CN102926929B - 应用于增量式风力发电机上的安全制动机构 - Google Patents

应用于增量式风力发电机上的安全制动机构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种应用于增量式风力发电机上的安全制动机构，是在所述增量板(201、202)上，由万向轴(701、702)连接有制动杆(7011、7021)，两根制动杆穿过固定在机壳(8)上的滑轨(601、602)后，杆端的弧形制动片(801、802)刚好定位在延伸到位于机壳(8)外与机轴同步旋转的圆形制动盘(5)内的环形制动凹槽(3)的前端。其目的是，当增量板受到强风的作用力向后倾斜时，推动制动杆向后运动，从而将弧形制动片抵在环形制动凹槽内形成制动摩擦，减缓了发电机转速，规避了因飓风导致发电机转速过快造成的机器损坏，保障了风力发电机的安全运行。

Description

应用于增量式风力发电机上的安全制动机构
技术领域
本发明涉及的是增量式风力发电机，尤其是一种应用于增量式风力发电机上的安全制动机构。
背景技术
在风力发电中，狂风和风暴会导致风力发电机的风叶超速旋转，并将该超速机械能传送给发电机，造成发电机损坏。因此，如何在大风天气下减缓发电机转速，也是一个世界性研究课题。
面对这一致命的失速现象，申请人在本申请日前提交的名为“风力发电机上的弱风启动提速和大风减速装置”的中国发明专利申请中，采取用铰链联接增量板，并在增量板与机壳之间设置抵板弹簧的技术方案，达到安全减速目的。其原理是，当风速过快，风力超过弹簧张力时，弹簧受到压缩，增量板向后倾斜形成夹角，让风快速通过，解除了增量板的机械性，降低了发电机转速。申请人认为，这种引导强风快速通过的技术方案只能解除增量板的增量效果，达到降低发电机转速的技术目的，但缺少主动性，而只有主动增加其制动性，才能实现真正意义上的安全运行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种应用于增量式风力发电机上的安全制动机构，该机构能在大风情况下自动形成制动，降低发电机转速保障发电机安全运行，且结构简单、造价低廉。
为实现所述目的，本发明所采取的技术方案是：增量板由铰链活动连接在发电机机壳上，增量板背后还设置有制动装置的一个单元，该制动装置单元与设置在发电机尾部转轴上的另一单元相互作用后形成发电机的制动机构。具体包括发电机机壳、增量板和机轴，尤其还在于所述增量板上由万向轴连接有两根制动杆，制动杆穿过固定在机壳上的滑轨后，杆端的弧形制动片刚好定位在延伸到位于机壳外与机轴同步旋转的圆形制动盘内的环形制动凹槽的前端。
在上述技术方案给出的结构中，所述发电机的机轴延伸到发电机机壳外，端部有一个圆形制动盘，该制动盘是由用于制造制动工件的耐磨材料铸造而成，铸造时盘内铸成环形凹槽，该环形凹槽是本发明所述制动装置两个单元中的一个，因此，该凹槽名为环形制动凹槽，当圆形制动盘旋转时，环形制动凹槽与下文所述的弧形制动片相互作用，形成了本发明发电机的制动机构。在发电机机壳靠后位置固定有一个封闭滑轨，安装在增量板背后的制动杆穿过封闭滑轨后，杆端正指在所述环形制动凹槽前端，所述制动杆杆端上设置有由耐磨材料制成的弧形制动片，正常情况下弧形制动片与环形制动凹槽不接触。当风速过大，作用力超过增量板与机壳之间的抵板弹簧的张力时，增量板就由正常情况下的垂直平展状态向后倾斜形成夹角，此时，连接在增量板背后的制动杆也随着夹角的倾斜幅度向后运动，从而使弧形制动片刚好抵在环形制动凹槽内，该两个制动单元相互作用形成的摩擦力，减缓了发电机转速。这种摩擦力是随着风力的大小自然形成的，因此，风力越大，增量板向后靠的力越大，制动杆顶端的弧形制动片抵在环形制动凹槽内的摩擦力也就越大，反之，就会渐小，规避了因飓风失速导致发电机转速过快造成的机器损坏，保障了风力发电机的安全运行，实现了本发明的安全技术目的。
所述制动杆应设置在增量板外缘处，以便利用杠杆原理为制动杆提供一个较大的后坐力，制动杆与增量板之间由万向轴活动连接。
与现有技术相比，本发明提供的制动机构，可在增量板受到强风的作用力向后倾斜时，带动设置在增量板背后的制动杆向后运动，将弧形制动片抵在与发电机机轴同步转动的环形制动凹槽内形成制动摩擦，减缓了发电机转速，规避了因飓风失速导致发电机转速过快造成的机器损坏，保障了风力发电机的安全运行。由于本发明属于机械结构，制造和维护成本低，稳定性强，安全系数高。
下面结合附图对本发明做进一步说明。
附图说明
图1是制动装置的安装和整体结构前视图
图2是制动装置的安装和整体结构后视图
图3是制动装置剖面图
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，在两块增量板201和202的外缘上，分别由万向轴701和702连接两根制动杆7011和7021，两根制动杆7011和7021穿过设置在机壳8上的固定滑轨601和602后，其顶端的弧形制动片801和802均定点悬停在圆形制动盘5内部的环形制动凹槽3内。圆形制动盘5是与延伸到发电机机壳外的发电机机轴连体的，因此，圆形制动盘会随着发电机机轴旋转。风向舵4由连接杆(图中略)固定在机壳上。当风量过大，作用在增量板上的风力大于支撑在增量板和机壳之间的抵板弹簧1101和1102的支撑张力时，增量板即改平展状态而通过连接铰链9的转动向后倾斜形成夹角，就释放了平展状态下的增量作用，同时，连接在两块增量板背后的两根制动杆7011和7021也随着夹角的倾斜幅度向后运动，从而使两块弧形制动片801和802刚好抵在圆形制动盘5内的环形制动凹槽3内形成摩擦，摩擦力减缓了发电机转速。由于这种摩擦力是随着风力的大小自然形成的，因此，风力越大，增量板向后靠的力越大，制动杆顶端的弧形制动片抵在环形制动凹槽内的摩擦力也就越大，反之，就会渐小，规避了因飓风失速导致发电机转速过快造成的机器损坏，保障了风力发电机的安全运行，实现了本发明的安全技术目的。随着飓风风量的逐渐减弱，弱到小于张力弹簧1101和1102的设定张力时，弹簧就会将增量板重新推回到平展状态，则弧形制动片801和802离开环形制动凹槽3，发电机恢复正常运转。

Claims (3)

1.一种应用于增量式风力发电机上的安全制动机构，包括发电机机壳、增量板和机轴，其特征在于：在发电机机壳上，以机轴为中心对称地以铰链连接两块增量板，增量板与机壳之间设置有抵板弹簧，增量板上由万向轴连接有制动杆，两根制动杆穿过固定在机壳上的滑轨后，杆端的弧形制动片刚好定位在延伸到位于机壳外与机轴同步旋转的圆形制动盘内的环形制动凹槽的前端。
2.根据权利要求1所述的应用于增量式风力发电机上的安全制动机构，其特征在于：所述制动盘是由用于制造制动工件的耐磨材料铸造而成。
3.根据权利要求1所述的应用于增量式风力发电机上的安全制动机构，其特征在于：所述制动杆由万向轴连接在所述增量板的外缘处。
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