CN220118542U - 风力发电机组远程自动刹车机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了风力发电机组远程自动刹车机构，包括电磁制动盘，所述电磁制动盘，电磁制动盘一侧设置有控制机柜，控制机柜一侧设置有风速传感器，风速传感器与控制机柜电性连接；电磁制动盘包括固定座和固定块，固定座和固定块内部贯穿连接有发动机轴，固定座内部设置有第一电磁铁，第一电磁铁与控制机柜电性连接，固定座内侧活动连接有活动块，活动块和固定块内壁设置有活动制动组件和固定制动组件；活动制动组件包括主摩擦块和补偿摩擦块。本装置在实现远程控制电磁制动盘的同时可以实现电磁制动盘的补偿摩擦块的自动替补，从而避免电磁制动盘的主摩擦块磨损导致的制动效果变差甚至无法制动的问题出现。

Description

风力发电机组远程自动刹车机构

技术领域：

本实用新型涉及风力发电机组技术领域，具体为风力发电机组远程自动刹车机构。

背景技术：

风力发电机组是将风的动能转换为电能的系统；风力发电机组包括风轮、发电机；风轮中含叶片、轮毂、加固件等组成；它有叶片受风力旋转发电、发电机机头转动等功能。

专利号为201810032201.8的专利公开了风力发电机远程监控系统，解决了不在风力发电机现场的值班人员无法及时了解风力发电机发生故障时的运行状况问题，其技术方案要点是：包括风力发电机、与风力发电机连接的控制单元、与控制单元连接供值班人员远程实时监控发电机运行状况的远程监控终端；控制单元包括检测风力发电机的运行状况并输出感应信号T1-n的运行异常感应模块、连接于运行异常感应模块并受控于感应信号T1-n对风力发电机进行制动保护的运行异常制动模块、对风力发电机的异常运行数据进传输至远程监控终端的运行数据传输模块，便于不在风力发电机现场的值班人员第一时间了解风力发电机发生故障时的运行状况。

上述专利虽然实现了对风力发电机远程监控，以及远程制动，但对于风力发电机的制动时使用电磁制动盘的摩擦块使用寿命有限，在摩擦块出现磨损情况时则会导致制动效果变差甚至无法制动的问题出现，由于电磁制动盘的使用高度因素，对于紧急制动时再去更换摩擦块则无法达到使用需求，因此需要进行改进。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供风力发电机组远程自动刹车机构，以解决上述背景技术提出的电磁制动盘摩擦块易磨损不能及时更换的问题。

本实用新型由如下技术方案实施：风力发电机组远程自动刹车机构，包括电磁制动盘，所述电磁制动盘，电磁制动盘一侧设置有控制机柜，控制机柜一侧设置有风速传感器，风速传感器与控制机柜电性连接；

电磁制动盘包括固定座和固定块，固定座和固定块内部贯穿连接有发动机轴，固定座内部设置有第一电磁铁，第一电磁铁与控制机柜电性连接，固定座内侧活动连接有活动块，活动块和固定块内壁设置有活动制动组件和固定制动组件；

活动制动组件包括主摩擦块和补偿摩擦块。

优选的，所述控制机柜内部设置有AC-DC电源，AC-DC电源一侧设置有智能数据转换模块，智能数据转换模块一侧设置有电压模拟量输出a模块，AC-DC电源底侧设置有电压模拟量输出b模块，电压模拟量输出b模块一侧设置有远程通信GPRS模块，远程通信GPRS模块底侧设置有接线端子。

优选的，所述控制机柜一端铰接有门体，门体上设置有可编程序控制模块。

优选的，所述电磁制动盘还包括伸缩杆，固定座的一侧开设有凹槽，所述凹槽内部固定连接有伸缩杆和弹簧，伸缩杆一侧套设有套筒，套筒和弹簧一侧均与活动块固定连接。

优选的，所述活动块和固定块内侧均开设有凹槽，所述凹槽内部固定连接有屏蔽层，屏蔽层的材质为金属屏蔽壳，所述凹槽内壁固定连接有固定环。

优选的，所述固定环一侧设置有固定套，固定套内部螺纹连接有螺杆，螺杆内部嵌有铁块，螺杆一侧与补偿摩擦块固定连接，螺杆另一侧位于固定环内部。

优选的，所述固定环内壁开设有凹槽，所述凹槽内部固定连接有电机，电机的轴上固定连接有第二电磁铁，第二电磁铁与铁块磁性连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)、本装置在实现远程控制电磁制动盘的同时可以实现电磁制动盘的补偿摩擦块的自动替补，从而避免电磁制动盘的主摩擦块磨损导致的制动效果变差甚至无法制动的问题出现。

