CN102943744A - 一种风力发电机组 - Google Patents

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白艳
肖珊彩
秦明
王海龙
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Abstract

本发明是有关于一种风力发电机组，包括发电机外壳以及安装在发电机外壳内的定子、转子和转子转盘，转子转盘还连接有刹车盘；发电机外壳内固定安装有液压制动器；刹车盘的边缘位于液压制动器内，液压制动器的活塞随着伸缩运动与刹车盘相抵或分离。本发明采用新设计的刹车机构，可以使转轴设计得更短，从而缩短了刹车路径，保证了转轴的受力状况，延长了转轴的使用寿命，便于主轴紧固件的安装与维护；本发明的刹车盘更靠近主轴，减小了刹车盘的轴向位移，使之适应市场所售液压制动器的安装要求，同时，提供了发电机内部更大更安全的操作维护空间；液压制动器安装在发电机外壳内，对刹车盘进行内制动，便于液压制动器的安装和维护等操作。

Description

一种风力发电机组
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种采用新设计刹车机构的风力发电机组。
背景技术
随着近年来对风能需求的日益增加，风力发电机的单机容量也在不断增大，因此，取消增速机构，由风力机直接驱动低速发电机成为风力发电技术的必然发展趋势。直驱式发电机具有结构简单、效率高、安装和维护费用低、可靠性高、对风能波动和负载变化响应快等优点，已成为风力发电机的一个重要发展方向。
目前，直驱风力发电机组常用的刹车方案是将刹车机构安装在发电机外部后侧，即转轴伸出至发电机后侧的外部，采用复位弹簧式的吸合式电磁刹车机构，或电磁块与刹车件表面配合的电磁刹车机构，实现对转轴的制动，从而实现对整个风电机组的制动。这类刹车机构的工作原理都是通过电磁将刹车件与电磁块吸合，使得其接触面产生很大的摩擦力矩，从而在短时间内实现对风力发电机组转轴的制动。
然而通过对长转轴伸出发电机外部进行制动，会造成刹车路径过长，短时间内对转轴产生很大的摩擦扭转力矩和冲击，影响风力发电机的使用寿命。同时，电磁块的寿命也直径影响了发电机机组的效率，而且电磁刹车机构价格比较昂贵，增加了风电机组的成本。
由此可见，现有技术中直驱风力发电机组的刹车系统，在使用、结构上还存在着明显的不足和缺陷，亟待进一步改进。因此，如何创设一种刹车路径较短，利于延长转轴的使用寿命、便于主轴紧固件的安装与维护，降低风电机组成本的风力发电机组，实属当前本领域研发的重要课题之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种风力发电机组，使其缩短刹车路径，可延长转轴的使用寿命，便于主轴紧固件的安装与维护，减小刹车盘的轴向位移，适应液压制动器的安装要求，从而克服现有技术的不足。
为解决上述技术问题，本发明一种风力发电机组，包括发电机外壳以及安装在发电机外壳内的定子、转子和转子转盘，所述的转子转盘还连接有刹车盘；所述的发电机外壳内固定安装有液压制动器；刹车盘的边缘位于液压制动器内，液压制动器的活塞随着伸缩运动与刹车盘相抵或分离。
作为本发明的进一步改进，所述的机组采用单定子发电机，其定子和液压制动器均通过定子支架安装在发电机外壳内。
所述的机组采用双定子发电机，其外定子固定安装在发电机外壳内壁上，内定子和液压制动器均通过定子支架安装在发电机外壳内。
所述的定子支架与发电机外壳后端为一体结构。
所述的刹车盘与转子转盘采用铸件一体式结构。
所述的刹车盘与转子转盘焊接或通过螺栓固定连接。
所述的刹车盘和液压制动器安装在靠近机组转轴前端的位置。
所述的液压制动器设有六个活塞，对称设置在刹车盘的两侧，并通过同一油路经油路分配器控制六个活塞同步动作。
所述的刹车盘采用Q345D钢材质。
所述的刹车盘位于液压制动器内的边缘厚度为40mm。
采用以上设计后，本发明与现有技术比较有如下有益效果：
1、本发明的刹车机构，可以使转轴设计得更短，从而缩短了刹车路径，保证了转轴的受力状况，延长了转轴的使用寿命，便于主轴紧固件的安装与维护；
2、本发明的刹车盘更靠近主轴，减小了刹车盘的轴向位移，使之适应市场所售液压制动器的安装要求，同时，提供了发电机内部更大更安全的操作维护空间；
3、本发明将液压制动器安装在发电机外壳内，对刹车盘实现内制动，便于液压制动器的安装和维护等操作。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明，以下结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
