[发明专利]用于操作风轮机的制动器的液压系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于风轮机的液压系统。更具体地，本发明涉及一种用于操作风轮机的制动器的液压系统和一种通过这种液压系统控制风轮机的制动器的方法。

背景技术

风轮机(也被称为是“风力涡轮发电机”或者WTG)通常在它的传动系上配有机械制动器，用于使风轮机的转子停止并且使风轮机保持这种停机(也就是停止)状态。例如这在检修和维护操作期间可能是必需的。尽管很多风轮机包括能够被控制以使它们的转子停止(也称为怠机)的变桨距机构，出于安全的原因例如紧急停机，机械制动器仍然被需要。

通常被使用的两种类型的机械制动器是盘式制动器和离合器制动器。盘式制动器包括一个与传动系中的轴连接的盘和一个或者多个液压驱动的卡钳，所述卡钳构造成通过制动垫向所述盘施加摩擦力。摩擦产生与盘的运动方向相反的制动扭矩，从而使传动系和转子减速。离合器制动器包括制动垫，制动垫通过弹簧被预紧到制动位置，但是压缩空气或者液压流体通常被用来克服弹簧的作用并且释放制动垫。

在控制机械制动器的液压系统的设计中的挑战之一是出于安全的原因能够快速地制动。例如，常规的控制盘式制动器的液压系统通常包括通向制动器的供给管路和一个或者多个设置在这些管路上的电驱动阀。管路在正常操作期间保持有加压流体，从而当阀被开启时制动器可快速制动。虽然这种系统可以在需要时提供制动器的快速制动，这里也存在风险，即制动器可能在不需要的时候无意地制动。例如，在通向制动器的供给管路中的阀中的一个可能泄漏。在多个阀的一个中，随着时间的过去即使一个小泄漏也会导致压力的增加从而使得制动器启动。

此外，在供给管路中用于控制制动器启动的阀通常是常开阀(也就是预紧到打开位置的阀)。在工作期间，阀被电设置成关闭位置从而防止加压流体在制动器处增大压力。电源切换到“关闭”来打开阀并且使制动器制动。因为制动器只是偶尔启动，阀非常依赖于电源的接通。这种设置有可能产生可靠性问题。

因而，完全考虑到安全的顾虑并且使得无意启动的风险最小的、用于控制机械制动器的液压系统是很被期待的。

发明内容

公开了一种用于控制风轮机中制动器的液压系统。液压系统基于一种制动方法，其中通过减少或者消除压力增加的可能防止在风轮机运行期间制动器被启动。具体地，在液压系统中的加压工作流体被阻止供给到制动器，并且泄漏到制动器中的工作流体被排出。然后通过将加压工作流体供给制动器并且防止其被排出，从而导致压力增加，制动器被启动。

在一个实施例中，所述制动器包括盘片和构造成给所述盘片施加摩擦力的至少一个卡钳。所述液压系统包括：泵系统；将所述泵系统流体地连接到所述至少一个卡钳的供给管路；流体地连接到所述供给管路的第一累积器；设置在第一累积器的下游的供给管路中的第一启动阀；将所述至少一个卡钳流体地连接到所述泵系统的排出管路；和设置在所述排出管路中的第一排出阀。如这里所使用的，术语“下游”和“上游”通常用于参照流体流过液压系统的方向来表示部件彼此相对的位置关系。

第一启动阀可以常闭并且第一排出阀可以常开。与上面提及的制动方法一致，这种布置防止在卡钳处压力增加并且在风轮机工作期间制动器无意的启动。换句话说，风轮机可以不被由于泄漏和其他不希望的故障导致的制动器启动所影响。当希望启动制动器时，能够通过打开第一启动阀来完成，将储存在第一累积器中的加压工作流体释放到供给管路中，并且关闭第一排出阀。这在卡钳处使得压力增加从而它们移动与盘片接触。

在启动后，第一启动阀可以关闭并且通过制动器风轮机保持停止状态(停机)。例如这可以通过来自第二累积器的压力来实现，第二累积器与位于第一启动阀的下游的供给管路流体地连接。不需要第一启动阀保持开启而使风轮机保持在停止状态还能够测试第一启动阀。在一个测试方法中，当液压系统使风轮机保持在停止状态时，第一启动阀移回打开位置。第一排出阀也打开，在供给管路中的压力被监测。如果这导致压力下降，第一启动阀被证实正在工作。

最后通过关闭第一启动阀(如果还没有关闭)、打开第一排出阀、并且启动泵系统对第一累积器再加压，制动器可以被释放。

在又一个实施例中，第二启动阀与第一启动阀平行设置。第一和第二启动阀具有对应的第一和第二电源，但是可以被同时启动/控制。“故障安全”设置具有如下益处，即如果启动阀中的一个或者它们的电源故障，流体也能够流到卡钳。第一启动阀本身、第一和第二启动阀的结合和其他控制制动器启动的装置/设置通常可以被称为“启动装置”。

根据下面的描述，这些和其他实施例将变得更加显而易见。

附图说明