(2)、本装置通过在活动块和固定块上分别设置活动制动组件和固定制动组件，而活动制动组件和固定制动组件还包括主摩擦块和补偿摩擦块，补偿摩擦块通过电磁控制，在主摩擦块磨损后补偿摩擦块可以及时补充，从而避免主摩擦块磨损导致的制动效果变差以及无法制动的现象出现。

(3)、本装置通过在补偿摩擦块上固定螺杆，再将螺杆与固定套螺纹连接，补偿摩擦块内部嵌有铁块通过电机和第二电磁铁的驱动，可以实现螺杆的自动转动，由此推动补偿摩擦块靠近发动机轴，替补主摩擦块进行紧急制动。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型风力发电机组远程自动刹车机构结构示意图；

图2为本实用新型风力发电机组远程自动刹车机构的电磁制动盘剖视图；

图3为本实用新型风力发电机组远程自动刹车机构的图2中A处放大图；

图4为本实用新型风力发电机组远程自动刹车机构的固定环与螺杆连接结构示意图；

图5为本实用新型风力发电机组远程自动刹车机构的系统图。

图中：1、电磁制动盘；101、固定座；102、伸缩杆；103、第一电磁铁；104、弹簧；105、套筒；106、活动块；107、固定块；108、固定制动组件；109、活动制动组件；1091、主摩擦块；1092、屏蔽层；1093、螺杆；1094、固定环；1095、固定套；1096、补偿摩擦块；1097、电机；1098、第二电磁铁；1099、铁块；2、可编程序控制模块；3、控制机柜；4、风速传感器；5、AC-DC电源；6、智能数据转换模块；7、电压模拟量输出a模块；8、电压模拟量输出b模块；9、远程通信GPRS模块；10、接线端子；11、门体；12、发动机轴。

具体实施方式：

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-5，本实用新型提供技术方案：风力发电机组远程自动刹车机构，包括电磁制动盘1，电磁制动盘1，电磁制动盘1一侧设置有控制机柜3，控制机柜3内部设置有AC-DC电源5，AC-DC电源5一侧设置有智能数据转换模块6，智能数据转换模块6一侧设置有电压模拟量输出a模块7，AC-DC电源5底侧设置有电压模拟量输出b模块8，电压模拟量输出b模块8一侧设置有远程通信GPRS模块9，远程通信GPRS模块9底侧设置有接线端子10；此结构AC-DC电源 5、智能数据转换模块 6、电压模拟量输出a模块 7、电压模拟量输出b模块 8、远程通信GPRS模块 9、接线端子10经优化设计并合理排布后，集成于控制机柜3内部。

在一实施例中，控制机柜3一端铰接有门体11，控制机柜3后端铰接有门体11，门体11上设置有可编程序控制模块2，门体11与可编程序控制模块2一体连接；在风力发电机运行的过程中，风速传感器4将测量到的风速信号转换为模拟量信号，再通过智能数据转换模块6变为数字信号传送至可编程序控制模块2，以及通过远程通信GPRS模块9传送至远程控制计算机系统及手机APP软件中，AC-DC电源5为机构所有部件的运行提供电能，当风速超过安全风速设定值时，可编程序控制模块2或位于远程计算机及手机APP的远程控制程序将会发出指令，控制电压模拟量输出a模块7，电压模拟量输出b模块8共同作用，逐渐产生控制电压信号，控制安装于风力发电机上的电磁制动盘1逐渐吸合，从而缓慢地将风力发电机的风轮由高转速降为低转速，直至停止，保护机组不受损坏，当风速降低至安全风速区段时，可编程序控制模块2或位于远程计算机及手机APP的控制程序发出指令，控制电磁制动盘1释放，使风力发电机恢复正常运行状态。

