CN101363403B - 立轴式风车离心杆式制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及立轴式风车制动装置，属于风力发电技术领域。该装置包括空心内轴、轴套、上制动盘、连接杆、下制动盘、摆动件、手制动器；该手制动器，包括连接杆定位支撑、传动连接杆、复位弹簧、限位圈、制动手柄，采用上述结构的立轴式风车制动装置，当风速超过额定风速时，离心力增大，摆动件向外张开，将下制动盘上推，实现制动，制动后转速下降，离心力减小，摆动件回落，制动取消，形成“制动-减速-加速-制动”的过程，将发电机的转速降低到额定转速，使发电机能正常工作，提高效率；本发明还将手动与自动制动结合起来，结构简单，便于操作，节约成本。

Description

立轴式风车离心杆式制动装置

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，特别涉及立轴式风车制动装置的结构设计。

背景技术

风力发电机有立轴式风力发电机与水平轴式风力发电机两种，现世界上一般采用水平轴式风力发电机，因水平轴式发电设备可以通过电子控制改变叶片迎风角来调整力矩和转速，使其保持相对稳定的输出功率，而立轴式风力发电设备在风速变化时不能改变叶片迎风角，也就不能调整力矩和转速，不能保持相对稳定的输出功率，这也是立轴式和水平轴式风力发电机的主要差别之一，

例如一台立轴式风力发电机，它的额定功率是1000W，额定风速是5-8M/S，转速是2转/S，力矩是500NM。当风速超过8M/S时，其力矩和转速都会增加，这时其输出功率就会大于1000W导致烧毁发电机，目前解决的办法就是关机停车，这样当风速不足时或者超过额定风速时，立轴式风车发电机就不能够正常使用，不仅浪费了资源，而且风力发电机的利用率也低，所以尽管这种立轴式风力发电机结构简单，但不利于广泛应用。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提供一种立轴式风车离心杆式制动装置，在风车上增加离心杆式制动装置，当风速超过额定风速时，离心杆式制动装置就会产生足够的离心力，推动制动器动作，将发电机的转速降低到额定转速、使其能够正常工作，延长工作时间，从而充分利用风力资源、使风力发电机使用率增加、提高效率。

为实现上述目的，本发明提供的立轴式风车离心杆式制动装置，其特征在于，该装置包括空心内轴、轴套、上制动盘、连接杆、下制动盘、摆动件、手制动器；该轴套套在该空心内轴外，该轴套与该空心内轴之间为轴承连接；该上制动盘的纵向截面为开有中心通孔的扁平矩形且套在该空心内轴外，该上制动盘的内侧壁和该空心内轴外壁通过键连接；该连接杆由横杆及与之两端垂直相连的纵杆组成，该横杆穿过该空心内轴通孔，该纵杆的下端面与上制动盘的上底面固定连接；该下制动盘纵向截面为∏形且上底开有中心通孔，套在该空心内轴外和轴套的端部，该下制动盘的内侧壁和该轴套的外壁通过键连接；该摆动件包括至少两套且对称均匀地安装的摆动杆和推杆，该摆动杆的一端，与该轴套上的转动件连接，该摆动杆的带有离心球的另一端，与该推杆上的转动件连接，该推杆的另一端与该下制动盘上的转动件连接。

本发明的特点和效果：采用本发明的结构，当风速超过额定风速时，离心杆式制动装置就会产生足够的离心力，推动制动器动作，将发电机的转速降低到额定转速、使其能够正常工作，提高效率，本发明还将手动制动与自动制动结合起来，结构简单，便于操作，节约成本。

附图说明

图1为本发明的风力发电机离心杆式制动装置实施例结构示意图。

图2为图1中内轴与上制动盘键连接A-A剖面示意图。

图3为图1中轴套与下制动盘键连接B-B剖面示意图。

具体实施方式

本发明提出的立轴式风车离心杆式制动装置结合附图及实施例详细说明如下：

本发明提供的立轴式风车离心杆式制动装置，其特征在于，该装置包括空心内轴、轴套、上制动盘、连接杆、下制动盘、摆动件、手制动器；该轴套套在该空心内轴外，该轴套与该空心内轴之间为轴承连接；该上制动盘的纵向截面为开有中心通孔的扁平矩形且套在该空心内轴外，该上制动盘的内侧壁和该空心内轴外壁通过键连接；该连接杆由横杆及与之两端垂直相连的纵杆组成，该横杆穿过该空心内轴通孔，该纵杆的下端面与上制动盘的上底面固定连接；该下制动盘纵向截面为∏形且上底开有中心通孔，套在该空心内轴外和轴套的端部，该下制动盘的内侧壁和该轴套的外壁通过键连接；该摆动件包括至少两套且对称均匀地安装的摆动杆和推杆，该摆动杆的一端，与该轴套上的转动件连接，该摆动杆的带有离心球的另一端，与该推杆上的转动件连接，该推杆的另一端与该下制动盘上的转动件连接。

所述手制动器可置于空心内轴内，该手制动器包括上下定位支撑、传动连接杆、复位弹簧、限位圈、制动手柄；该上下定位支撑分别固定在该空心内轴内的上下端部，该上下定位支撑中心有孔，该传动连接杆穿过该上下定位支撑中心的孔，该传动连接杆的上端固定在该上制动盘的连接杆上，该传动连接杆的下端固定有限位圈，该上制动盘的连接杆与该上连接杆定位支撑之间有复位弹簧，该复位弹簧套在该传动连接杆外；该制动手柄在该空心内轴内的一端与该传动连接杆最下端的转动件连接，另一端与空心内轴轴壁上的转动件连接并伸出该空心内轴外。

