[发明专利]一种风电机组用常闭式重锤增压电磁回位制动系统

说明书

一、技术领域：

本发明涉及一种风力发电机组用常闭式重锤增压电磁回位制动系统。这种常闭式重锤增电磁回位制动系统尤其适应于中大型变桨距风力发电机组，也适应于其它类型的风力发电机组和机械设备。

二、背景技术：

人类为了改变能源结构，尽快地采用清洁能源服务人类，风力发电技术正在迅速的发展。随着这一技术的发展，为了提高风力发电机组的发电效率，液压传动与控制系统在叶轮偏航的控制中得到了广泛的应用。

在现有的叶轮偏航控制中，主要是要保证在风力发电机工作时对机舱的稳定制动，和当叶轮偏航运动时对机舱旋转的稳定阻尼力，确保机舱的平定转动。为了达到这一功能，人们采用了液压控制的钳式制动器来满足其使用要求。在现有技术的这类液压制动系统中，大都采用了开式制动器：即制动器是常开的，只有当液压系统给其柱塞的上腔供给高压油时，制动缸的柱塞在液压油的作用下，下移压紧制动片，制动固定了机舱，叶轮对准风向旋转，带动发电机发出电力；当风向发生了变化，需要叶轮偏航对准风向时，液压系统只能给制动缸的上腔供给低压油，使得机舱在一定的摩檫阻尼的作用下由偏航机构带动平稳地转到指定的位置。这种开式制动器系统要求液压控制系统在风电机组运行时长期动态保压运行，使得液压泵站的温度很高。在实际使用中经常发生泄漏，这种状态的直接后果就是：系统保压时间缩短---电机油泵频繁启动---电机油泵作功再转换成热能加热液压泵站；在系统被不断加热和电机油泵不断地启动中油液的粘度降低---系统的密封性能进一步降低；密封件加速老化和破坏，加上集成块与电磁阀和各外接接头的材料差异造成的不同的热膨胀使其原有的密封破坏，外泄增加。使得风场维护人员经常要停机检修和对其进行更换，严重地影响到了风场的发电效率。

三、  发明内容：

本发明的目的就是要研发出一种成本接近、简单可靠的、即能有效地保障在风力发电机组发电运转时对机舱的稳定制动，又能在机舱偏航时对机舱提供稳定的阻尼，确保机舱稳定回转的常闭式重锤增压电磁回位控制的偏航制动系统。

本发明的解决方法是：本制动系统由制动缸缸体1,柱塞2，制动弹簧3，两位三通电磁阀6，泄压油箱7，单向阀8，砝码9，增压柱塞10，增压缸筒11和电磁线圈12等组合而成。其特征是：制动弹簧3装在柱塞2的上平面与缸体1的顶部内平面之间；在两位三通电磁阀6的失电位，柱塞2与制动缸缸体1之间的上部容腔通过两位三通电磁阀6与增压缸筒11连接；在两位三通电磁阀6的得电位，柱塞2与制动缸缸体1之间的上部容腔通过两位三通电磁阀6与泄压油箱7连接。增压柱塞10由衔铁类材料制成，它的外部装有电磁线圈12。电磁线圈12的底部安装在增压缸筒11的上表面，它的上部表面与砝码9的下表面留有增压柱塞10的行程空间。其工作原理与过程是：在风电机组运行发电时，对机舱的稳定制动力由制动弹簧3和增压柱塞10提供的压力共同提供；在此种工况下，柱塞2与制动缸缸体1的上部容腔通过电磁阀6的失电位与增压缸筒11连接，由砝码9通过增压柱塞10作用产生的压力直接传递到了制动缸体内，作用在柱塞2上，与制动弹簧3的弹簧力叠加组成总的制动力，该作用力通过制动碲片稳定地对机舱制动。电磁线圈12也失电。当风向发生了变化，需要偏航对准风向，稍先于偏航电机启动，电磁阀6得电换向，切断了柱塞2与制动缸缸体1的上部容腔与增压缸筒11的连接，将柱塞2与制动缸缸体1的上部容腔的压力油与泄压油箱7连通，其压力释放；只留下制动弹簧3提供的制动力，在机舱偏航时对机舱提供稳定的阻尼，确保机舱稳定回转。与此同时，电磁线圈12也得电，推动增压柱塞10向上移动，并经由单向阀8从泄压油箱7吸进所需油脂。偏航结束，电磁阀6失电，柱塞2与制动缸缸体1的上部容腔与增压缸筒11接通，电磁线圈12也失电，增压柱塞10处于自由状态，由制动弹簧3提供的制动力加上由砝码9通过增压柱塞10产生的作用力，对机舱稳定制动。增压柱塞10作用产生的压力可通过增减砝码9来进行调节。因为偏航制动器的柱塞2在制动和偏航运动两种工况下移动量很小，不需要多大流量，而只需要通过压力的增减即可满足使用要求。

制动弹簧3可以是螺旋弹簧、碟簧和锥簧等各结构形式。可对泄压油箱7设置液位报警开关。

本发明改变现有的常开式高压制动系统为常闭式重锤增减压控制制动系统，它没有了能量消耗，没有温升，避免了可能因温升带来的泄漏。它比原有技术更加节能和可靠。更能确证风力发电机组的正常运转和发电效率及主机的工作环境不被油污污染。若在柱塞2与制动缸缸体1的上部容腔与增压缸筒11和泄压油箱7灌注粘度较高的流体，则更可靠有效。

四、  附图说明：