CN202883244U - 一种风力发电机负载接入式安全制动装置 - Google Patents

一种风力发电机负载接入式安全制动装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及风力发电机领域，尤其是一种风力发电机负载接入式安全制动装置，包括发电机转轴，焊接于发电机转轴上刹车盘，液压刹车钳，测速传感器，以及负载接入系统，解决了现有技术液压钳制动无法在风轮高速运转时安全、迅速制动的问题。

Description

一种风力发电机负载接入式安全制动装置
技术领域
本实用新型属于风力发电领域，具体涉及一种风力发电机负载接入式安全制动装置。
背景技术
风力发电是当前解决能源问题的一个热门领域，因其清洁、可持续性而备受各国关注。风力发电过程中需要注意的一个重要问题是当风速过大，风轮转速过快时，怎样制动。传统的制动方式有两种：风向偏航制动和液压刹车制动。风向偏航是指：当正在运行中的风电机组需要停机或风速过大时，风机偏航控制系统启动，旋转叶片连接轴使风轮叶片偏离迎风面，从而降低风轮转速。液压刹车是指：当风轮转速大系统设定值时，启动液压刹车，液压刹车钳加紧刹车盘，两者之间的摩擦力使得风轮完全停止转动。
风向偏航的偏航控制系统和执行机构比较复杂，控制环节多，故障率也随之增加。如果在风机急需停机时，风机的偏航系统失灵，那就只能依靠增加并网功率降低风轮转速，在水平轴风电系统中当发电机转速低于200r/min时，发电机端口输出电压就会低于并网变流器的并网电压下限值，变流器将自动脱网。这时发电机就会失去载荷，转速急剧升高，造成危险。而液压刹车是利用液压钳加紧刹车盘进行强制制动，当风轮转速过高时，对风轮传动结构机械冲击大，也容易造成刹车盘和液压钳之间的磨损。因此，液压制动多用于发电机在低转速下启动。
风力发电机组最可怕的事故就是制动系统失灵，风轮失速高速旋转，超出传动结构的承载能力使风叶转飞，塔筒倒塌。一次这样的事故如果没有人员伤亡，直接经济损失可以达到100-300万元人民币。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种风力发电机负载接入式安全制动装置，解决了现有技术尤其是液压刹车技术无法在风力发电机的风轮高速运转时安全、迅速制动的问题。
本实用新型所采用的技术方案是：一种风力发电机负载接入式安全制动装置，包括发电机转轴1，焊接于发动机转轴上的刹车盘2，以及设置于刹车盘2两侧的两个液压刹车钳3，两个液压钳控制器4对应连接于液压钳3的下端；发电机控制系统5与液压钳控制器4以导线相连；刹车盘2的边缘穿过刹车钳3的开口；发电机安全制动装置还包括设置于发电机转轴侧面的测速传感器6，以及连接于液压钳控制器4的负载接入系统7。
其中，负载接入系统7包括与测速传感器6以导线相连的电磁开关702，以及与所述电磁开关702用导线连接的制动负载柜701。
优选的，制动负载柜701为电阻负载柜或电感负载柜。
本实用新型的有益效果是：实现了风力发电机风轮的高效非接触式柔性制动，提高了风力发电的安全性。
附图说明
图1是现有技术的结构示意图；
图2是本实用新型的结构示意图；
图3是本实用新型的电路连接示意图；
其中，1发电机转轴，2刹车盘，3液压刹车钳，4液压钳控制器，5发电机控制系统，6测速传感器，7负载接入系统，501励磁装置，502电控柜，503，馈线柜，504并网变流器，701制动负载柜，702电磁开关。
具体实施方式
如图2所示，当风力过大，风力发电机的转速升高，导致风电机组脱网或电控系统失去控制，此时测速传感器6检测到风轮的转速达到预先设置的极限转速，与测速传感器6相连的电磁开关702自动触发，这样液压钳控制器4、发电机控制系统5就与制动负载柜701接通，然后通过制动负载柜701消耗风力发电机的能量，当测速传感器6测得风轮的转速低于10r/min时，电磁开关702断开，同时发电机控制系统5中的电控柜502输出开关量信号触发液压液压钳控制器4启动，液压刹车钳3的开口闭合，通过与刹车盘2摩擦，使得风轮完全停止。
如果当风力发电机正常运转时，需要停机，可以通过电控柜502控制并网变流器504加大并网功率，待测速传感器6测得发电机转速下降到并网变流器504即将脱网时，电控柜502输出一路开关量信号触发电磁开关702动作，接通制动负载柜701，然后通过制动负载柜701消耗风力发电机的能量，当测速传感器6测得风轮的转速低于10r/min时，电磁开关702断开，同时发电机控制系统5中的电控柜502输出开关量信号触发液压液压钳控制器4启动，液压刹车钳3的开口闭合，通过与刹车盘2摩擦，使得风轮完全停止。
更优的，在负载接入系统7与励磁装置501和馈线柜503共同作用，通过励磁装置501调节励磁电流的大小，可以实现柔性制动，其制动力的大小与发电机励磁电流的大小成正比。
经过现场试验，采用此本实用新型，发电机从300r/min降低到10r/min以下需要100秒钟。然后启动液压刹车，整个制动过程不超过3分钟。

Claims (3)

1.一种风力发电机负载接入式安全制动装置，包括发电机转轴（1），焊接于发动机转轴上的刹车盘（2），以及设置于所述刹车盘（2）两侧的两个液压刹车钳（3），两个液压钳控制器（4）对应连接于所述液压钳（3）的下端；发电机控制系统（5）与所述液压钳控制器（4）以导线相连；所述刹车盘（2）的边缘穿过所述刹车钳（3）的开口；其特征在于，所述发电机安全制动装置还包括设置于所述发电机转轴侧面的测速传感器（6），以及连接于所述液压钳控制器（4）的负载接入系统（7）。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机负载接入式安全制动装置，其特征在于所述负载接入系统（7）包括与测速传感器（6）以导线相连的电磁开关（702），以及与所述电磁开关（702）用导线连接的制动负载柜（701）。
3.根据权利要求2所述的一种风力发电机负载接入式安全制动装置，其特征在于所述制动负载柜（701）为电阻负载柜或电感负载柜。
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