CN102536664A - 风力发电机气动变桨制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种风力发电机气动变桨制动系统，风叶通过风叶轴可旋转地安装于发电机的轮毂上，轮毂与转子轴相接，转子轴的一侧设置有盘式制动器，所述的气动变桨制动系统位于轮毂的前端，包括同步盘驱动机构、同步盘、与同步盘相接的变桨连接转臂，变桨连接转臂与风叶的风叶轴相接，带动风叶变桨制动。本发明采用气动变桨制动系统，反应快速，适用于恶劣的环境，不易受环境的影响，不怕潮湿、灰尘、振动和过冷过热的环境，另外，传动机构传动简单，传动力直接，使故障率大大降低，保证了发电机的发电安全。本发明充气时风力发电机正常工作，放气时，制动或变桨，有效防止突然断电或放气使风力发电机失去控制，变桨与制动系统可手动或PLC自动控制，互相配合，使风力发电机安全平稳工作。

Description

风力发电机气动变桨制动系统
技术领域
本发明涉及一种风力发电机的风叶转速控制装置，特别是一种能够控制风力发电机的风叶根据风向和风力进行调整或者紧急刹车的气动变桨系统。
背景技术
随着经济的不断发展，人们对能源的需求越来越大，不可再生资源的储备量受到严重的威胁，因而人们逐渐将目光转向可再生资源，风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，因而促使风力发电机的不断创新，风力发电机最重要的部件便是直接与风能接触，为发电机提供动力的风叶，为了能够更好的适应各种风向，保证风力发电机的安全以及使用寿命，现有的风力发电机大多通过液压系统对风叶进行控制，液压控制系统容易受温度的影响，不适用于过冷或过热的环境，而且使用寿命较低，经常出现漏油等故障，不能够保证风力发电机的安全。专利号为：201020249951.X，专利名称为：风力发电机气动变桨制动系统的发明专利介绍了一种采用气动变桨的方式对风力发电机进行控制的制动系统，解决了液压制动的缺点，但是上述专利存在传动机构复杂，传动路程较长的缺点。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种传动结构简单，传动直接的故障率低的风力发电机气动变桨制动系统。
本发明的技术方案为：一种风力发电机气动变桨制动系统，风叶通过风叶轴可旋转地安装于发电机的轮毂上，轮毂与转子轴相接，转子轴的一侧设置有盘式制动器，所述的气动变桨制动系统位于轮毂的前端，包括同步盘驱动机构、同步盘、与同步盘相接的变桨连接转臂，变桨连接转臂与风叶的风叶轴相接，带动风叶变桨制动。
优选的是：所述的同步盘驱动机构包括固装于轮毂前端的气缸，气缸内部设置有活塞和活塞杆，活塞杆伸出气缸的一端与同步盘相接，活塞杆外部套装有复位弹簧，气缸的软气管通过转子轴与气动系统相接。
优选的是：所述的活塞杆设置有花键、所述的气缸上设置有花键套。
优选的是：所述的同步盘驱动机构包括固装于同步盘上的气缸，气缸内部设置有活塞和活塞杆，活塞杆伸出气缸的一端与转子轴固接，活塞杆外部套装有复位弹簧，转子轴内部和活塞杆内部为与气动系统相接的气路。
优选的是：所述的活塞杆设置有花键、所述的同步盘上设置有花键套。
优选的是：所述的同步盘驱动机构包括固装于转子轴上的活塞杆和活塞，活塞的外部设置有气缸，气缸壁为同步盘，同步盘的另一端设置有复位装置。
优选的是：所述的复位装置包括安装于轮毂上的支承座，位于支承座上的花键套，花键套与花键配合，花键的一端固装于同步盘上，花键的外部套装有复位弹簧。
