專利名稱：一種風力發(fā)電機的限速、剎車裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風力發(fā)電機的限速、剎車裝置，尤其是風葉轉(zhuǎn)速 超過設(shè)計轉(zhuǎn)速時，對轉(zhuǎn)軸進行限速、剎車的裝置。
技術(shù)背景風力發(fā)電機在運行過程中，由于其轉(zhuǎn)速會隨著風速的增大而增 大，在風速過高時，可能會導致發(fā)電機產(chǎn)生過多的電量，從而使線圈 溫度升高燒毀發(fā)電機，或者電流過大而損壞下級設(shè)備。為了避免此類情形的出現(xiàn)，就需要在風大時對發(fā)電機進行保護， 目前的保護方式有碟片剎車、偏航保護、卸荷保護、短路剎車等。但 以上方案或者不夠穩(wěn)定，或者成本較高，難以普及推廣。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對以上問題，提供了一種根據(jù)風力發(fā)電機運行狀態(tài)數(shù) 據(jù)，利用數(shù)字控制技術(shù)以及電磁技術(shù)控制機械部件，從而控制機械部 件間的摩擦力、反向電磁力的大小來實現(xiàn)轉(zhuǎn)軸減速、停轉(zhuǎn)的風力發(fā)電 機的限速、剎車裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案是它包括控制器、電磁剎車機構(gòu)、電磁緩速 器、感應器，風力發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸伸出機殼尾部，在機殼尾部外端面與 伸出機殼尾部的轉(zhuǎn)軸間設(shè)有電磁剎車機構(gòu)；在風力發(fā)電機機殼內(nèi)設(shè)有對應定子線圈設(shè)有溫度感應器；在轉(zhuǎn)軸與風力發(fā)電機機架或機殼之間設(shè)電磁緩速器；溫度感應器、電磁緩速器、電磁剎車機構(gòu)連接控制器; 控制器內(nèi)設(shè)存儲有根據(jù)溫度感應器數(shù)據(jù)指令電磁剎車機構(gòu)工作與否 以及電磁吸力大小、電磁緩速器工作與否以及電磁力大小的程序的微 處理器。它還設(shè)有風力發(fā)電機輸出電流和/或電壓感應器，該感應器連接控 制器，控制器中的微處理器內(nèi)還存儲有根據(jù)電流和/或電壓感應器數(shù) 據(jù)指令電磁剎車機構(gòu)、電磁緩速器工作與否的程序。所述的電磁剎車機構(gòu)包括固定連接在機殼尾部外端面上的電磁 ±央、鍵連接在伸出機殼尾部的轉(zhuǎn)軸上可相對于轉(zhuǎn)軸做軸向滑動的由磁 性材料制成的剎車片以及剎車片復位彈簧；轉(zhuǎn)軸軸端設(shè)有保持電磁塊 與剎車片之間工作距離的擋片、螺母，電磁塊與剎車片之間由復位彈 簧保持工作距離。在剎車片與電磁塊的對應工作面上分別設(shè)有摩擦面，電磁塊上的摩擦面與電磁塊表面間設(shè)有隔熱層。所述的電磁緩速器設(shè)置在機殼內(nèi)，與機殼固定連接，機殼對應電 磁緩速器安裝位置設(shè)有散熱口 。本發(fā)明在風力發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸與機殼面間加設(shè)了電磁吸合剎車機 構(gòu)、電磁緩速機構(gòu)。通過電磁緩速器產(chǎn)生的轉(zhuǎn)軸與機殼或機架間的反 向電磁力來實現(xiàn)轉(zhuǎn)軸的減速，比如，在風力較大的情況下，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速 可能超過設(shè)計轉(zhuǎn)速，此時系統(tǒng)指令電磁緩速器工作，在轉(zhuǎn)軸與機殼之 間產(chǎn)生電磁阻力，從而降低轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速；這時，電磁緩速器會產(chǎn)生熱 量，但由于風力的作用，會很快散發(fā)掉，不會對系統(tǒng)產(chǎn)生負面影響。通過吸合式電磁剎車機構(gòu)的摩擦力來實現(xiàn)轉(zhuǎn)軸的停止。當風力過 大時，可能導致電磁緩速器負荷過大，此時，需要停止風力發(fā)電機工 作。在系統(tǒng)感應到部分指標在電磁緩速器作用下仍然超過設(shè)計范圍 時，該機構(gòu)被指令啟動。電磁塊是否工作、工作時間以及吸力大小可 由設(shè)置在發(fā)電機內(nèi)部的溫度感應器、電流和/或電壓感應器提供數(shù)據(jù)， 再由控制器控制，當溫度、電流和/或電壓符合設(shè)計要求時，電磁塊 停止工作，釋放剎車片，使風力發(fā)電機繼續(xù)工作。電磁剎車機構(gòu)的摩 擦面設(shè)置在機殼外部，而該機構(gòu)一般是在風力過大時才起用，因此該 摩擦面間產(chǎn)生的熱量能快速地散發(fā)，不會對系統(tǒng)產(chǎn)生影響。本發(fā)明結(jié) 構(gòu)簡單，穩(wěn)定性高，可靠性高，成本低廉。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意中1是機殼，2是軸承，3是轉(zhuǎn)軸，4是電磁塊，5是剎車片， 6是彈簧，7是擋片，8是螺母，9是鍵，IO是摩擦面，ll是控制器， 12是感應器，13是電磁緩速器。圖2是本發(fā)明處于工作狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意中剎車片5朝向電磁塊4移動，對應工作面摩擦接觸。
