CN105569919B - 一种风电机组柔性刹车装置 - Google Patents
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Abstract
一种风电机组柔性刹车装置，由传动轴、外转子电机组件、固定架、电磁线圈绕组、法兰盘、叶片组件、第一轴承、第二轴承、第一密封圈、第二密封圈、磁触变胶、转速传感器、控制单元组成。本发明采用磁触变胶作为工质，充分利用磁触变胶在不同的磁场下表现出的液态和类固态的特性，通过调整控制电流和叶片组件平面角度位置两种制动力矩调整方法，实现双模式的制动力矩调整，起到增大制动力矩的效果。本发明具有结构紧凑简单、安装便利、响应速度快、制动力矩大的优点。
Description
技术领域
本发明涉及风电装备技术领域，尤其涉及一种风电机组柔性刹车装置。
背景技术
风力发电是一种清洁能源，在电力系统中所占比重日益增加，由于风能具有随机性和间歇性的特点，风力发电对电力系统产生的电压波动、频率偏移、谐波污染等问题日益突出。
风电机组的刹车装置是风电机组主传动系统的重要组成部分，是保障风电机组安全运行及停车的重要环节。刹车装置的性能对主传动系统的安全运行、可靠性、检修方便性、使用寿命等风机关键参数均有重要影响。
目前风电机组的刹车装置多采用机械刹车，制动时容易产生冲击载荷，造成塔架振颤，影响减速机、发电机等设备寿命。因此，需要研究一种能够提供阻尼和振动的柔性制动装置。
已授权的专利（CN 102661244 B和CN 102661245 B）通过调整电流大小来调整磁触变胶在磁场下流变特性，通过磁触变胶在磁场下内部结构连续变化产生的机械阻尼和制动力矩，制动力矩随激磁电流的调节而变化，具有力矩变化连续、制动过程平稳等优点。但其技术方案仅仅利用了磁触变胶的剪切力，没有考虑磁触变胶流动产生的制动力和改变制动器受力面面积，导致制动能力下降和制动力矩可调范围小。
发明内容
本发明针对现有风电制动装置存在的不足，提出一种风电机组柔性刹车装置，本发明结构紧凑简单、制动力矩可调范围大、安装便利、响应速度快的优点。
本发明是通过如下技术措施实现的：
一种风电机组柔性刹车装置，由传动轴、外转子电机组件、固定架、电磁线圈绕组、法兰盘、叶片组件、第一轴承、第二轴承、第一密封圈、第二密封圈、磁触变胶、转速传感器、控制单元组成，传动轴联接在减速机和发电机之间，外转子电机组件和法兰盘固定安装在传动轴上，固定架的外圈固定安装，固定架的内圈通过第一轴承、第二轴承安装在传动轴上，法兰盘和固定架之间的空腔充满磁触变胶，法兰盘和固定架之间通过第一密封圈、第二密封圈密封，以防止磁触变胶泄漏，法兰盘通过轴承和密封圈安装有N（N大于等于2）个叶片组件，N个叶片组件上的弧形叶片沿着圆周布置，叶片组件上的摇杆部件安装在外转子电机组件上的槽中，电磁线圈绕组固定安装在固定架上，转速传感器安装在传动轴上，转速传感器、外转子电机组件、电磁线圈绕组均与控制单元电连接。
所述的外转子电机组件安装有角度传感器。
所述的叶片组件上的叶片采用弧形结构。
本发明的有益效果是：
一种风电机组柔性刹车装置,采用磁触变胶作为工质，充分利用磁触变胶在不同的磁场下表现出的液态和类固态的特性，通过调整控制电流和叶片组件平面角度位置两种制动力矩调整方法，实现双模式的制动力矩调整，起到增大制动力矩的效果。本发明具有结构紧凑简单、安装便利、响应速度快、制动力矩大的优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明结构示意图。
图3为本发明非制动时局部结构示意图。
图4为本发明制动时局部结构示意图。
图5为本发明局部结构示意图。
图6为本发明局部剖面结构示意图。
图7为本发明叶片组件结构示意图。
图8为本发明外转子电机组件结构示意图。
