CN103061977A

CN103061977A - 一种风力发电机组用常闭式低压控制偏航制动系统

Info

Publication number: CN103061977A
Application number: CN2012104474385A
Authority: CN
Inventors: 杨洁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-11-11
Filing date: 2012-11-11
Publication date: 2013-04-24

Abstract

一种风力发电机组用常闭式低压控制偏航制动系统，由制动缸缸体1,柱塞2，制动弹簧3，调节螺栓4，弹簧座5，两位三通电磁阀6，泄压油箱7，溢流阀8，油泵9和油箱10等组合而成。其特征是：在电磁阀6的失电位，柱塞2与制动缸缸体1的下部容腔通过两位三通电磁阀6与泄压油箱7连接。在电磁阀6的得电位，柱塞2与制动缸缸体1的下部容腔通过两位三通电磁阀6与液压油泵9的出油口连接。在风电机组运行发电时，电磁阀6、液压油泵9失电，制动力由制动弹簧3提供。当需要偏航时，电磁阀6、液压油泵9得电，向柱塞2与制动缸缸体1的下部容腔供给低压油，平衡了大部分制动弹簧3提供的弹簧制动力，余下部分为机舱偏航提供阻尼。

Description

一种风力发电机组用常闭式低压控制偏航制动系统

一、技术领域：

本发明涉及一种风力发电机组用常闭式低压控制偏航制动系统。这种常闭式低压控制偏航制动系统尤其适应于中大型变桨距风力发电机组，也适应于其它类型的风力发电机组和机械设备。

二、背景技术：

人类为了改变能源结构，尽快地采用清洁能源服务人类，风力发电技术正在迅速的发展。随着这一技术的发展，为了提高风力发电机组的发电效率，液压传动与控制系统在叶轮偏航的控制中得到了广泛的应用。

在现有的叶轮偏航控制中，主要是要保证在风力发电机工作时对机舱的稳定制动，和当叶轮偏航运动时对机舱旋转的稳定阻尼力，确保机舱的平定转动。为了达到这一功能，人们采用了液压控制的钳式制动器来满足其使用要求。在现有技术的这类液压制动系统中，大都采用了开式制动器：即制动器是常开的，只有当液压系统给其柱塞的上腔供给高压油时，制动缸的柱塞在液压油的作用下，下移压紧制动片，制动固定了机舱，叶轮对准风向旋转，带动发电机发出电力；当风向发生了变化，需要叶轮偏航对准风向时，液压系统只能给制动缸的上腔供给低压油，使得机舱在一定的摩檫阻尼的作用下由偏航机构带动平稳地转到指定的位置。这种开式制动器系统要求液压控制系统在风电机组运行时长期动态保压运行，使得液压泵站的温度很高。在实际使用中经常发生泄漏，这种状态的直接后果就是：系统保压时间缩短---电机油泵频繁启动---电机油泵作功再转换成热能加热液压泵站；在系统被不断加热和电机油泵不断地启动中油液的粘度降低---系统的密封性能进一步降低；密封件加速老化和破坏，加上集成块与电磁阀和各外接接头的材料差异造成的不同的热膨胀使其原有的密封破坏，外泄增加。使得风场维护人员经常要停机检修和对其进行更换，严重地影响到了风场的发电效率。

三、发明内容：

本发明的目的就是要研发出一种成本接近、简单可靠的、即能有效地保障在风力发电机组发电运转时对机舱的稳定制动，又能在机舱偏航时对机舱提供稳定的阻尼，确保机舱稳定回转的常闭式低压控制的偏航制动系统。

本发明的解决方法是：本制动系统由制动缸缸体1,柱塞2，制动弹簧3，调节螺栓4，弹簧座5，两位三通电磁阀6，泄压油箱7，溢流阀8，油泵9和油箱10等组合而成。其特征是：制动弹簧3装在柱塞2上部与缸体1内顶面之间，在制动弹簧3的上部设置了一个弹簧座5，弹簧座5由调节螺栓4轴向定位，并调节其预压缩量；在两位三通电磁阀6的失电位，柱塞2与制动缸缸体1的下部容腔通过两位三通电磁阀6与泄压油箱7连接，液压油泵9的出油口被关闭。在两位三通电磁阀6的得电位，柱塞2与制动缸缸体1的下部容腔通过两位三通电磁阀6与液压油泵9的出油口连接。其工作原理与过程是：在风电机组运行发电时，对机舱的稳定制动力完全由制动弹簧3提供；此种工况下，柱塞2与制动缸缸体1的下部容腔通过电磁阀6的失电位与泄压油箱7连接，液压油泵9没有启动。当风向发生了变化，需要偏航对准风向，稍先于偏航电机启动，电磁阀6得电换向，液压油泵9同时启动，向柱塞2与制动缸缸体1的下部容腔供给低压油，平衡了大部分制动弹簧3提供的制动力，余下部分在机舱偏航时对机舱提供稳定的阻尼，确保机舱稳定回转。偏航结束，电磁阀6失电，柱塞2与制动缸缸体1的下部容腔与泄压油箱7接通泄压，由制动弹簧3提供的制动力，对机舱稳定制动。此时液压油泵9停止运行。液压油泵9运行压力由溢流阀8调整。

