CN106246773A - 风力发电机组偏航制动器摩擦片及其磨损报警系统 - Google Patents

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杨海锋
卢仁宝
王立飞
齐涛
袁金库
王朝东
张朋朋
石磊
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Xuji Group Co Ltd
Xuchang Xuji Wind Power Technology Co Ltd
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State Grid Corp of China SGCC
Xuji Group Co Ltd
Xuchang Xuji Wind Power Technology Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种风力发电机组偏航制动器摩擦片及其磨损报警系统，包括摩擦片和偏航制动盘，所述摩擦片包括基体和绝缘摩擦材料层，绝缘摩擦材料层设置在基体上；所述绝缘摩擦材料层中指定厚度处设有导电体；导电体连接摩擦片外部的报警电路，报警电路连接电源，所述偏航制动盘接地；所述报警电路用于根据导电体的电位变化发送报警信号。当摩擦片磨损到一定程度时，导电体与偏航制动盘接触，由于偏航制动盘接地，所以报警触发电路的电位发生变化，发送出报警信号，在此过程中不需要依靠现场维护人员的工作经验对摩擦片的磨损程度进行判断，从而解决了对摩擦片磨损程度判断不准确的问题。

Description

风力发电机组偏航制动器摩擦片及其磨损报警系统
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种风力发电机组偏航制动器摩擦片及其磨损报警系统。
背景技术
现今可再生能源的开发利用受到全世界的高度重视，很多国家将开发利用可再生能源作为能源战略的重要组成部分。风力发电是目前可再生能源各种技术中发展最快、技术最为成熟、最具大规模开发和商业化前景的产业，是最有可能成为主流能源的可再生能源技术之一。
现风力发电机组大多采用偏航制动器来吸收微小自由偏转振荡，为避免振荡的风向变化，引起偏航轮齿产生交变负荷，防止偏航齿轮的交变应力引起轮齿过早损伤。
在风力发电机组偏航过程中，偏航制动器摩擦片必然产生磨损，现场维护人员要根据偏航制动器摩擦片的磨损情况及时更换偏航制动器摩擦片，否则可能出现偏航制动失灵、制动盘损坏等现象，为风机正常运行带来了巨大的安全隐患。目前现场维护人员主要根据经验判断偏航制动器摩擦片的磨损情况，确定什么时候更换偏航制动器摩擦片。但是这种方法不仅对现场维护人员的素质要求较高，需要现场维护人员有非常丰富的现场工作经验，而且仅依靠现场维护人员的工作经验不能对偏航制动器摩擦片的真实磨损程度做出准确的判断。
发明内容
本发明提供一种风力发电机组偏航制动器摩擦片及其磨损报警系统，用于解决上述对偏航制动器摩擦片磨损程度判断不准确的问题。
一种风力发电机组偏航制动器摩擦片磨损报警系统，包括摩擦片和偏航制动盘，所述摩擦片包括基体和绝缘摩擦材料层，绝缘摩擦材料层设置在基体上；所述绝缘摩擦材料层中指定厚度处设有导电体；导电体连接摩擦片外部的报警电路，报警电路连接电源，所述偏航制动盘接地；所述报警电路用于根据导电体的电位变化发送报警信号。
本发明提供的一种风力发电机组偏航制动器摩擦片磨损报警系统，当摩擦片磨损到一定程度时，导电体与偏航制动盘接触，由于偏航制动盘接地，所以报警触发电路的电位发生变化，发送出报警信号，提醒现场维护人员进行更换，在此过程中不需要依靠现场维护人员的工作经验对摩擦片的磨损程度进行判断，从而解决了对摩擦片磨损程度判断不准确的问题。
进一步的，所述报警电路包括继电器和PLC控制器，继电器的线圈两端连接电源和导电体，继电器的触点两端连接电源端和PLC控制器。采用继电器和PLC控制器作为报警触发电路，电路结构和逻辑控制都比较简单，成本低且易于实现。
进一步的，所述PLC控制器为风机控制系统的PLC控制器。将报警系统的PLC控制器设为风机控制系统的控制器，不仅能够节约成本，而且能够减少现场布线的复杂程度。
进一步的，所述报警电路包括MCU，所述导电体连接MCU的输入端子，所述MCU的输入端子通过上拉电阻连接电源。当MCU检测到输入端子得到为低电平时，摩擦片达到磨损极限。
进一步的，所述MCU连接风机控制系统或者报警器。当摩擦片达到磨损极限时，MCU发出报警，或者将报警信号发送给风机控制系统
进一步的，所述绝缘摩擦材料层的指定厚度为摩擦片的磨损极限厚度。
一种摩擦片，包括绝缘摩擦材料层，绝缘摩擦材料层的指定厚度处设有导电体。
进一步的，还包括基体，所述绝缘摩擦材料层设置在基体上。
进一步的，所述绝缘摩擦材料层的指定厚度为摩擦片的磨损极限厚度。
附图说明
图1为摩擦片实施例中摩擦片的原理图，也是磨损报警系统实施例1和2中摩擦片的原理图；
图2为摩擦片实施例中导电体设置在绝缘摩擦材料中的原理图，也是磨损报警系统实施例1和2中导电体设置在绝缘摩擦材料中的原理图；
图3为磨损报警系统实施例1中偏航制动器摩擦片磨损报警系统原理图；
图4为磨损报警系统实施例2中偏航制动器摩擦片磨损报警系统原理图。
具体实施方式
本发明提供一种风力发电机组偏航制动器摩擦片及其磨损报警系统，用于解决上述对偏航制动器摩擦片磨损程度判断不准确的问题。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
