CN201747526U - 一种垂直轴风力发电机的制动结构 - Google Patents

一种垂直轴风力发电机的制动结构 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及垂直风力发电机,尤其是一种垂直轴风力发电机的制动结构。包括发电机，和风轮垂直轴连接的刹车装置，以刹车电磁阀控制的刹车制动臂或刹车制动碟，摩擦片；所述刹车装置是刹车箍或刹车盘；其特征在于，所述刹车电磁阀至少由刹车电磁阀(11A)和刹车电磁阀(11B)组成，刹车电磁阀(11A)推动刹车制动臂(4)；刹车电磁阀(11B)拉伸刹车制动臂(4)；刹车制动臂(4)中部设有制动臂回转中心(41)。采用本实用性新型的制动结构解决了较大型垂直轴风力发电机制动机构体积庞大的问题。该结构可在不增加制动器体积的条件下有效增加刹车力。

Description

一种垂直轴风力发电机的制动结构
技术领域
本实用新型涉及垂直风力发电机,尤其是一种用于垂直轴风力发电机的制动结构。
背景技术
由于风力发电机都在恶劣气候条件下使用，为了抵御强台风，通常风机都需要具有制动刹车功能。现有的垂直轴风力发电机中，使用内涨式、碟式或外抱式制动器，例如CN101482097A, 公开一种用于垂直轴风力发电机的制动系统，包括与发电机的转子轴或风轮垂直轴连接的刹车装置，以刹车电磁阀控制的刹车制动臂或刹车制动闸，摩擦片；所述刹车装置是刹车箍或刹车盘。当风速超过最大发电风速需要刹车时，启动刹车电磁阀，所述刹车电磁阀控制刹车制动臂或刹车制动碟，通过摩擦片作用，使得刹车装置刹车。当风速低于刹车风速不需刹车时，刹车电磁阀关闭，所述刹车电磁阀控制刹车制动臂或刹车制动碟，保持初始状态。
上述制动结构中，还包括安全销和控制该安全销的安全销电磁阀。当风速超过最大发电风速需要刹车或设备需要维护时，启动刹车电磁阀，所述刹车电磁阀控制刹车制动臂或刹车制动碟，通过摩擦片作用，使得刹车装置刹车；启动安全销电磁阀，控制安全销插入对应的槽口，然后电磁阀关闭。当风速低于刹车风速不需长时间刹车时，启动安全销电磁阀，控制安全销从对应的槽口拔出，恢复到初始状态。
该类刹车结构在不改变垂直风机抗风能力的前提下，有效降低垂直轴风机在强风速时的振动，提高垂直轴风力发电机的安全性和可靠性。
此外WO2010/083724，公开了安全锁装置。当上述安全销电磁阀收到刹车指令后，安全销顶出，推动安全锁装置锁定刹车装置而达到刹车功能，可有效延长安全销的使用寿命并降低故障率。该安全锁装置为一悬臂结构，一端固定，另一端设有一个突起，突起中的一个面为工作面和刹车箍上的加强筋一起用于锁定刹车箍，该悬臂结构中设有弹簧，在不刹车时安全锁和刹车箍处于松开，保持风机自由状态，刹车时安全销顶出，推动安全锁锁定刹车箍。
当上述安全销电磁阀收到刹车指令后，安全销顶出，推动安全锁装置锁定刹车装置进行刹车，可有效延长安全销的使用寿命并降低故障率。反之，当需解除刹车时，关闭安全销电磁阀电路，安全销电磁阀恢复原始状态，安全销落下，解除安全锁装置的刹车作用，风机恢复运转。
但随着风机功率的增加，例如10KW以上的垂直轴风力发电机，要求风机的刹车电磁阀的功率也相应增加许多，导致制动刹车机构体积庞大，因此需解决较大型垂直轴风力发电机的制动机构刹车装置体积庞大的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术的缺点，提出一种解决较大型垂直轴风力发电机制动机构体积庞大的问题。
