fā)電機的風輪高速運轉(zhuǎn)時安全、迅速制動的問題。本實用新型所采用的技術(shù)方案是一種風力發(fā)電機負載接入式安全制動裝置，包括發(fā)電機轉(zhuǎn)軸1，焊接于發(fā)動機轉(zhuǎn)軸上的剎車盤2，以及設置于剎車盤2兩側(cè)的兩個液壓剎車鉗3，兩個液壓鉗控制器4對應連接于液壓鉗3的下端；發(fā)電機控制系統(tǒng)5與液壓鉗控制器4以導線相連；剎車盤2的邊緣穿過剎車鉗3的開口 ；發(fā)電機安全制動裝置還包括設置于發(fā)電機轉(zhuǎn)軸側(cè)面的測速傳感器6，以及連接于液壓鉗控制器4的負載接入系統(tǒng)7。其中，負載接入系統(tǒng)7包括與測速傳感器6以導線相連的電磁開關(guān)702，以及與所述電磁開關(guān)702用導線連接的制動負載柜701。優(yōu)選的，制動負載柜701為電阻負載柜或電感負載柜。本實用新型的有益效果是實現(xiàn)了風力發(fā)電機風輪的高效非接觸式柔性制動，提高了風力發(fā)電的安全性。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型的電路連接示意圖；其中，I發(fā)電機轉(zhuǎn)軸，2剎車盤，3液壓剎車鉗，4液壓鉗控制器，5發(fā)電機控制系統(tǒng)，6測速傳感器，7負載接入系統(tǒng)，501勵磁裝置，502電控柜，503，饋線柜，504并網(wǎng)變流器，701制動負載柜，702電磁開關(guān)。
具體實施方式
如圖2所示，當風力過大，風力發(fā)電機的轉(zhuǎn)速升高，導致風電機組脫網(wǎng)或電控系統(tǒng)失去控制，此時測速傳感器6檢測到風輪的轉(zhuǎn)速達到預先設置的極限轉(zhuǎn)速，與測速傳感器6相連的電磁開關(guān)702自動觸發(fā),這樣液壓鉗控制器4、發(fā)電機控制系統(tǒng)5就與制動負載柜701接通，然后通過制動負載柜701消耗風力發(fā)電機的能量，當測速傳感器6測得風輪的轉(zhuǎn)速低于10r/min時，電磁開關(guān)702斷開，同時發(fā)電機控制系統(tǒng)5中的電控柜502輸出開關(guān)量信號觸發(fā)液壓液壓鉗控制器4啟動，液壓剎車鉗3的開口閉合，通過與剎車盤2摩擦，使得風輪完全停止。如果當風力發(fā)電機正常運轉(zhuǎn)時，需要停機，可以通過電控柜502控制并網(wǎng)變流器504加大并網(wǎng)功率，待測速傳感器6測得發(fā)電機轉(zhuǎn)速下降到并網(wǎng)變流器504即將脫網(wǎng)時，電控柜502輸出一路開關(guān)量信號觸發(fā)電磁開關(guān)702動作，接通制動負載柜701，然后通過制動負載柜701消耗風力發(fā)電機的能量，當測速傳感器6測得風輪的轉(zhuǎn)速低于10r/min時，電磁開關(guān)702斷開，同時發(fā)電機控制系統(tǒng)5中的電控柜502輸出開關(guān)量信號觸發(fā)液壓液壓鉗控制器4啟動，液壓剎車鉗3的開口閉合，通過與剎車盤2摩擦，使得風輪完全停止。更優(yōu)的，在負載接入系統(tǒng)7與勵磁裝置501和饋線柜503共同作用，通過勵磁裝置501調(diào)節(jié)勵磁電流的大小,可以實現(xiàn)柔性制動,其制動力的大小與發(fā)電機勵磁電流的大小成正比。經(jīng)過現(xiàn)場試驗,采用此本實用新型,發(fā)電機從300r/min降低到10r/min以下需要100秒鐘。然后啟動液壓剎車，整個制動過程不超過3分鐘。
權(quán)利要求1.一種風カ發(fā)電機負載接入式安全制動裝置，包括發(fā)電機轉(zhuǎn)軸(I)，焊接于發(fā)動機轉(zhuǎn)軸上的剎車盤(2)，以及設置于所述剎車盤(2)兩側(cè)的兩個液壓剎車鉗(3)，兩個液壓鉗控制器(4)對應連接于所述液壓鉗(3)的下端；發(fā)電機控制系統(tǒng)(5)與所述液壓鉗控制器(4)以導線相連；所述剎車盤(2)的邊緣穿過所述剎車鉗(3)的開ロ ；其特征在于，所述發(fā)電機安全制動裝置還包括設置于所述發(fā)電機轉(zhuǎn)軸側(cè)面的測速傳感器(6)，以及連接于所述液壓鉗控制器(4)的負載接入系統(tǒng)(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種風カ發(fā)電機負載接入式安全制動裝置，其特征在于所述負載接入系統(tǒng)(7)包括與測速傳感器(6)以導線相連的電磁開關(guān)(702)，以及與所述電磁開關(guān)(702)用導線連接的制動負載柜(701)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種風カ發(fā)電機負載接入式安全制動裝置，其特征在于所述制動負載柜(701)為電阻負載柜或電感負載柜。
專利摘要本實用新型涉及風力發(fā)電機領(lǐng)域，尤其是一種風力發(fā)電機負載接入式安全制動裝置，包括發(fā)電機轉(zhuǎn)軸，焊接于發(fā)電機轉(zhuǎn)軸上剎車盤，液壓剎車鉗，測速傳感器，以及負載接入系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)液壓鉗制動無法在風輪高速運轉(zhuǎn)時安全、迅速制動的問題。
文檔編號F03D7/00GK202883244SQ20122045664
公開日2013年4月17日 申請日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月7日
發(fā)明者王康鋒 申請人:王康鋒