在一实施例中，电磁制动盘1安装于风力发动机轴后部，电磁制动盘1右侧设置有控制机柜3，控制机柜3一侧设置有风速传感器4，控制机柜3右侧设置有风速传感器4，风速传感器4安装于测风塔杆顶端，风速传感器4与控制机柜3电性连接，风速传感器4使用适宜规格的电缆连接至接线端子10上；电磁制动盘1采用了远程智能化识别设计，能够对刹车风速进行有效地识别，即对发动机轴12造成损害的极大风速为时大时小，处于安全风速与危险风速的临界状态时，可编程序控制模块2不启动电磁制动盘1进行刹车，避免发动机轴12出现时而刹车时而运行的振动状态，从而保证了风力发电机的稳定运行，当持续的极大风速出现，并达到触发刹车控制策略的条件后，远程控制电磁制动盘1即刻进行刹车控制，保护风力发电机不受损害。

在一实施例中，电磁制动盘1采用柔性控制策略，即可编程序控制模块2可以通过控制电压缓慢上升的方式来控制电磁制动盘1逐渐吸合，使发动机轴12的转速逐渐的降低直至停止，避免了发动机轴12突然停止产生对叶片根部的冲击损坏；电磁制动盘1采用了双机热备的运行模式，即位于现场控制器内的可编程序控制模块2，和远程计算机控制程序或手机APP程序控制的远程通信GPRS模块9为双通道实时备份控制程序，当其中一个通道控制程序出现故障时，另一个通道将接管风力发电机刹车控制程序，在破坏性风况来临时电磁制动盘1，当两个通道的控制程序均出现故障时，紧急制动程序将控制风力发电机自动刹车，待故障排除后，在启动风力发电机运行，从而更加有效地对机组进行保护。

在一实施例中，电磁制动盘1包括固定座101和固定块107，电磁制动盘1还包括伸缩杆102，固定座101的一侧开设有凹槽，固定座101右侧开设有凹槽，凹槽内部固定连接有伸缩杆102和弹簧104，固定座101与伸缩杆102和弹簧104均焊接固定，伸缩杆102一侧套设有套筒105，伸缩杆102右侧伸缩连接有套筒105，伸缩杆102和套筒105外壁套设有弹簧104，套筒105和弹簧104一侧均与活动块106固定连接，套筒105和弹簧104的右侧与活动块106固定；此结构通过设置弹簧104可以在第一电磁铁103关闭后支撑活动块106向固定块107靠近，而设置伸缩杆102和套筒105则可以避免弹簧104过度弯曲变形，起到限位的作用；活动块106和固定块107内侧均开设有凹槽，凹槽内部固定连接有屏蔽层1092，屏蔽层1092的材质为金属屏蔽壳，凹槽内壁固定连接有固定环1094；此结构通过设置屏蔽层1092可以屏蔽部分磁力，减小零件之间在磁力的因素下相互影响。

在一实施例中，固定环1094一侧设置有固定套1095，固定环1094右侧设置有固定套1095，固定套1095内部螺纹连接有螺杆1093，螺杆1093内部嵌有铁块1099，螺杆1093一侧与补偿摩擦块1096固定连接，螺杆1093右侧与补偿摩擦块1096固定连接，螺杆1093另一侧位于固定环1094内部，螺杆1093左侧插入固定环1094中与固定环1094不接触，固定套1095与活动块106固定连接；固定环1094内壁开设有凹槽，凹槽内部固定连接有电机1097，固定环1094与电机1097外壁固定连接，电机1097的轴上固定连接有第二电磁铁1098，第二电磁铁1098与铁块1099磁性连接；此结构可以通过电机1097驱动第二电磁铁1098转动，使第二电磁铁1098在转动过程中驱动螺杆1093在固定套1095上旋转，从而使螺杆1093可以横向移动，使补偿摩擦块1096向发动机轴12靠近实现替补制动。

在一实施例中，固定座101和固定块107内部贯穿连接有发动机轴12，固定座101与发动机轴12固定连接，发动机轴12与固定块107不接触，固定块107与风力发动机组壳体固定，固定座101内部设置有第一电磁铁103，第一电磁铁103与控制机柜3电性连接，固定座101内侧活动连接有活动块106，活动块106可以向右侧活动，活动块106和固定块107内壁设置有活动制动组件109和固定制动组件108，活动制动组件109与固定制动组件108结构相同，活动制动组件109包括主摩擦块1091和补偿摩擦块1096；本装置通过主摩擦块1091实现发动机轴12的日常制动，补偿摩擦块1096作为主摩擦块1091磨损时的替补使用。