所述上制动盘的内侧壁和该空心内轴外壁之间，该下制动盘的内侧壁和该轴套的外壁之间，均可为整个圆周的或对称局部的键连接，该上制动盘与该空心内轴及该下制动盘与该轴套之间，没有相对转动。

实施例1

本实施例的结构如图1所示，该装置包括空心内轴1、轴套2、上制动盘3、连接杆4、下制动盘5、摆动件；所述空心内轴1为定轴，该轴套2套在空心内轴1外，该空心内轴1和轴套2间通过轴承连接，该上制动盘3的纵向截面为开有中心通孔的扁平矩形，该上制动盘3套在空心内轴1外，该上制动盘3的内侧壁和空心内轴1的外壁通过键连接；该连接杆4由横杆及与之两端垂直相连的纵杆组成，该横杆穿过空心内轴的通孔11，该纵杆的下端面与上制动盘3的上底面固定连接；该下制动盘5纵向截面为∏形，其上底开有中心通孔，套在中心内轴1外和轴套2的端部，该下制动盘5的内侧壁和轴套2的外壁通过键连接；该摆动件包括至少两套且对称均匀地安装的一端带离心球的摆动杆61和推杆62，该摆动杆61的一端，与轴套2上的转动件连接，该摆动杆61的带有离心球的另一端，与推杆62上的转动件连接，该推杆62的另一端与下制动盘5上的转动件连接。

所述上制动盘3与空心内轴1之间，下制动盘5与轴套2之间的连接结构，如图2、图3所示，均为整个圆周的键连接，该上制动盘3与空心内轴1之间，下制动盘5与轴套2之间，没有相对转动。

本实施例按下述方式进行工作：

当风速超过额定风速时，离心力增大，使带离心球的摆动杆61向外张开，推动推杆62，将下制动盘5上推，下制动盘5与上制动盘3接触，制动开始。由于制动，转速下降，离心力减小，带离心球的摆动杆61开始回落，制动取消；然后，转速又加快，再度制动，再度减速，形成“制动-减速-加速-制动”的过程，这样，在风速高于额定风速的情况下，不用停车，发电机也能将转速稳定在额定转速范围内，保证了发电机的正常工作。

实施例2

本实施例的结构如图1所示，该装置包括手制动器，该手制动器置于空心内轴1内，该手制动器包括上定位支撑71、下定位支撑72、传动连接杆73、复位弹簧74、限位圈75、制动手柄76；该上下定位支撑71、72分别固定在该空心内轴1内的上下端部，该上下定位支撑71、72中心有孔，该传动连接杆73穿过该上下定位支撑71、72中心的孔，该传动连接杆73的上端通过螺母固定在该上制动盘3的连接杆杆4上，该传动连接杆73的下端固定有限位圈75，该限位圈75顶在该下定位支撑72上，该上制动盘的连接杆4与该上连接杆定位支撑71之间有复位弹簧74，该复位弹簧74套在该传动连接杆73外，该制动手柄76一端与该传动连杆73最下端的转动件连接，另一端通过转动件与该空心内轴1轴壁上的孔12连接并伸出该空心内轴1外。

本实施例按下述方式进行工作：拉动制动手柄76，该手传动连杆73下行，带动该上制动盘3下降，与该下制动盘5接触，产生制动；松开该制动手柄76后，该复位弹簧74使该上制动盘3回到原位，制动取消。一般手动制动在维修或紧急情况下使用。本实施例的其它结构和工作过程，与实施例1相同。

Claims (3)

1.一种立轴式风车离心杆式制动装置，其特征在于，该装置包括空心内轴、轴套、上制动盘、连接杆、下制动盘、摆动件、手制动器；该轴套套在该空心内轴外，该手制动器置于该空心内轴内，该轴套与该空心内轴之间为轴承连接；该上制动盘的纵向截面为开有中心通孔的扁平矩形且套在该空心内轴外，该上制动盘的内侧壁和该空心内轴外壁通过键连接；该连接杆由横杆及与之两端垂直相连的纵杆组成，该横杆穿过该空心内轴通孔，该纵杆的下端面与上制动盘的上底面固定连接；该下制动盘纵向截面为∏形且上底开有中心通孔，套在该空心内轴外和轴套的端部，该下制动盘的内侧壁和该轴套的外壁通过键连接；该摆动件包括至少两套且对称均匀地安装的摆动杆和推杆，该摆动杆的一端，与该轴套上的转动件连接，该摆动杆的带有离心球的另一端，与该推杆上的转动件连接，该推杆的另一端与该下制动盘上的转动件连接。

2.如权利要求1所述的立轴式风车离心杆式制动装置，其特征在于，该手制动器包括上下定位支撑、传动连接杆、复位弹簧、限位圈、制动手柄；该上下定位支撑分别固定在该空心内轴内的上下端部，该上下定位支撑中心有孔，该传动连接杆穿过该上下定位支撑中心的孔，该传动连接杆的上端固定在该上制动盘的所述连接杆上，该传动连接杆的下端固定有限位圈，该上制动盘的所述连接杆与该上定位支撑之间有复位弹簧，该复位弹簧套在该传动连接杆外；该制动手柄在该空心内轴内的一端与该传动连接杆最下端的转动件连接，另一端与空心内轴轴壁上的转动件连接并伸出该空心内轴外。

3.如权利要1所述的立轴式风车离心杆式制动装置，其特征在于，该上制动盘的内侧壁和该空心内轴外壁之间，该下制动盘的内侧壁和该轴套的外壁之间，均为整个圆周的或对称局部的键连接，该上制动盘与该空心内轴及该下制动盘与该轴套之间，没有相对转动。

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