[实用新型]风力发电机组柔性刹车系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电机组刹车系统，特别涉及一种风力发电机组柔性刹车系统。

背景技术

现有风力发电机组刹车系统主要由两个蓄能器、两个节流阀、三个开关阀、一对液压缸、刹车盘和液压油供给系统。刹车盘设置在发电机组的主轴上。一对液压缸为在有杆腔的杆端装有刹车片的相向布置的两个液压缸。液压油供给系统由油泵、电机、滤油器、安全阀和油箱构成。由电机驱动的油泵的输出端接安全阀的输入端，油泵的输入端经滤油器接入油箱。液压油供给系统的油泵的输出端连接蓄能器，该输出端经节流阀连接第一开关阀的输入端，该开关阀的输出端连接另一蓄能器、且通过油管与所述一对液压缸的有杆腔相连接。一对液压缸的有杆腔还与第二和第三开关阀的输入端相连接，第二开关阀输出端经另一个节流阀和滤油器接入油箱、第三开关阀直接经滤油器接入油箱。由于在上述刹车系统中，第一和第二开关阀均为普通开关阀，因此液压缸内油压不可调，从而无法对刹车力矩进行控制，这使得机械振动大、刹车片磨损快。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种风力发电机组柔性刹车系统，它不仅刹车平稳，而且机械振动小、刹车片磨损小。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种风力发电机组柔性刹车系统，它含有两个蓄能器、两个节流阀、三个开关阀、一对液压缸、刹车盘和液压油供给系统，一对液压缸为在有杆腔的杆端装有刹车片的相向布置的两个液压缸，液压油供给系统由油泵、电机、滤油器、安全阀和油箱构成，由电机驱动的油泵的输出端连接安全阀的输入端，油泵的输入端经滤油器接入油箱，液压油供给系统的油泵的输出端连接蓄能器，该输出端经节流阀连接第一开关阀的输入端，该开关阀的输出端连接另一蓄能器、且通过油管与所述一对液压缸的有杆腔相连接，一对液压缸的有杆腔还与第二和第三开关阀的输入端相连接，第二开关阀输出端经另一个节流阀和滤油器接入油箱、第三开关阀直接经滤油器接入油箱，所述第一和第二开关阀均为数字式电液比例阀。

所述数字式电液比例阀由高速开关阀作为先导级连接插装阀组合而成。

由于在上述刹车系统中采用数字式电液比例阀替代第一和第二开关阀，而数字式电液比例阀可以通过PWM控制它的通断，根据主轴转速与时间的关系，改变PWM的脉宽，使液压缸内的油压得到调节，进而使刹车力矩的大小得到调节，这将使转速按预定的刹车曲线变化，实现平稳刹车；由于实现平稳刹车，因此能够减小机械的振动、减少刹车片的磨损。

附图说明

附图是本实用新型风力发电机组柔性刹车系统的液压原理图。

图中1.刹车盘，2.刹车片，3.液压缸，4.开关阀，5.数字式电液比例阀，6.节流阀，7.滤油器，8.油箱，9.数字式电液比例阀，10.节流阀，11.电机，12.油泵，13.滤油器，14.安全阀，15.蓄能器，16.蓄能器。

具体实施方式

附图中，刹车盘1设置在发电机组的主轴上，刹车片2位于刹车盘1的两侧且设置在液压缸3的有杆腔的杆端。液压缸3是由两个弹簧作为驱动力使刹车片2运动的液压缸，液压缸3的有杆腔设有液压油的进出口。液压油供给系统由油泵12、电机11、滤油器13、滤油器7、安全阀14和油箱8构成。由电机11驱动的油泵12的输出端连接安全阀14的输入端、其输出端接入油箱8。油泵12的输入端经滤油器13接入油箱8。液压油供给系统的油泵12的输出端连接蓄能器15，该输出端经节流阀10连接数字式电液比例阀9的输入端，该阀9的输出端连接蓄能器16、且通过油管与一对液压缸3的有杆腔进出口相连接。液压缸3的有杆腔进出口还与数字式电液比例阀5和开关阀4的输入端相连接。数字式电液比例阀的输出端经节流阀6和滤油器7接入油箱。开关阀4直接经滤油器7接入油箱8，开关阀4主要作刹车制动缸泄荷，即在刹车过程中，数字式电液比例阀9和5出现故障，致使系统压力不能调节，或者出现紧急状况，需要紧急停机时，开关阀4投入使用，使系统紧急泄荷实现紧急刹车。数字式电液比例阀5和9均由高速开关阀作为先导级连接插装阀组合而成，这使得该阀既具备了高速开关阀工作可靠，结构简单，价格低廉，稳定性好等优点，又可以实现大流量的控制。由于数字式电液比例阀5和9通过PWM控制其通断，因此可以根据主轴转速与时间的关系，改变PWM的脉宽，使液压缸3内的油压得到调节，进而使刹车力矩的大小得到调节，这将使转速按预定的刹车曲线变化，实现平稳刹车。由于刹车力是以一种可以控制的方式施加到刹车盘1上的，因此该可控刹车过程是柔性的。在该过程中刹车片2首先接触到刹车盘1，但是刹车的力矩会以缓慢的可控的方式增加，柔性方式的过程是转速平滑而缓慢降低的过程。这种独特的柔性刹车方式，可以明显克服刹车过程，力矩波动过大引起的机械振动和应力集中等有害因素，从而提高了风力发电机组的稳定性，减少了维护的费用，增加了风力发电机组的寿命。风力发电机组正常工作时，数字式电液比例阀9保持开状态，开关阀4保持闭状态，液压油从油泵12流经节流阀9、数字式电液比例阀9流到两个液压缸3，使刹车片2与刹车盘1相分离。当需要刹车信号时根据工况，与设定的速度时间曲线比较，如果高于预定速度，则降低数字式电液比例阀9的通电时间，增加数字式电液比例阀5的断电时间，使油缸3的压力降低，在油缸3内弹簧作用下，刹车片2夹紧刹车盘1在摩擦阻力的作用下实现刹车，由于油缸3内油压的降低，在蓄能器16和节流阀10的作用下会延迟液压油向油箱8内流动，保持油压以缓慢的速度降低，实现柔性刹车；如果低于预定速度，则增加数字式电液比例阀9的通电时间，减少数字式电液比例阀5的断电时间，使油缸3的压力上升，这样迫使油缸3内弹簧受压，刹车片2脱离刹车盘1，由于油缸3内油压的上升，在蓄能器16和节流阀6的作用下会延迟液压油回到油箱8内，保持油压以缓慢的速度上升。