CN102619688A - 一种风力发电机组刹车制动控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风力发电机组刹车制动控制方法，包括步骤：1)在接收到风机主控系统发出的停机指令的情况下，启动气动刹车，进入步骤2)；2)若停机指令类型为维护停机，则进入步骤3)；否则，进入步骤4)；3)激活机械制动器，然后进入步骤4)；4)整个停机执行过程结束。本发明提供的风力发电机组刹车制动控制方法，在充分利用气动刹车的基础上，根据停机指令判断是否需要机械制动，从而合理控制机械制动器的启用，在保证机组安全的前提下减小制动器的磨损，同时减小甚至避免对机组其他零部件的破坏。本发明还公开了一种应用了上述控制方法的风力发电机组刹车制动控制装置。

Description

一种风力发电机组刹车制动控制装置及方法

技术领域

本发明涉及风力发电机组控制技术领域，特别涉及一种风力发电机组刹车制动控制装置及方法。

背景技术

为保障风力发电机组在运行过程中的安全，各类风机设计安全规范及认证要求中都明确指出风力发电机组：应有至少两个相互独立的制动系统，借助于它们可以在任何时候使风轮减速或实现静止；上述制动系统之一应在空气动力原理下运行，且直接作用在风轮上，至少提供的其中一个制动系统应在以风轮转速旋转的风力机零件(轮毂、轴)上起作用。其中：一种方法采用空气动力原理刹车，即通过改变风机叶片攻角以减小风能吸收最终使风机转速降低或停止；另一种方法采用机械刹车，即通过安装在风机传动链任意位置的装置使风机转速降低或停止。

由于大多采用的机械制动装置都采用摩擦制动方式，频繁启用机械刹车会加速制动器磨损，从而增加风机维护成本。同时，选择不同的机械制动器激活点也会对机组零部件造成不同程度的影响，当机组转速较高时机械制动器激活将对机组传动链产生较高冲击性载荷，使其他零部件特别是联轴器和弹性支撑等受到损伤甚至破坏。因此，机械制动器可以保护机组的安全，亦会破坏机组的安全。

目前常用的制动过程是先投入气动刹车，当转速降低到一定程度后再激活机械制动装置使风力发电机完全停止转动。而根据实际使用情况，停机方式包括正常停机、维护停机等等，其中只有在维护停机的情况下，需要在气动刹车后进行机械制动使风力发电机完全停止转动，以便于维护人员进入机组内部进行检修；在其他的停机方式下，气动刹车后风机转速较低，无需激活机械制动器也能使风机缓慢停止，从而避免了对装置的磨损。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个发明目的在于提供一种风力发电机组刹车制动控制方法，合理控制机械制动器的启用，在保证机组安全的前提下减小制动器的磨损，同时减小甚至避免对机组其他零部件的破坏。

在上述风力发电机组刹车制动控制方法的基础上，本发明还提供了一种风力发电机组刹车制动控制装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种风力发电机组刹车制动控制方法，包括步骤：