若将液压油箱10的高度位置设置高于制动缸，则可以去掉泄压油箱7，它原与电磁阀6的连接管道接于液压油箱10上。

制动弹簧3可以是螺旋弹簧、碟簧和锥簧等各结构形式

本发明改变现有的常开式高压制动系统为常闭式低压制动系统，在

确保制动器的工作性能的前提下，避免了液压动力泵站的长期高压运转，它比原有技术更加节能和可靠。更能确证风力发电机组的正常运转和发电效率及主机的工作环境不被油污污染。

四、附图说明：

附图1是本发明的结构原理图。

五、具体实施方式：

本发明的具体实施方式是：在风力发电机组正常运行时，柱塞2与制动缸缸体1的下部容腔通过电磁阀6的失电位与泄压油箱7连接，液压油泵9没有启动。对机舱的稳定制动力完全由制动弹簧3提供。当风向发生了变化，需要偏航对准风向时，稍先于偏航电机启动，电磁阀6得电换向，液压油泵9同时启动，向柱塞2与制动缸缸体1的下部容腔供给低压油，平衡了大部分制动弹簧3提供的制动力，余下部分力给机舱偏航时对机舱提供稳定的阻尼，确保机舱稳定回转。偏航阻尼力的大小由溢流阀8调整。偏航结束，电磁阀6失电，柱塞2与制动缸缸体1的下部容腔与泄压油箱7接通泄压，由制动弹簧3推动柱塞2压紧制动碲片提供制动力，对机舱稳定制动；液压油泵9停止运行。

Claims

1. 一种风力发电机组用常闭式低压控制偏航制动系统，由制动缸缸体（1）,柱塞（2），制动弹簧（3），调节螺栓（4），弹簧座（5），两位三通电磁阀（6），泄压油箱（7），溢流阀（8），油泵（9）和油箱（10）等组合而成；其特征是：制动弹簧（3）装在缸体（1）与柱塞（2）的上部，在制动弹簧（3）的上部设置了一个弹簧座（5），弹簧座（5）由调节螺栓（4）轴向定位,并调节其预压缩量；在两位三通电磁阀（6）的失电位，柱塞（2）与制动缸缸体（1）的下部容腔通过两位三通电磁阀（6）与泄压油箱（7）连接，液压油泵（9）的出油口被关闭；在两位三通电磁阀（6）的得电位，柱塞（2）与制动缸缸体（1）的下部容腔通过两位三通电磁阀（6）与液压油泵（9）的出油口连接。其工作原理与过程是：在风电机组运行发电时，对机舱的稳定制动力完全由制动弹簧（3）提供，柱塞（2）与制动缸缸体（1）的下部容腔通过电磁阀（6）的失电位与泄压油箱（7）连接无压力，液压油泵（9）没有启动；当风向发生了变化，需要偏航对准风向，稍先于偏航电机启动，电磁阀（6）得电换向，油泵（9）同时启动，向柱塞（2）与制动缸缸体（1）的下部容腔供给低压油，平衡了大部分制动弹簧（3）提供的制动力，余下部分在机舱偏航时对机舱提供稳定的阻尼，确保机舱稳定回转；偏航结束，电磁阀（6）失电，柱塞（2）与制动缸缸体（1）的下部容腔与泄压油箱（7）接通泄压，由制动弹簧（3）提供的制动力，对机舱稳定制动；液压油泵（9）停止运行。

2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组用常闭式低压控制偏航制动系统，其特征在于：将油箱（10）的安装高度高于制动器，去掉泄压油箱（7），原连接油管接到油箱（10）上。

3.根据权利要求1所述的一种风力发电机组用常闭式低压控制偏航制动系统，其特征在于：制动弹簧（3）是碟簧。

4.根据权利要求1所述的一种风力发电机组用常闭式低压控制偏航制动系统，其特征在于：制动弹簧（3）是圆柱簧。

5.根据权利要求1所述的一种风力发电机组用常闭式低压控制偏航制动系统，其特征在于：制动弹簧（3）是锥簧。