工作原理：在风力发电机运行的过程中，风速传感器4将测量到的风速信号转换为模拟量信号，再通过智能数据转换模块6变为数字信号传送至可编程序控制模块2，以及通过远程通信GPRS模块9传送至远程控制计算机系统及手机APP软件中，AC-DC电源5为机构所有部件的运行提供电能，当风速超过安全风速设定值时，可编程序控制模块2或位于远程计算机及手机APP的远程控制程序将会发出指令，控制电压模拟量输出a模块7，电压模拟量输出b模块8共同作用，逐渐产生控制电压信号，控制安装于风力发电机上的电磁制动盘1逐渐吸合，从而缓慢地将风力发电机的风轮由高转速降为低转速，直至停止，保护机组不受损坏，当风速降低至安全风速区段时，可编程序控制模块2或位于远程计算机及手机APP的控制程序发出指令，控制电磁制动盘1释放，使风力发电机恢复正常运行状态；而当电磁制动盘1长期使用后主摩擦块1091出现制动效果降低以及无法制动的问题时，则启动电机1097，使电机1097驱动第二电磁铁1098转动，第二电磁铁1098在转动过程中通过磁力驱动螺杆1093和铁块1099转动，螺杆1093在转动的过程中则推动补偿摩擦块1096向右侧移动靠近发动机轴12，使补偿摩擦块1096位置超过主摩擦块1091实现替补制动。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.风力发电机组远程自动刹车机构，包括电磁制动盘(1)，其特征在于：所述电磁制动盘(1)，电磁制动盘(1)一侧设置有控制机柜(3)，控制机柜(3)一侧设置有风速传感器(4)，风速传感器(4)与控制机柜(3)电性连接；

电磁制动盘(1)包括固定座(101)和固定块(107)，固定座(101)和固定块(107)内部贯穿连接有发动机轴(12)，固定座(101)内部设置有第一电磁铁(103)，第一电磁铁(103)与控制机柜(3)电性连接，固定座(101)内侧活动连接有活动块(106)，活动块(106)和固定块(107)内壁设置有活动制动组件(109)和固定制动组件(108)；

活动制动组件(109)包括主摩擦块(1091)和补偿摩擦块(1096)。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组远程自动刹车机构，其特征在于：所述控制机柜(3)内部设置有AC-DC电源(5)，AC-DC电源(5)一侧设置有智能数据转换模块(6)，智能数据转换模块(6)一侧设置有电压模拟量输出a模块(7)，AC-DC电源(5)底侧设置有电压模拟量输出b模块(8)，电压模拟量输出b模块(8)一侧设置有远程通信GPRS模块(9)，远程通信GPRS模块(9)底侧设置有接线端子(10)。

3.根据权利要求1所述的风力发电机组远程自动刹车机构，其特征在于：所述控制机柜(3)一端铰接有门体(11)，门体(11)上设置有可编程序控制模块(2)。

4.根据权利要求1所述的风力发电机组远程自动刹车机构，其特征在于：所述电磁制动盘(1)还包括伸缩杆(102)，固定座(101)的一侧开设有凹槽，所述凹槽内部固定连接有伸缩杆(102)和弹簧(104)，伸缩杆(102)一侧套设有套筒(105)，套筒(105)和弹簧(104)一侧均与活动块(106)固定连接。

5.根据权利要求1所述的风力发电机组远程自动刹车机构，其特征在于：所述活动块(106)和固定块(107)内侧均开设有凹槽，所述凹槽内部固定连接有屏蔽层(1092)，屏蔽层(1092)的材质为金属屏蔽壳，所述凹槽内壁固定连接有固定环(1094)。

6.根据权利要求5所述的风力发电机组远程自动刹车机构，其特征在于：所述固定环(1094)一侧设置有固定套(1095)，固定套(1095)内部螺纹连接有螺杆(1093)，螺杆(1093)内部嵌有铁块(1099)，螺杆(1093)一侧与补偿摩擦块(1096)固定连接，螺杆(1093)另一侧位于固定环(1094)内部。

7.根据权利要求5所述的风力发电机组远程自动刹车机构，其特征在于：所述固定环(1094)内壁开设有凹槽，所述凹槽内部固定连接有电机(1097)，电机(1097)的轴上固定连接有第二电磁铁(1098)，第二电磁铁(1098)与铁块(1099)磁性连接。