CN102192088A - 一种用于垂直轴风力发电机的制动装置及其制动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于垂直轴风力发电机的制动装置及其制动方法。用于垂直轴风力发电机的制动装置由与发电机转子连接的制动盘、安装于固定转轴上的制动器支架以及安装于上述制动器支架上的机械制动器组成。用于垂直轴风力发电机的制动装置的制动方法，当需要制动时，机械制动器合上钳口，使得上、下摩擦片压在制动盘上，使发电机转子制动；当需要解除制动时，机械制动器张开钳口，使发电机转子可以转动。本发明的用于垂直轴风力发电机的制动装置和采用该制动装置的制动方法，避免了高风速情况下的紧急停机，不仅提高了垂直轴风力发电机的安全性，而且也避免了对电网造成过大的冲击。

Description

一种用于垂直轴风力发电机的制动装置及其制动方法
技术领域
本发明涉及一种用于垂直轴风力发电机的制动装置，同时也涉及该制动装置的制动方法。
背景技术
风能是水能之外最具规模应用前景的可再生能源，受到世界各国的高度重视。
风力发电机按旋转轴的方向来分，可分为水平轴和垂直轴两种。目前被广泛应用的是水平轴风力发电机，但其存在结构复杂，制造和维护费用较高等缺点。相比之下，经过改进的垂直轴风力发电机具有启动风速较低、风能利用率较高和低噪声等优点，具有更加广阔的市场应用前景。
在风力发电机使用过程中，为了避免风力突然增大而给机组运行带来危害，需要采取一定的制动措施。在现有的大型水平轴风力发电机中，可以通过偏航系统、空气动力刹车、机械刹车等手段来进行制动。由于垂直轴风力发电机在强风时无法通过偏航来减小迎风面积，所以需要制动扭矩更加大的制动装置来保证其安全性。
为了解决垂直轴风力发电机的制动难题，人们提出了一些机械制动的解决方案。例如在申请号为200910003965.5的中国发明专利申请中，公开了一种用于垂直轴的制动装置及其制动方法。它包括与发电机的转子轴或风轮垂直轴连接的刹车装置，以刹车电磁阀控制的刹车制动臂或刹车制动闸、摩擦片。刹车装置是刹车箍、刹车碟或刹车盘，还包括安全销和控制该安全销的安全电磁阀。当风速超过最大发电机风速需要刹车时，启动刹车电磁阀，控制刹车制动臂或刹车制动碟，通过摩擦片作用，使风机刹车。当风速低于刹车风速而不需刹车时，刹车电磁阀关闭，控制刹车制动臂或刹车制动碟，保持初始状态。
发明内容
本发明的目的在于提供另一种用于垂直轴风力发电机的制动装置。
本发明的目的还在于提供一种使用该用于垂直轴风力发电机的制动装置的制动方法。
为实现上述的发明目的，本发明的用于垂直轴风力发电机的制动装置由与发电机转子连接的制动盘、安装于固定转轴上的制动器支架以及安装于上述制动器支架上的机械制动器组成。所述制动盘与发电机转子同轴。所述机械制动器是钳盘式液压制动器或者气动制动器，其钳口上、下均有刹车片，制动盘的摩擦部分插入到上、下刹车片之间。
本发明的用于垂直轴风力发电机的制动装置，其中所述机械制动器可以是一个或者多个，采用多个机械制动器时以发电机的旋转中心轴线对称分布。
本发明还提供一种使用本发明的用于垂直轴风力发电机的制动装置的制动方法，当需要制动时，机械制动器合上钳口，使得上、下摩擦片压在制动盘上，使发电机转子制动；当需要解除制动时，机械制动器张开钳口，使发电机转子可以转动。
本发明的用于垂直轴风力发电机的制动装置和采用该制动装置的制动方法，避免了高风速情况下的紧急停机，不仅提高了垂直轴风力发电机的安全性，而且也避免了对电网造成过大的冲击。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1为采用本发明所提供的制动装置的垂直轴风力发电机的剖视图；
图2为沿制动盘的圆周设置的多个机械制动器的分布示意图。
具体实施方式
现有的水平轴风力发电机在风速超过预定的安全范围后，需要通过偏航等方式降低风轮的转速，特别是在风速达到较大时，往往在偏航后由安装在传动轴上的紧急制动闸等进行强制停机以实现自我保护。垂直轴风力发电机在大风时不能进行偏航降低迎风面积以减轻机械制动装置的制动力要求，而是需要通过机械制动、提高发电机发电制动扭矩来降低和限制转速，从而控制风轮输入扭矩的方法来对机组进行保护。当风力发电机的风轮输入扭矩大于风力发电机发电制动扭矩极限后，必须由机械制动来提供额外的制动力来控制发电机转速不超过安全运行的最大转速。极端的情况是发电机故障或者电网故障不能输出电能时，需要由机械制动装置对发电机进行紧急制动至停止，以实现自我保护。
如图1，垂直轴风力发电机可采用外转子无铁心的永磁发电机结构。风轮可直接驱动外转子旋转发电。作为直驱式风力发电机，其转速低，扭矩大，因此需要制动装置提供更大的扭矩。
本发明采用与外转子直接相连的制动盘，有利于扩大了制动盘的制动半径，提高制动扭矩。本发明还采用了多个对称分布的制动器，可以使得制动力矩与制动器的个数成正比，提高了制动扭矩。本发明采用钳盘式结构，钳口上、下均分布有摩擦片，制动盘摩擦部分插入到上、下摩擦片之间，使得制动力矩增加为单面摩擦结构的两倍。
如图1所示，在垂直轴风力发电机中，外环子盘式无铁心发电机的底部安装有截面为Z型的制动盘8。在制动盘的底部向外伸出的盘外侧安装有沿发电机圆周对称分布的机械制动器。该机械制动器可以是液压型的，也可以是气动型的。液压型制动器通过控制系统来控制液压泵的开启，使得该制动器的钳口开、合以及改变制动压力。气动型制动器通过控制系统来控制气管电磁阀门的开闭，调节气动制动器内部气压从而使得该制动器的钳口开、合以及改变制动压力，气源由空气压缩机提供。
如图2所示，有4个机械制动器沿圆周对称分布，实际上上述机械制动器可以采用一个或者多个。当采用多个机械制动器时，它们沿发电机制动盘关于发电机中心轴对称分布，并且通常关于发电机中心轴对称的两个制动器组成一组同时动作，以平衡制动力，降低部件的机械应力。
当采用多个机械制动器制动时，可根据制动力的需要，分组进行制动。例如图2中，如果所需的制动力较小，可只用上、下的一对制动器进行制动；当需要制动力较大时，则上、下、左、右四个制动器同时进行制动。其他情况以此类推。
以上对本发明所提供的用于垂直轴风力发电机的制动方法及制动装置进行了详细的说明。对本领域的技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下，对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯。

