CN113482851B - 一种风力发电机偏航制动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风力发电设备领域，且公开了一种风力发电机偏航制动器，包括下位安装环板、限定轴承、上位安装环板，下位安装环板和上位安装环板分别与限定轴承的底圈和顶圈固定连接，上位安装环板的顶部与风力发电机的机头固定连接，下位安装环板的底部与风力发电机的机架固定连接。通过驱动上位安装环板整体旋转的联动转轴上轴承套装定位轮，配合下位安装环板底部旋转的旋转环板与定位轮之间连接复位弹簧的结构设计，通过对旋转环板的制动来对上位安装环板的旋转进行制动，利用制动过程中旋转环板在惯性力作用下继续旋转的距离对旋转环板落后于定位轮的距离值进行补偿，提高了控制风力发电机机头偏航的精确度。

Description

一种风力发电机偏航制动器

技术领域

本发明涉及风力发电设备领域，具体为一种风力发电机偏航制动器。

背景技术

风能发电机是将风能转为动能的设备，利用风能的清洁无公害发电，随着环保的提倡，应用越来越多，风力发电机为了提高发电效率，需要设置偏航系统，控制机头始终朝向来风方向，而偏航制动器是机头偏航旋转至来风方向时，进行制动的装置，从而保障机头朝向来访方向。

然而，现有的风力发电机的偏航制动器在制动时，制动过程中因机头旋转的惯性，导致机头在朝向来风方向进行制动时到制动结束后的位置存在偏差，从而风力发电机机头偏航的精确度较低，影响发电效率的问题，现有的风力发电机的偏航制动器对上位安装环板直接进行制动后，偏航电机驱动轴停止旋转后的惯性受到制动时的瞬间阻力较大，容易损坏。

发明内容

本发明提供了一种风力发电机偏航制动器，具备机头偏航位置精确度高以及偏航电机的使用寿命高的优点，解决了背景技术中提到的技术问题。

为实现以上目的，本发明提供如下技术方案予以实现：一种风力发电机偏航制动器，包括下位安装环板、限定轴承、上位安装环板，下位安装环板和上位安装环板分别与限定轴承的底圈和顶圈固定连接，上位安装环板的顶部与风力发电机的机头固定连接，下位安装环板的底部与风力发电机的机架固定连接，所述限定轴承的底圈外侧设有齿圈，所述上位安装环板的外沿设有偏航电机，且偏航电机的驱动轴固定连接有联动转轴，所述联动转轴的底端固定套装有与齿圈啮合的转齿，联动转轴的底端还轴承套装有定位轮，下位安装环板顶部的外沿活动套装有旋转环板，且旋转环板与定位轮之间固定连接有复位弹簧，所述下位安装环板上设有对旋转环板进行制动的制动装置。

可选的，所述下位安装环板顶部的外沿开设有环形槽，且环形槽位于定位轮的正下方，环形槽内腔的底部固定连接有端面轴承，所述端面轴承的顶圈与旋转环板的底部固定连接。

可选的，所述制动装置包括固定套装在下位安装环板上的活塞管，活塞管位于旋转环板的外侧，活塞管内部的因此而活动套装有活塞滑块，活塞管的外侧接通有导油管，活塞滑块远离导油管的一侧固定连接有推轴，且推轴远离活塞滑块的一端延伸至环形槽的内部并固定连接有制动片，制动片的内侧与旋转环板的外侧相适配，活塞滑块远离导油管的一侧与活塞管的内壁之间设有活动套装在推轴的弹簧，且推轴与活塞管的侧面活动套接。

可选的，所述旋转环板的外侧还活动套装有清扫橡胶，所述清扫橡胶的弧长小于制动片的弧长，且清扫橡胶的外侧与制动片的内壁活动连接，清扫橡胶可延伸至旋转环板的内部。

本发明提供了一种风力发电机偏航制动器，具备以下有益效果：

1、该风力发电机偏航制动器，通过驱动上位安装环板整体旋转的联动转轴上轴承套装定位轮，配合下位安装环板底部旋转的旋转环板与定位轮之间连接复位弹簧的结构设计，利用对旋转环板的制动来对上位安装环板的旋转进行制动，利用制动过程中旋转环板在惯性力作用下继续旋转的距离对旋转环板落后于定位轮的距离值进行补偿，并在旋转环板制动静止后，通过复位弹簧的恢复力使得定位轮带动上位安装环板整体复位旋转至旋转环板的正上方，从而有效的降低了上位安装环板旋转调节机头朝向时，制动过程中因惯性导致机头朝向来风方向的位置偏差，从而提高了控制风力发电机机头偏航的精确度，相较于现有的风力发电机直接对旋转的上位安装环板进行制动的方式来说，显著了风电发电机的发电效率。