1)在接收到风机主控系统发出的停机指令的情况下，启动气动刹车，进入步骤2)；

2)若停机指令类型为维护停机，则进入步骤3)；否则，进入步骤4)；

3)激活机械制动器，然后进入步骤4)；

4)整个停机执行过程结束。

优选的，在所述步骤1)中，启动气动刹车具体包括，控制各叶片按照不同停机模式下的变桨指令动作朝指定目标角度顺桨。

优选的，在所述步骤1)之后，该方法还进一步包括步骤：

A)判断所有叶片是否均顺桨到各停机模式指定角度，如果是，则进入步骤2)；如果否，则进入步骤B)；

B)判断所有叶片是否均停止顺桨动作，如果是，则进入步骤C)；如果否，则进入步骤1)；

C)更改停机指令为维护停机，然后进入步骤3)。

优选的，在所述步骤B)中判断所有叶片是否均停止顺桨动作，结果为是的情况下，输出故障信号。

优选的，所述故障信号具体为指示灯。

优选的，所述故障信号具体为蜂鸣。

一种风力发电机组刹车制动控制装置，包括：

气动刹车模块，用于根据风机主控系统发出的停机指令，启动气动刹车；

停机指令判断模块，用于判断停机指令的类型；

机械制动模块，用于在停机指令类型为维护停机的情况下，激活机械制动器。

优选的，所述气动刹车模块具体为控制各叶片按照不同停机模式下的变桨指令动作朝指定目标角度顺桨。

优选的，还包括：

叶片顺桨角度判断模块，用于判断所有叶片是否均顺桨到各停机模式指定角度；

叶片顺桨动作判断模块，用于判断所有叶片是否均停止顺桨动作；

故障判断模块，用于在判断所有叶片均停止顺桨动作的情况下，更改停机指令为维护停机。

优选的，所述故障判断模块，在判断所有叶片均停止顺桨动作的情况下，还输出故障信号。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的风力发电机组刹车制动控制方法，在充分利用气动刹车的基础上，根据停机指令判断是否需要机械制动，从而适时地投入机械刹车可有效地保护机组的安全；可以减少机械制动器的使用频率，减少机械磨损，延长使用寿命；利用气动刹车将转速降到最低程度时再启用机械刹车，可将刹车动作对机组其它零部件的冲击降到最低，降低机械刹车对机组的损害。

本发明还提供了一种应用了上述控制方法的风力发电机组刹车制动控制装置，合理控制机械制动器的启用，在保证机组安全的前提下减小制动器的磨损，同时减小甚至避免对机组其他零部件的破坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的风力发电机组刹车制动控制方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的风力发电机组刹车制动控制方法的改进图。

具体实施方式

本发明公开了一种风力发电机组刹车制动控制方法，合理控制机械制动器的启用，在保证机组安全的前提下减小制动器的磨损，同时减小甚至避免对机组其他零部件的破坏。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例提供的风力发电机组刹车制动控制方法，包括：

步骤S01：在接收到风机主控系统发出的停机指令的情况下，启动气动刹车，进入步骤S02；

当风力发电机组由于各种原因需要进行刹车制动时，风机主控系统会发出各种停机指令，包括正常停机、维护停机等等，气动刹车会首先启动，充分的利用了气动刹车，将风机转速降到最低程度，可将刹车动作对机组其它零部件的冲击降到最低，降低机械刹车对机组的损害。

步骤S02：若停机指令类型为维护停机，则进入步骤S03；否则，进入步骤S04；

对风机主控系统发出的停机指令类型进行判断，看是否需要进行进一步的机械制动，以使风力发电机完全停止转动；如果确定停机指令类型是维护停机，则进入步骤S03，适时地投入机械刹车，可有效地保护机组的安全；否则进入步骤S04，即表示无需激活机械制动器也能使风机缓慢停止，适用于风机转速较低的场合。这样一来，就减少了机械制动器的使用频率，减少机械磨损，延长使用寿命。

步骤S03：机械制动器，然后进入步骤S04；

当确定停机指令类型为维护停机的情况下，激活机械制动器进行机械制动，使风力发电机完全停止转动，以便于维护人员进入机组内部完成检修。如此一来，就合理的控制了机械制动器的启用，在保证机组安全的前提下减小制动器的磨损，同时减小甚至避免对机组其他零部件的破坏。

步骤S04：停机执行过程结束。

本发明实施例提供的风力发电机组刹车制动控制方法，在充分利用气动刹车的基础上，根据停机指令判断是否需要机械制动，从而适时地投入机械刹车可有效地保护机组的安全；可以减少机械制动器的使用频率，减少机械磨损，延长使用寿命；利用气动刹车将转速降到最低程度时再启用机械刹车，可将刹车动作对机组其它零部件的冲击降到最低，降低机械刹车对机组的损害。

为了进一步优化上述的技术方案，在步骤S01中，启动气动刹车具体包括，控制各叶片按照不同停机模式下的变桨指令动作朝指定目标角度顺桨，以适应不同的使用场合，获得更好的制动效果。

请参阅图2，本发明另一个优选的实施例中提供的风力发电机组刹车制动控制方法，包括：

步骤S11：在接收到风机主控系统发出的停机指令的情况下，启动气动刹车，进入步骤S02；

在步骤S11之后，该方法还进一步包括：

步骤S1A：判断所有叶片是否均顺桨到各停机模式指定角度，如果是，则进入步骤S12；如果否，则进入步骤S1B；

通过判断叶片是否均运行到各停机模式指定角度，来判断步骤S11中的气动刹车是否完成。

步骤S1B：判断所有叶片是否均如果是，则进入步骤S1C；如果否，则进入步骤S11；

通过判断所有叶片是否均停止顺桨动作，来进一步确定气动刹车的状态。如果结果为是，代表叶片角度调整已经停止，则进入步骤S1C；如果结果为否，表示仍有叶片处于顺桨过程时，则返回步骤S11，等待其完成。