本实用新型的具体技术方案是：
一种垂直轴风力发电机的制动结构，包括发电机，和风轮垂直轴连接的刹车装置，以刹车电磁阀或液压阀控制的刹车制动臂或刹车制动碟，摩擦片；所述刹车装置是刹车箍或刹车盘；所述刹车电磁阀或液压阀至少由刹车电磁阀或液压阀11A和刹车电磁阀或液压阀11B组成，刹车电磁阀或液压阀11A推动刹车制动臂4；刹车电磁阀或液压阀11B拉伸刹车制动臂4；刹车制动臂4中部设有制动臂回转中心41。刹车臂4可绕其回转中心转动。
进一步的，上述垂直轴风力发电机的制动结构中设有安全销和控制该安全销的安全销电磁阀。
刹车箍或刹车盘安装在垂直轴风力发电机风轮的主轴上，风轮的主轴也可以是发电机轴，可使用内涨式、碟式或外抱式制动器，刹车箍或刹车盘的中心轴轴向方向垂直于地面。
安全销由单推的电磁阀和可以围绕端点转动的挡快和挡快基座组成；安全销的轴垂直于地面。
刹车动力采用电磁阀或液压阀，其工作原理是，当风机需要刹车时，电磁阀或液压阀启动，刹车电磁阀或液压阀11A推动刹车臂，刹车电磁阀或液压阀11B拉动刹车臂，两者结合，共同产生制动力刹停风力发电机，当风机停止运转后，安全销电磁阀控制安全销顶出，推动挡快阻挡风轮转动。上述刹车电磁阀或液压阀11A、刹车电磁阀或液压阀11B和刹车制动臂4为短时间停车提供刹车动力；安全销用于长时间停车。
采用本实用性新型的制动结构解决了较大型垂直轴风力发电机制动机构体积庞大的问题。
附图说明
图1是本实用新型制动器制动结构示意图。
符号说明：
11A-刹车电磁阀；11B-刹车电磁阀；22-安全销电磁阀；3-刹车箍、刹车盘；4-刹车制动臂；41-制动臂回转中心；6-摩擦片；7-手动制动柄。
具体实施方式
实施例1：
如图1，是内转子外抱式制动器的结构示意图。包括发电机，和风轮垂直轴连接的刹车装置，以刹车电磁阀控制的刹车制动臂，摩擦片；所述刹车装置是刹车盘；刹车盘安装在垂直轴风力发电机风轮的主轴上，刹车盘的中心轴轴向方向垂直于地面。所述刹车电磁阀由刹车电磁阀11A和刹车电磁阀11B组成，刹车电磁阀11A推动刹车制动臂4；刹车电磁阀11B拉伸刹车制动臂4；刹车制动臂4安装在发电机侧面，刹车制动臂4中部设有制动臂回转中心41，刹车臂4可绕其回转中心转动。刹车电磁阀11A和11B到回转中心41的投影距离为刹车制动臂的力臂L1和L2，刹车力大小等于刹车电磁阀11A的推力乘以L2/L和刹车电磁阀11B的拉力乘以L1/L之和，再乘以摩擦片的摩擦系数。刹车电磁阀11A和11B可同时受控或单独受控，或先后受控，以达到调节刹车力的目的。
制动结构还设有安全销和控制该安全销的安全销电磁阀。安全销由单推的电磁阀和可以围绕端点转动的挡快和挡快基座组成；安全销的轴垂直于地面。
为进一步的确保安全，本实用新型制动结构中设置有手动制动柄。
刹车动力采用电磁阀，当风速超过预先设定的刹车风速需要刹车时（刹车风速），启动刹车电磁阀，刹车电磁阀11A推动刹车臂，刹车电磁阀11B拉动刹车臂，两者结合，共同产生制动力刹停风力发电机，通过摩擦片6作用，使得刹车装置刹车。当风速低于刹车风速不需刹车时，关闭刹车电磁阀11A和刹车电磁阀11B，控制刹车制动臂，恢复到初始状态。当风速超过刹车风速需要长时间刹车或设备需要维护时，启动刹车电磁阀11A和刹车电磁阀11B，所述刹车电磁阀控制刹车制动臂4，通过摩擦片6作用，使得刹车装置刹车；然后电磁阀关闭，启动安全销电磁阀22，控制安全销插入对应的槽口。当风速低于刹车风速不需长时间刹车时，启动安全销电磁阀22，控制安全销从对应的槽口拔出，恢复到初始状态。