2、该风力发电机偏航制动器，在机头旋转至朝向来风反向后，偏航电机停止驱动联动转轴旋转以及制动的过程中，制动装置对旋转环板进行制动，而定位轮、转齿、偏航电机、上位安装环板整体继续绕齿圈的轴心旋转，使得复位弹簧进一步被拉拽，从而利用复位弹簧的恢复力作用，对上位安装环板的旋转进行缓冲，从而防止直接制动时，因确保制动距离较短，现有的风力发电机的偏航制动器对上位安装环板直接进行制动后，偏航电机驱动轴停止旋转后的惯性受到制动时的瞬间阻力较大，容易损坏的问题。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明图1下位安装环板的局部结构示意图；

图3为本发明图1结构制动装置示意图；

图4为本发明图1结构下位安装环板的俯视示意图。

图中：1、下位安装环板；101、环形槽；102、旋转环板；103、清扫橡胶；2、限定轴承；201、齿圈；3、上位安装环板；4、偏航电机；401、联动转轴；402、转齿；403、定位轮；5、制动装置；501、活塞管；502、活塞滑块；503、导油管；504、推轴；505、制动片；6、复位弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，一种风力发电机偏航制动器，包括下位安装环板1、限定轴承2、上位安装环板3，下位安装环板1和上位安装环板3分别与限定轴承2的底圈和顶圈固定连接，上位安装环板3的顶部与风力发电机的机头固定连接，下位安装环板1的底部与风力发电机的机架固定连接，上位安装环板3的外沿固定连接有偏航电机4，偏航电机4的驱动轴固定连接有延伸至上位安装环板3下方的联动转轴401，联动转轴401的底端固定套装有转齿402，限定轴承2的底圈外侧固定套装有齿圈201，齿圈201的外沿与转齿402的外沿啮合，联动转轴401的底端轴承套装有位于转齿402下方的定位轮403，下位安装环板1顶部的外沿开设有环形槽101，且环形槽101位于定位轮403的正下方，环形槽101内腔的底部固定连接有端面轴承，且端面轴承的顶圈固定连接有旋转环板102，旋转环板102与定位轮403之间固定连接有复位弹簧6，下位安装环板1的外侧设有制动装置5，制动装置5对旋转环板102进行制动。

偏航电机4驱动联动转轴401带动转齿402旋转，通过固定在限定轴承2底圈外侧的齿圈201限位啮合，上位安装环板3、偏航电机4、联动转轴401、转齿402、定位轮403整体绕齿圈201的轴心旋转，从而调节上位安装环板3上机头的位置，以便将将机头始终调整至朝向来风方向，提高风电机组的发电效率，在定位轮403绕齿圈201的轴心旋转时，通过复位弹簧6的拉拽，使得旋转环板102随之旋转，此时，旋转环板102的旋转距离始终与定位轮403的旋转距离保持一个固定值，即旋转环板102始终落后于定位轮403，且复位弹簧6处于倾斜的拉伸状态，在上位安装环板3旋转至机头朝向来分风向后进行制动时，制动装置5对旋转环板102进行制动，制动过程中旋转环板102在惯性力作用下继续旋转的距离对旋转环板102落后于定位轮403的距离值进行补偿，从而使得制动结束后，旋转环板102能够停在上位安装环板3开始制动时定位轮403附近，并且，在旋转环板102制动静止后，通过复位弹簧6的恢复力使得定位轮403带动上位安装环板3整体复位旋转至旋转环板102的正上方，从而有效的降低了上位安装环板3旋转调节机头朝向时，制动过程中因惯性导致机头朝向来风方向的位置偏差，从而提高了控制风力发电机机头偏航的精确度，相较于现有的风力发电机直接对旋转的上位安装环板3进行制动的方式来说，显著了风电发电机的发电效率，并且，在机头旋转至朝向来风反向后，偏航电机4停止驱动联动转轴401旋转以及制动的过程中，制动装置5对旋转环板102进行制动，而定位轮403、转齿402、偏航电机4、上位安装环板3整体继续绕齿圈201的轴心旋转，使得复位弹簧6进一步被拉拽，从而利用复位弹簧6的恢复力作用，对上位安装环板3的旋转进行缓冲，从而防止直接制动时，因确保制动距离较短，现有的风力发电机的偏航制动器对上位安装环板3直接进行制动后，偏航电机4驱动轴停止旋转后的惯性受到制动时的瞬间阻力较大，容易损坏的问题。