图9为本发明固定架结构示意图。
图10为本发明的控制示意图。
图中：1-传动轴，2-外转子电机组件，3-固定架，4-电磁线圈绕组，5-法兰盘，6-叶片组件，7-第一轴承，8-第二轴承，9-第一密封圈，10-第二密封圈，11-磁触变胶，12-转速传感器，13-控制单元。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式，并结合附图，对本方案进行阐述。
一种风电机组柔性刹车装置，由传动轴1、外转子电机组件2、固定架3、电磁线圈绕组4、法兰盘5、叶片组件6、第一轴承7、第二轴承8、第一密封圈9、第二密封圈10、磁触变胶11、转速传感器12、控制单元13组成，传动轴1联接在减速机和发电机之间，外转子电机组件2和法兰盘5固定安装在传动轴1上，固定架3的外圈固定安装，固定架3的内圈通过第一轴承7、第二轴承8安装在传动轴1上，法兰盘5和固定架3之间的空腔充满磁触变胶11，法兰盘5和固定架3之间通过第一密封圈9、第二密封圈10密封，以防止磁触变胶11泄漏，法兰盘5通过轴承和密封圈安装有N（N大于等于2）个叶片组件6，N个叶片组件6上的弧形叶片沿着圆周布置，叶片组件6上的摇杆部件安装在外转子电机组件2上的槽中，电磁线圈绕组4固定安装在固定架3上，转速传感器12安装在传动轴1上，转速传感器12、外转子电机组件2、电磁线圈绕组4均与控制单元13电连接。
所述的外转子电机组件2安装有角度传感器。
所述的叶片组件6上的叶片采用弧形结构。
工作时，转速传感器12实时测量转速信号并传递给控制单元13，控制单元13根据预设控制策略控制外转子电机组件2、电磁线圈绕组4的电信号，当需要制动时，控制单元13控制外转子电机组件2的转子部分转动，进而带动N个叶片组件6旋转，使叶片转动一定角度，增加与磁触变胶11之间的接触面积，形成更大的制动阻力，叶片转动角度的大小由控制单元13中预设的控制策略决定，同时，控制单元13控制电磁线圈绕组4的电流大小，来改变磁场的强弱程度，进而改变磁触变胶的积聚状态，影响阻尼力和制动力的大小。
当解除制动时，控制单元13控制外转子电机组件2复位，进而带动N个叶片组件6复位，N个叶片组件6围成圆弧形，以减少阻力；控制单元13控制电磁线圈绕组4的输入电流为零。
尽管上面接合附图对本发明的优选实例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种风电机组柔性刹车装置，由传动轴（1）、外转子电机组件（2）、固定架（3）、电磁线圈绕组（4）、法兰盘（5）、叶片组件（6）、第一轴承（7）、第二轴承（8）、第一密封圈（9）、第二密封圈（10）、磁触变胶（11）、转速传感器（12）、控制单元（13）组成，传动轴（1）联接在减速机和发电机之间，其特征在于：外转子电机组件（2）和法兰盘（5）固定安装在传动轴（1）上，固定架（3）的外圈固定安装，固定架（3）的内圈通过第一轴承（7）、第二轴承（8）安装在传动轴（1）上，法兰盘（5）和固定架（3）之间的空腔充满磁触变胶（11），法兰盘（5）和固定架（3）之间通过第一密封圈（9）、第二密封圈（10）密封，以防止磁触变胶（11）泄漏，法兰盘（5）通过轴承和密封圈安装有N个叶片组件（6），N个叶片组件（6）上的弧形叶片沿着圆周布置，N大于或等于2，叶片组件（6）上的摇杆部件安装在外转子电机组件（2）上的槽中，电磁线圈绕组（4）固定安装在固定架（3）上，转速传感器（12）安装在传动轴（1）上，转速传感器（12）、外转子电机组件（2）、电磁线圈绕组（4）均与控制单元（13）电连接；
所述的外转子电机组件（2）安装有角度传感器；
所述的叶片组件（6）上的叶片采用弧形结构。
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