优选的是：所述的同步盘驱动机构包括气缸、与气缸相接的推拉杆，推拉杆穿过转子轴与同步盘相接，转子轴内部的推拉杆上套装有复位弹簧。
优选的是：所述的气缸通过联轴器与推拉杆相接。
优选的是：所述的气动系统位于地面，通过软气管与同步盘驱动机构相接，软气管上设置有电磁阀，电磁阀与信号控制器相接，信号控制器与风速仪、位于发电回路的电压传感器相接。
本发明的有益效果为：本发明采用气动变桨制动系统，反应快速，适用于恶劣的环境，不易受环境的影响，不怕潮湿、灰尘、振动和过冷过热的环境，另外，传动机构传动简单，传动力直接，使故障率大大降低，保证了发电机的发电安全。本发明充气时风力发电机正常工作，放气时，制动或变桨，有效防止突然断电或放气使风力发电机失去控制，变桨与制动系统可手动或PLC自动控制，互相配合，使风力发电机安全平稳工作。
附图说明
图1为本发明第一实施例的结构示意图
图2为本发明第二实施例的结构示意图
图3为本发明第三实施例的结构示意图
图4为本发明第四实施例的结构示意图
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体实施方式：
一种风力发电机气动变桨制动系统，风叶1通过风叶轴2可旋转地安装于发电机3的轮毂4上，轮毂4与转子轴5相接，转子轴5的一侧设置有盘式制动器6，所述的气动变桨制动系统位于轮毂4的前端，包括同步盘驱动机构、同步盘7、与同步盘7相接的变桨连接转臂8，变桨连接转臂8与风叶的风叶轴2相接，带动风叶1变桨制动。所述的气动系统位于地面，通过软气管13与同步盘驱动机构相接，软气管13上设置有电磁阀，电磁阀与信号控制器相接，信号控制器与风速仪、位于发电回路的电压传感器(位于风力发电机转子上的转速传感器)相接相接。制动系统为盘式制动器，制动距离短、时间短、快捷灵敏，制动时的方向稳定性好，制动平顺性好，散热性好，调整方便，使用寿命长。
具体实施例1：所述的同步盘驱动机构包括固装于轮毂4前端的气缸9，气缸9内部设置有活塞10和活塞杆11，活塞杆11伸出气缸9的一端与同步盘7相接，活塞杆11外部套装有复位弹簧12，气缸9的软气管13通过转子轴5与气动系统相接。所述的活塞杆11设置有花键14、所述的气缸9上设置有花键套15，起导向作用。气动变桨制动系统改为前置式，气缸9放置在轮毂4前端，固定在轮毂4上充气时，气体从气源通过软气管13，进入气缸9中，气体推动活塞10，活塞杆11推动同步盘7动作，改变风叶角度，实现变桨。减少了发电机后部的传动系统，结构简单，安装简易。
具体实施例2：所述的同步盘驱动机构包括固装于同步盘7上的气缸9，气缸9内部设置有活塞10和活塞杆11，活塞杆11伸出气缸9的一端与转子轴5固接，活塞杆11外部套装有复位弹簧12，转子轴5内部和活塞杆11内部为与气动系统相接的气路。所述的活塞杆11设置有花键14、所述的同步盘7上设置有花键套15。气动变桨系统改为前置式，气缸9放置在轮毂4前端，气缸9固定在同步盘7上，充气时，气体从气源通过软气管13进入气缸9，由于活塞10固定，气体推动气缸9动作，带动同步盘7动作，改变风叶角度，实现变桨。
具体实施例3：所述的同步盘驱动机构包括固装于转子轴5上的活塞杆11和活塞10，活塞10的外部设置有气缸9，气缸壁为同步盘7，同步盘7的另一端设置有复位装置。所述的复位装置包括安装于轮毂上的支承座16，位于支承座16上的花键套15，花键套15与花键14配合，花键14的一端固装于同步盘7上，花键14的外部套装有复位弹簧12。气动变桨系统改为前置式，气缸9放置在轮毂4前端，气缸9固定在同步盘7上，复位弹簧12置于气缸9外部，转子轴5前端伸出，相当于活塞杆11，充气时，气体通过软气管13进入气缸9，由于活塞10固定，气体推动气缸9动作，带动同步盘7动作，改变风叶角度，实现变桨。