图1是本发明风力发电机组的结构示意图。
图2是本发明的刹车盘和转子转盘非一体式的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1、图2所示，本发明风力发电机组，是在现有机组的发电机外壳4、定子、转子6、转子转盘3、转轴1的结构基础上增加了刹车盘9和液压制动器2。
其中，刹车盘9可以固定连接在转子转盘3上，也可以采用转子转盘3和刹车盘9的铸件一体式结构或将二者焊接、螺接固定为一体。液压制动器2固定安装在发电机外壳4内。刹车盘9的边缘位于液压制动器2内，液压制动器2的活塞随着伸缩运动与刹车盘9相抵或分离，从而实施制动。
本发明的液压制动器2可选用焦作市制动器开发有限公司的DADH120型液压制动器，其两侧各有三个活塞对刹车盘夹持制动，同一油路经过油路分配器分配至六个活塞后实现同步动作。
刹车盘9优选Q345D钢材质，刹车部分（即位于液压制动器内的边缘）厚度为40mm，不刹车的时候，刹车部分与液压制动器活塞的间隙为1.5-5mm。
较佳的，本发明的刹车盘9和液压制动器2均以安装在靠近转轴1的前端的位置为宜，以做到最短的刹车路径和最快的相应时间。
本发明可灵活适用于单定子、双定子或多定子发电机组中。以单定子发电机为例来说，其定子和液压制动器2均通过定子支架8安装在发电机外壳内4；再以双定子发电机为例来说，如图所示，其外定子5固定安装在发电机外壳4内壁上，内定子7和液压制动器2均通过定子支架8安装在发电机外壳4内；此外，还可采用定子支架8与发电机外壳4后端一体的结构。
本发明将刹车盘结构与转子转盘的结构耦合，使之成为一体，这种刹车在更短路径上完成了对主轴的刹车，缩短了刹车路径，减少了对发电机的冲击损害。液压制动器的电磁阀处于常开状态。当需要执行刹车动作时，PLC会给出顺桨指令，于是顺桨动作执行，随着风轮转速的降低，当发电机尾部的编码器反馈回的风轮转速达到刹车限定转速时，PLC发出指令给液压制动器的电磁阀，电磁阀闭合，控制液压制动器活塞伸出，从两侧摩擦并夹紧刹车盘，从而起到制动的作用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种风力发电机组，包括发电机外壳以及安装在发电机外壳内的定子、转子和转子转盘，其特征在于：
所述的转子转盘还连接有刹车盘；
所述的发电机外壳内固定安装有液压制动器；
刹车盘的边缘位于液压制动器内，液压制动器的活塞随着伸缩运动与刹车盘相抵或分离。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于所述的机组采用单定子发电机，其定子和液压制动器均通过定子支架安装在发电机外壳内。
3.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于所述的机组采用双定子发电机，其外定子固定安装在发电机外壳内壁上，内定子和液压制动器均通过定子支架安装在发电机外壳内。
4.根据权利要求2或3所述的风力发电机组，其特征在于所述的定子支架与发电机外壳后端为一体结构。
5.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于所述的刹车盘与转子转盘采用铸件一体式结构。
6.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于所述的刹车盘与转子转盘焊接或通过螺栓固定连接。
7.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于所述的刹车盘和液压制动器安装在靠近机组转轴前端的位置。
8.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于所述的液压制动器设有六个活塞，对称设置在刹车盘的两侧，并通过同一油路经油路分配器控制六个活塞同步动作。
9.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于所述的刹车盘采用Q345D钢材质。
10.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于所述的刹车盘位于液压制动器内的边缘厚度为40mm。
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