电磁阀为电压调节。通过测得发电机的整流电压，判断是否大于设定值，再通过控制刹车电磁阀电路，启动刹车制动臂进行短时刹车，再通过控制安全销电磁阀电路，推动安全销进行长时刹车，若干分钟后刹车电磁阀电路关闭，刹车电磁阀恢复原始状态，解除短时刹车。延时若干小时后，关闭安全销电磁阀电路，安全销电磁阀恢复原始状态，安全销解除长时刹车，风机恢复运转。
实施例2：
采用双向碟式制动器的结构。其中，刹车装置是刹车盘，刹车碟是双向碟，其它与实施例1相同。其刹车盘安装在发电机上端面并平行与地面，安全销位于刹车盘下部的双向碟式制动器的结构示意图，该刹车结构的优点是刹车盘的重量较轻。
实施例3：
采用单向碟式制动器的结构。其中，刹车装置是刹车盘，刹车碟是单向碟，其它与实施例1相同，其刹车盘安装在发电机上端面并平行与地面，安全销位于刹车盘下部的单向碟式制动器的结构示意图，该刹车结构的优点是刹车盘的重量较轻。
实施例4：
风轮的主轴也是发电机轴，采用内涨式制动器的结构，刹车装置是刹车箍；其它与实施例1相同。
实施例5：
其它与实施例1相同，区别于实施例1的是：在安全销的顶部设有安全锁装置，该安全锁装置为一悬臂结构，一端固定，另一端设有一个突起，突起中的一个面为工作面和刹车箍上的加强筋一起用于锁定刹车箍，该悬臂结构中设有弹簧，在不刹车时安全锁和刹车箍处于松开，保持风机自由状态，刹车时安全销顶出，推动安全锁锁定刹车箍。
当上述安全销电磁阀收到刹车指令后，安全销顶出，推动安全锁装置锁定刹车装置进行刹车，可有效延长安全销的使用寿命并降低故障率。反之，当需解除刹车时，关闭安全销电磁阀电路，安全销电磁阀恢复原始状态，安全销落下，解除安全锁装置的刹车作用，风机恢复运转。
采用本实用性新型的制动结构解决了较大型垂直轴风力发电机制动机构体积庞大的问题。该结构可在不增加制动器体积的条件下有效增加刹车力。 

Claims (3)

1.一种垂直轴风力发电机的制动结构，包括发电机，和风轮垂直轴连接的刹车装置，以刹车电磁阀控制的刹车制动臂或刹车制动碟，摩擦片；所述刹车装置是刹车箍或刹车盘；其特征在于，所述刹车电磁阀至少由刹车电磁阀（11A）和刹车电磁阀（11B）组成，刹车电磁阀（11A）推动刹车制动臂（4）；刹车电磁阀（11B）拉伸刹车制动臂（4）；刹车制动臂（4）中部设有制动臂回转中心（41）。
2.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机的制动结构，其特征在于，设有安全销和控制该安全销的安全销电磁阀。
3.根据权利要求2所述的一种用于垂直轴风力发电机的制动结构，其特征在于，所述的安全销的轴向垂直于地面。
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CN102477942A (zh) * 2010-10-19 2012-05-30 江苏三斯风电科技有限公司 一种风能电机专用双吸持式制动装置
CN103688051A (zh) * 2011-10-11 2014-03-26 三菱重工业株式会社 风车旋转翼的转向装置及具备其的风力发电装置
CN106988968A (zh) * 2017-03-08 2017-07-28 浙江大学 风力发电设备风轮机械锁对孔装置

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