Claims (3)

1.一种用于垂直轴风力发电机的制动装置，其特征在于：所述制动装置由与发电机转子(3)连接的制动盘(8)、安装于固定转轴(1)上的制动器支架(7)以及安装于上述制动器支架上的机械制动器(9)组成，所述制动盘(8)与发电机转子同轴，所述机械制动器是钳盘式液压制动器或者气动制动器，其钳口上、下均有刹车片(6)，制动盘(8)的摩擦部分插入到上、下刹车片之间。
2.根据权利要求1所述的用于垂直轴风力发电机的制动装置，其特征在于：所述机械制动器(9)可以是一个或者多个，当采用多个机械制动器时，它们以发电机的旋转中心轴线对称分布。
3.一种采用权利要求1中制动装置的用于垂直轴风力发电机的制动方法，其特征在于：当需要制动时，机械制动器合上钳口，使得上、下摩擦片压在制动盘上，使发电机转子制动；当需要解除制动时，机械制动器张开钳口，使发电机转子可以转动。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103776598A (zh) * 2014-01-17 2014-05-07 日照市北业制动泵有限公司 钳盘式制动器真空密封性试验装置
CN108644065A (zh) * 2018-04-17 2018-10-12 深圳市奈士迪技术研发有限公司 一种基于物联网的安全可靠型风力发电设备
CN109905003A (zh) * 2019-04-16 2019-06-18 珠海市绿田机械有限公司 三相交流同步电机及电器设备