制动装置5包括固定套装在下位安装环板1上的活塞管501，活塞管501位于旋转环板102的外侧，活塞管501内部的因此而活动套装有活塞滑块502，活塞管501的外侧接通有导油管503，活塞滑块502远离导油管503的一侧固定连接有推轴504，且推轴504远离活塞滑块502的一端延伸至环形槽101的内部并固定连接有制动片505，制动片505的内侧与旋转环板102的外侧相适配，活塞滑块502远离导油管503的一侧与活塞管501的内壁之间设有活动套装在推轴504的弹簧，且推轴504与活塞管501的侧面活动套接，在制动时，偏航电机4停止驱动联动转轴401旋转的同时，制动控制系统通过导油管503向活塞管501内充入液压油，使得活塞滑块502带动推轴504、制动片505整体朝向环形槽101内侧的旋转环板102移动，从而对旋转环板102进行制动，进而对上位安装环板3上安装的机头进行制动，使得机头保持在朝向来风方向。

所述旋转环板102的外侧还活动套装有清扫橡胶103，所述清扫橡胶103的弧长小于制动片505的弧长，且清扫橡胶103的外侧与制动片505的内壁活动连接，清扫橡胶103可延伸至旋转环板102的内部，在旋转环板102旋转时，利用清扫橡胶103对制动片505的清扫，以便清理上次制动后，制动片505上的碎屑，从而提高制动片505的使用寿命，且在制动时，若清扫橡胶103处于制动片505处，在制动片505的压力作用下，清扫橡胶103移动至旋转环板102内。

工作时，风力发电机机头朝向的来风方向发生改变时，偏航控制系统控制偏航电机4驱动联动转轴401带动转齿402旋转，使得上位安装环板3整体绕齿圈201的轴心旋转，至上位安装环板3上的机头重新旋转至朝向来风方向时，偏航电机4停止驱动联动转轴401旋转，同时，制动控制系统通过导油管503向活塞管501内充入液压油，使得活塞滑块502带动推轴504、制动片505整体朝向旋转环板102移动，从而使得制动片505贴合旋转环板102进行制动，并在旋转环板102制动静止后，通过复位弹簧6的恢复力使得定位轮403带动上位安装环板3整体复位旋转至旋转环板102的正上方，即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种风力发电机偏航制动器，包括下位安装环板（1）、限定轴承（2）、上位安装环板（3），下位安装环板（1）和上位安装环板（3）分别与限定轴承（2）的底圈和顶圈固定连接，上位安装环板（3）的顶部与风力发电机的机头固定连接，下位安装环板（1）的底部与风力发电机的机架固定连接，其特征在于：所述限定轴承（2）的底圈外侧设有齿圈（201），所述上位安装环板（3）的外沿设有偏航电机（4），且偏航电机（4）的驱动轴固定连接有联动转轴（401），所述联动转轴（401）的底端固定套装有与齿圈（201）啮合的转齿（402），联动转轴（401）的底端还轴承套装有定位轮（403），下位安装环板（1）顶部的外沿活动套装有旋转环板（102），且旋转环板（102）与定位轮（403）之间固定连接有复位弹簧（6），所述下位安装环板（1）上设有对旋转环板（102）进行制动的制动装置（5），所述下位安装环板（1）顶部的外沿开设有环形槽（101），且环形槽（101）位于定位轮（403）的正下方，环形槽（101）内腔的底部固定连接有端面轴承，所述端面轴承的顶圈与旋转环板（102）的底部固定连接，所述制动装置（5）包括固定套装在下位安装环板（1）上的活塞管（501），活塞管（501）位于旋转环板（102）的外侧，活塞管（501）内部的因此而活动套装有活塞滑块（502），活塞管（501）的外侧接通有导油管（503），活塞滑块（502）远离导油管（503）的一侧固定连接有推轴（504），且推轴（504）远离活塞滑块（502）的一端延伸至环形槽（101）的内部并固定连接有制动片（505），制动片（505）的内侧与旋转环板（102）的外侧相适配，活塞滑块（502）远离导油管（503）的一侧与活塞管（501）的内壁之间设有活动套装在推轴（504）的弹簧，且推轴（504）与活塞管（501）的侧面活动套接。

2.根据权利要求1所述的一种风力发电机偏航制动器，其特征在于：所述旋转环板（102）的外侧还活动套装有清扫橡胶（103），所述清扫橡胶（103）的弧长小于制动片（505）的弧长，且清扫橡胶（103）的外侧与制动片（505）的内壁活动连接，清扫橡胶（103）可延伸至旋转环板（102）的内部。

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