[发明专利]电磁制动装置、系统及制动方法

说明书

本公开提出了电磁制动装置、系统及制动方法，电磁制动装置，应用于风力发电机组变桨系统，包括：安装在轮毂总成上的刹车制动器与变桨制动盘；桨叶受风载产生的扭转力矩由变桨齿轮箱对变桨轴承内齿的锁紧力矩及刹车制动器的锁紧力矩共同分担。本公开电磁制动装置中桨叶上的风载力矩不再只由变桨驱动齿轮承担，变桨刹车制动器起到了力矩分流作用，降低了齿面接触力，减少了轮齿间的磨损量，提高了变桨轴承和变桨驱动的使用寿命。

技术领域

本公开涉及变桨技术领域，特别是涉及电磁制动装置、系统及制动方法。

背景技术

在电动变桨系统中，为实现预定的发电功率和叶轮转速，变桨系统通过控制变桨电机转动使桨叶到达指定位置，并通过变桨驱动齿轮与变桨轴承内齿轮的啮合实现变桨位置的固定。由于补偿温度引起的变形、加载后的变形、加工误差、安装误差以及储存润滑油的需要，变桨轴承内齿与变桨驱动齿轮的两个非工作齿面之间留有一定的侧隙。由于部件数量多，很多相关装配尺寸的偏差都会影响到齿轮副侧隙。随着运行时间的增加，齿面之间产生的磨损，也会使齿轮副间的侧隙越来越大。

从装配经验和风电机组实际运行情况来看，若侧隙过大，当变桨驱动频繁换向时，会引起齿轮间的冲击，引起机组过大的振动和噪声，导致齿面间磨损量的增加以及传动精度的降低，甚至引起齿轮副的磨损失效。当变桨动作完成后，变桨系统控制伺服电机刹车抱死，通过变桨驱动齿轮与变桨轴承内齿轮的啮合实现变桨位置的固定。由于齿轮侧隙的存在，当桨叶因受风载产生抖动时，轮齿间会产生冲击和齿面磨损，并导致发电机组在运行时产生振动和噪声。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开的实施例子一个方面是提供了应用于风力发电机组变桨系统的电磁制动装置，能够减少齿轮副齿面上的磨损量，提高齿轮的使用寿命，避免在桨叶抖动和变桨驱动频繁换向时，引起机组过大的振动和噪声。

为了实现上述目的，本公开采用以下技术方案：

一种电磁制动装置，应用于风力发电机组变桨系统，包括：

安装在轮毂总成上的刹车制动器；

其中，桨叶受风载产生的扭转力矩由变桨齿轮箱对变桨轴承内齿的锁紧力矩及刹车制动器的锁紧力矩共同分担。

作为本公开进一步的技术方案，电磁制动装置还包括变桨制动盘，所述变桨制动盘安装在变桨轴承内圈与桨叶法兰面之间。

作为本公开进一步的技术方案，防雷碳刷中碳刷与所述变桨制动盘内圈接触，完成防雷工作。

作为本公开进一步的技术方案，所述轮毂总成的腹板上设有凸台结构，用于安装刹车制动器。

作为本公开进一步的技术方案，所述刹车制动器为电磁制动器。

本公开的实施例子还公开了一种电磁制动装置的控制系统，包括变桨控制器，所述变桨控制器通过I/O输入输出模块分别连接至刹车制动器及变桨驱动电机的刹车设备，所述刹车制动器的制动动作由变桨控制器控制，其制动动作与变桨驱动电机的刹车设备同步进行。

作为本公开进一步的技术方案，所述控制器给定子线圈通电，定子产生的磁力牵引变桨制动盘压向摩擦片，完成制动。

作为本公开进一步的技术方案，所述变桨控制器及I/O输入输出模块均设置在变桨控制柜内，所述变桨控制柜内还设置有电池，电池分别连接至充电器、整流器及变桨控制器，所述充电器利用所连接的电网为电池充电，所述整流器连接至变频器，所述变频器控制变桨电动机工作。

本公开的实施例子还公开了应用于风力发电机组变桨系统的电磁制动方法，包括：

桨叶受风载产生扭转力矩时，所产生的扭转力矩由变桨齿轮箱对变桨轴承内齿的锁紧力矩及刹车制动器的锁紧力矩共同分担；

当变桨动作完成后，给定子线圈通电，定子产生的磁力牵引变桨制动盘压向摩擦片，完成制动过程。