具体实施例4：所述的同步盘驱动机构包括气缸9、与气缸9相接的推拉杆17，推拉杆17穿过转子轴5与同步盘7相接，转子轴5内部的推拉杆17上套装有复位弹簧12。所述的气缸9通过联轴器18与推拉杆17相接。
充气时，气体通过软气管13进入气缸9，气缸活塞杆推动联轴器18与推拉杆17动作，带动同步盘7动作，改变风叶角度，实现变桨。
优点：①节省轮毂内部空间；②复位弹簧不受空间限制，可适当加长，增大了回复力。

Claims (10)

1.一种风力发电机气动变桨制动系统，风叶(1)通过风叶轴(2)可旋转地安装于发电机(3)的轮毂(4)上，轮毂(4)与转子轴(5)相接，转子轴(5)的一侧设置有盘式制动器(6)，其特征在于：所述的气动变桨制动系统位于轮毂(4)的前端，包括同步盘驱动机构、同步盘(7)、与同步盘(7)相接的变桨连接转臂(8)，变桨连接转臂(8)与风叶的风叶轴(2)相接，带动风叶(1)变桨制动。
2.如权利要求1所述的风力发电机气动变桨制动系统，其特征在于：所述的同步盘驱动机构包括固装于轮毂(4)前端的气缸(9)，气缸(9)内部设置有活塞(10)和活塞杆(11)，活塞杆(11)伸出气缸(9)的一端与同步盘(7)相接，活塞杆(11)外部套装有复位弹簧(12)，气缸(9)的软气管(13)通过转子轴(5)与气动系统相接。
3.如权利要求2所述的风力发电机气动变桨制动系统，其特征在于：所述的活塞杆(11)设置有花键(14)、所述的气缸(9)上设置有花键套(15)。
4.如权利要求1所述的风力发电机气动变桨制动系统，其特征在于：所述的同步盘驱动机构包括固装于同步盘(7)上的气缸(9)，气缸(9)内部设置有活塞(10)和活塞杆(11)，活塞杆(11)伸出气缸(9)的一端与转子轴(5)固接，活塞杆(11)外部套装有复位弹簧(12)，转子轴(5)内部和活塞杆(11)内部为与气动系统相接的气路。
5.如权利要求4所述的风力发电机气动变桨制动系统，其特征在于：所述的活塞杆(11)设置有花键(14)、所述的同步盘(7)上设置有花键套(15)。
6.如权利要求1所述的风力发电机气动变桨制动系统，其特征在于：所述的同步盘驱动机构包括固装于转子轴(5)上的活塞杆(11)和活塞(10)，活塞(10)的外部设置有气缸(9)，气缸壁为同步盘(7)，同步盘的另一端设置有复位装置。
7.如权利要求6所述的风力发电机气动变桨制动系统，其特征在于：所述的复位装置包括安装于轮毂上的支承座(16)，位于支承座(16)上的花键套(15)，花键套(15)与花键(14)配合，花键(14)的一端固装于同步盘(7)上，花键(14)的外部套装有复位弹簧(12)。
8.如权利要求1所述的风力发电机气动变桨制动系统，其特征在于：所述的同步盘驱动机构包括气缸(9)、与气缸(9)相接的推拉杆(17)，推拉杆(17)穿过转子轴(5)与同步盘(7)相接，转子轴(5)内部的推拉杆(17)上套装有复位弹簧(12)。
9.如权利要求8所述的风力发电机气动变桨制动系统，其特征在于：所述的气缸(9)通过联轴器(18)与推拉杆(17)相接。
10.如权利要求1-9任意一项所述的风力发电机气动变桨制动系统，其特征在于：所述的气动系统位于地面，通过软气管(13)与同步盘驱动机构相接，软气管(13)上设置有电磁阀，电磁阀与信号控制器相接，信号控制器与风速仪、位于发电回路的电压传感器相接。
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