摩擦片实施例：
本实施例所提供的一种摩擦片如图1所示，包括导电体12、基体13和绝缘摩擦材料层11，绝缘摩擦材料层11设置在基体13上，导电体12设置在绝缘摩擦材料层11中，位于绝缘摩擦材料层11的磨损极限厚度处，如图2所示。导电体12可以在制作摩擦片时埋设在绝缘摩擦材料层11中，也可以在摩擦片制成之后在特定的环境中，如低温环境下，将导电体12安置在绝缘摩擦材料层11中。
在本实施例中，导电体12在绝缘摩擦材料层11中设置的位置，是绝缘摩擦材料层11磨损极限厚度的位置；作为其他实施方式，为了保证偏航制动器工作的稳定性，导电体12在绝缘摩擦材料层11中设置的位置可以小于其磨损极限厚度。
在本实施例中，摩擦片中设有基体13；作为其他实施方式，当摩擦片不需要基体时，可以不设置基体13。
磨损报警系统实施例1：
本实施例所提供的一种风力发电机组偏航制动器摩擦片磨损报警系统，其原理图如图3所示，包括设有常闭触点的继电器K1、电源VCC、摩擦片1、偏航制动盘4和偏航制动器嵌体5。其中摩擦片1采用上述摩擦片实施例所提供的摩擦片；偏航制动盘4接地。摩擦片1设置在偏航制动盘4和偏航制动器嵌体5之间，基体13设置在偏航制动器嵌体5上，绝缘摩擦材料层11与偏航制动盘4接触。继电器K1的线圈的两端分别连接电源端和摩擦片1的导电体12和电源VCC，常闭触点的两端分别连接电源VCC和PLC控制器。电源VCC为风机控制系统的24V直流电源。
当摩擦片1没有达到磨损极限时，导电体12与偏航制动盘4之间通过绝缘摩擦材料11进行隔绝，继电器K1的线圈失电，常闭触点保持闭合，PLC控制器检测到高电平；当摩擦片1的磨损程度达到磨损极限时，导电体12与偏航制动盘4接触，继电器K1线圈得电，常开触点断开，PLC控制器检测到低电平并向风机控制系统发送报警，此时风机控制系统认为摩擦片1需要进行更换，控制风机停机，提醒现场维护人员更换摩擦片1。
在本实施例中，PLC控制器为单独设置的PLC控制器；作为其他实施方式，可以将PLC控制器设为风机控制系统的PLC控制器。
磨损报警系统实施例2：
本实施例所提供的一种风力发电机组偏航制动器摩擦片磨损报警系统，其原理图如图4所示，包括MCU、上拉电阻R、电源VCC、摩擦片1、偏航制动盘4和偏航制动器嵌体5。其中MCU设有输入端口和输出端口，摩擦片1采用上述摩擦片实施例所提供的摩擦片；偏航制动盘4接地。摩擦片1设置在偏航制动盘4和偏航制动器嵌体5之间，基体13设置在偏航制动器嵌体5上，绝缘摩擦材料层11与偏航制动盘4接触。摩擦片1的导电体12连接MCU的输入端口，MCU的输入端口通过上拉电阻R连接电源VCC，MUC的输出端口连接风机控制系统。
当摩擦片1没有达到磨损极限时，导电体12与偏航制动盘4之间通过绝缘摩擦材料11进行隔绝，此时MUC的输入端口为高电平；当摩擦片1的磨损程度达到磨损极限时，导电体12与偏航制动盘4接触。由于偏航制动器4接地，所以此时MUC的输入端口为低电平。MUC通过输出端口向风机控制系统发送报警，风机控制系统认为摩擦片1需要进行更换，控制风机停机，提醒现场维护人员更换摩擦片1。
在本实施例中，MUC的输出端口连接风机控制系统；作为其他实施方式，MUC的输出端口可以连接报警器，当检测到摩擦片1达到磨损极限时，控制报警器发出报警。
作为其他实施方式，可以将偏航制动盘连接电源，将导电体12串接报警触发电路后接地，该技术方案与上述磨损报警实施例1和2的技术方案等同。
以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种风力发电机组偏航制动器摩擦片磨损报警系统，包括摩擦片和偏航制动盘，所述摩擦片包括基体和绝缘摩擦材料层，绝缘摩擦材料层设置在基体上；其特征在于，所述绝缘摩擦材料层中指定厚度处设有导电体；导电体连接摩擦片外部的报警电路，报警电路连接电源，所述偏航制动盘接地；所述报警电路用于根据导电体的电位变化发送报警信号。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组偏航制动器摩擦片磨损报警系统，其特征在于，所述报警电路包括继电器和PLC控制器，继电器的线圈两端连接电源和导电体，继电器的触点两端连接电源端和PLC控制器。
3.根据权利要求2所述的一种风力发电机组偏航制动器摩擦片磨损报警系统，其特征在于，所述PLC控制器为风机控制系统的PLC控制器。
4.根据权利要求1所述的一种风力发电机组偏航制动器摩擦片磨损报警系统，其特征在于，所述报警电路包括MCU，所述导电体连接MCU的输入端子，所述MCU的输入端子通过上拉电阻连接电源。
5.根据权利要求4所述的一种风力发电机组偏航制动器摩擦片磨损报警系统，其特征在于，所述MCU连接风机控制系统或者报警器。
6.根据权利要求1所述的一种风力发电机组偏航制动器摩擦片磨损报警系统，其特征在于，所述绝缘摩擦材料层的指定厚度为摩擦片的磨损极限厚度。
7.一种摩擦片，包括绝缘摩擦材料层，其特征在于，绝缘摩擦材料层的指定厚度处设有导电体。
8.根据权利要求7所述的一种摩擦片，其特征在于，还包括基体，所述绝缘摩擦材料层设置在基体上。
9.根据权利要求7所述的一种摩擦片，其特征在于，所述绝缘摩擦材料层的指定厚度为摩擦片的磨损极限厚度。
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