步骤S1C：更改停机指令为维护停机，并进入步骤S13；

此时气动刹车已经停止动作，且有叶片未到达指定位置，说明装置的变桨系统出现了故障需要维护检修，则立即无条件更改停机指令为维护停机。

步骤S13：机械制动器，然后进入步骤S14；

步骤S14：停机执行过程结束。

为了进一步优化上述的技术方案，上述的实施例中，在步骤S1B中判断所有叶片是否均停止顺桨动作，结果为是的情况下，输出故障信号，用于提醒工作人员进行检修，对机组进行即时调整。

优选的，故障信号具体为指示灯。

根据不同的使用情况，故障信号还可以为蜂鸣。

本发明实施例还提供了一种风力发电机组刹车制动控制装置，包括：

气动刹车模块，用于根据风机主控系统发出的停机指令，启动气动刹车；

停机指令判断模块，用于判断停机指令的类型；

机械制动模块，用于在停机指令类型为维护停机的情况下，激活机械制动器。

进一步的，气动刹车模块具体为控制各叶片按照不同停机模式下的变桨指令动作朝指定目标角度顺桨。

为了判断气动刹车动作是否完成，本发明另一个优选的实施例中提供的风力发电机组刹车制动控制装置，还包括：

叶片顺桨角度判断模块，用于判断所有叶片是否均顺桨到各停机模式指定角度；

叶片顺桨动作判断模块，用于判断所有叶片是否均停止顺桨动作；

故障判断模块，用于在判断所有叶片均停止顺桨动作的情况下，更改停机指令为维护停机。

作为优选，该装置还包括故障判断模块，在判断所有叶片均停止顺桨动作的情况下，还输出故障信号，在这里可以具体为指示灯或者蜂鸣。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种风力发电机组刹车制动控制方法，其特征在于，包括步骤：

1)在接收到风机主控系统发出的停机指令的情况下，启动气动刹车，进入步骤2)；

2)若停机指令类型为维护停机，则进入步骤3)；否则，进入步骤4)；

3)激活机械制动器，然后进入步骤4)；

4)整个停机执行过程结束。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组刹车制动控制方法，其特征在于，在所述步骤1)中，启动气动刹车具体包括，控制各叶片按照不同停机模式下的变桨指令动作朝指定目标角度顺桨。

3.根据权利要求2所述的风力发电机组刹车制动控制方法，其特征在于，在所述步骤1)之后，该方法还进一步包括步骤：

A)判断所有叶片是否均顺桨到各停机模式指定角度，如果是，则进入步骤2)；如果否，则进入步骤B)；

B)判断所有叶片是否均停止顺桨动作，如果是，则进入步骤C)；如果否，则进入步骤1)；

C)更改停机指令为维护停机，然后进入步骤3)。

4.根据权利要求3所述的风力发电机组刹车制动控制方法，其特征在于，在所述步骤B)中判断所有叶片是否均停止顺桨动作，结果为是的情况下，输出故障信号。

5.根据权利要求4所述的风力发电机组刹车制动控制方法，其特征在于，所述故障信号具体为指示灯。

6.根据权利要求4所述的风力发电机组刹车制动控制方法，其特征在于，所述故障信号具体为蜂鸣。

7.一种风力发电机组刹车制动控制装置，其特征在于，包括：

气动刹车模块，用于根据风机主控系统发出的停机指令，启动气动刹车；

停机指令判断模块，用于判断停机指令的类型；

机械制动模块，用于在停机指令类型为维护停机的情况下，激活机械制动器。

8.根据权利要求7所述的风力发电机组刹车制动控制装置，其特征在于，所述气动刹车模块具体为控制各叶片按照不同停机模式下的变桨指令动作朝指定目标角度顺桨。

9.根据权利要求8所述的风力发电机组刹车制动控制装置，其特征在于，还包括：

叶片顺桨角度判断模块，用于判断所有叶片是否均顺桨到各停机模式指定角度；

叶片顺桨动作判断模块，用于判断所有叶片是否均停止顺桨动作；

故障判断模块，用于在判断所有叶片均停止顺桨动作的情况下，更改停机指令为维护停机。

10.根据权利要求9所述的风力发电机组刹车制动控制装置，其特征在于，所述故障判断模块，在判断所有叶片均停止顺桨动作的情况下，还输出故障信号。

Images