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103208953B (zh) * 2012-01-16 2016-05-04 北京能高自动化技术股份有限公司 永磁同步风力发电机组电阻制动设计方法
CN105156269A (zh) * 2015-09-25 2015-12-16 杭州恒龙新能源科技有限公司 垂直轴风机的手动刹车机构
CN109340049B (zh) * 2018-11-15 2024-03-19 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种风力发电制氢制动装置及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1322280A (zh) * 1998-08-13 2001-11-14 尼格麦康有限公司 调整风力涡轮机的倾角和停止其叶片转动的方法和装置
KR100810990B1 (ko) * 2006-10-18 2008-03-11 주식회사 에어로네트 제트 휠 방식의 수직축 터빈을 채용한 풍력발전시스템
CN101427023A (zh) * 2004-04-19 2009-05-06 北方动力系统公司 直接驱动的风力涡轮机
CN101514687A (zh) * 2009-04-10 2009-08-26 重庆大学 一种兆瓦级风力发电机组的刹车系统及控制方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87208277U (zh) * 1987-05-15 1988-03-02 张若林 风力发电机制动装置
JP2006316751A (ja) * 2005-05-16 2006-11-24 Takumi Hashizume ダリウス・サボニウス式風力発電装置
DE102006001613B4 (de) * 2006-01-11 2008-01-31 Repower Systems Ag Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage und Windenergieanlage
JP5307323B2 (ja) * 2006-06-22 2013-10-02 那須電機鉄工株式会社 風力発電機の回転子のブレーキ制御方法及び風力発電機
CN201198815Y (zh) * 2008-03-11 2009-02-25 扬州神州风力发电机有限公司 风力发电机的刹车装置
CN201250868Y (zh) * 2008-05-29 2009-06-03 台州本菱发动机制造工业有限公司 风力发电制动装置
CN101363418B (zh) * 2008-09-19 2010-12-01 北京清桦华丰科技股份有限公司 带制动装置的立轴式双组风车叶片风力发电设备
CN101482097B (zh) * 2009-01-21 2012-01-25 严强 一种用于垂直轴风力发电机的制动系统及其制动方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1322280A (zh) * 1998-08-13 2001-11-14 尼格麦康有限公司 调整风力涡轮机的倾角和停止其叶片转动的方法和装置
CN101427023A (zh) * 2004-04-19 2009-05-06 北方动力系统公司 直接驱动的风力涡轮机
KR100810990B1 (ko) * 2006-10-18 2008-03-11 주식회사 에어로네트 제트 휠 방식의 수직축 터빈을 채용한 풍력발전시스템
CN101514687A (zh) * 2009-04-10 2009-08-26 重庆大学 一种兆瓦级风力发电机组的刹车系统及控制方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103776598A (zh) * 2014-01-17 2014-05-07 日照市北业制动泵有限公司 钳盘式制动器真空密封性试验装置
CN108644065A (zh) * 2018-04-17 2018-10-12 深圳市奈士迪技术研发有限公司 一种基于物联网的安全可靠型风力发电设备
CN108644065B (zh) * 2018-04-17 2019-11-05 江苏昊诚电气科技有限公司 一种基于物联网的安全可靠型风力发电设备
CN109905003A (zh) * 2019-04-16 2019-06-18 珠海市绿田机械有限公司 三相交流同步电机及电器设备

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