具體實施方式
本發(fā)明如圖1，它包括控制器ll、電磁剎車機構(gòu)、電磁緩速器13、 感應器12，風力發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸3伸出機殼1尾部，通過軸承2與機 殼1連接。在機殼1尾部外端面與伸出機殼1尾部的轉(zhuǎn)軸3間設(shè)有電 磁剎車機構(gòu)；在風力發(fā)電機機殼1內(nèi)設(shè)有對應定子線圈設(shè)有溫度感應器12;在轉(zhuǎn)軸3與風力發(fā)電機機架或機殼1之間設(shè)電磁緩速器13; 溫度感應器12、電磁緩速器13、電磁剎車機構(gòu)連接控制器ll;控制 器11內(nèi)設(shè)存儲有根據(jù)溫度感應器數(shù)據(jù)指令電磁剎車機構(gòu)工作與否以 及電磁吸力大小、電磁緩速器工作與否以及電磁力大小的程序的微處 理器。它還設(shè)有風力發(fā)電機輸出電流和/或電壓感應器，控制器11中的 微處理器內(nèi)還存儲有根據(jù)電流和/或電壓感應器數(shù)據(jù)指令電磁剎車機 構(gòu)工作與否的程序，電流和/或電壓感應器連接控制器。電磁剎車機構(gòu)包括固定連接在機殼1尾部外端面上的電磁塊4、通過鍵9連接在伸出機殼尾部的轉(zhuǎn)軸3上可相對于轉(zhuǎn)軸3做軸向滑動 的由磁性材料制成的剎車片5，以及剎車片復位彈簧6;轉(zhuǎn)軸3軸端 設(shè)有保持電磁塊4與剎車片5之間工作距離的擋片7、螺母8,電磁 塊4與剎車片5之間由復位彈簧6保持工作距離。在剎車片5與電磁塊4的對應工作面上分別設(shè)有摩擦面10,電磁 塊4上的摩擦面與電磁塊4表面間設(shè)有隔熱層。電磁緩速器13設(shè)置在機殼1內(nèi)，與機殼1固定連接，機殼1對應 電磁緩速器13安裝位置設(shè)有散熱口。本發(fā)明電磁緩速器13的工作原理是，在風力較大，使轉(zhuǎn)軸3的轉(zhuǎn) 速超過設(shè)計轉(zhuǎn)速時，電磁緩速器13啟動，利用反向電磁力降低轉(zhuǎn)軸 3的轉(zhuǎn)速。電磁緩速器13在工作時，由于將動能轉(zhuǎn)化為熱能，會產(chǎn) 生一定熱量；因此，在機殼上對應設(shè)計了散熱口，由于電磁緩速器 13是在風力較大時才工作，電磁緩速器13發(fā)出的熱量剛好在較大的風力作用下散發(fā)掉。本發(fā)明剎車機構(gòu)的工作原理如圖2，剎車片5套在電機轉(zhuǎn)軸3上 并且可以在轉(zhuǎn)軸3上滑動，但不能繞轉(zhuǎn)軸3轉(zhuǎn)動。在電機轉(zhuǎn)軸3后軸 承2和剎車片6之間有一段彈簧6，在風力發(fā)電機正常運轉(zhuǎn)時彈簧6 使剎車片5與電磁塊4分離，當風力發(fā)電機需要剎車時，電磁塊4通 電產(chǎn)生磁場吸合剎車片5。由于電磁塊4是固定的，而剎車片5不能 繞軸轉(zhuǎn)動，因此電磁塊4和剎車片5產(chǎn)生的摩擦力可以降低發(fā)電機轉(zhuǎn) 速。剎車完畢后，電磁塊4斷電，彈簧6分離剎車片5，風機可以繼 續(xù)正常運行。微處理器可根據(jù)溫度感應器12、電流和/或電壓感應器 的數(shù)據(jù)來控制電磁塊4是否工作、工作時間以及吸力的大小，起到限 速、剎車的作用。
權(quán)利要求
1、一種風力發(fā)電機的限速、剎車裝置，其特征在于，它包括控制器、電磁剎車機構(gòu)、電磁緩速器、感應器，風力發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸伸出機殼尾部，在機殼尾部外端面與伸出機殼尾部的轉(zhuǎn)軸間設(shè)有電磁剎車機構(gòu)；在風力發(fā)電機機殼內(nèi)設(shè)有對應定子線圈設(shè)有溫度感應器；在轉(zhuǎn)軸與風力發(fā)電機機架或機殼之間設(shè)電磁緩速器；溫度感應器、電磁緩速器、電磁剎車機構(gòu)連接控制器；控制器內(nèi)設(shè)存儲有根據(jù)溫度感應器數(shù)據(jù)指令電磁剎車機構(gòu)工作與否以及電磁吸力大小、電磁緩速器工作與否以及電磁力大小的程序的微處理器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種風力發(fā)電機的限速、剎車裝置，其 特征在于，它還設(shè)有風力發(fā)電機輸出電流和/或電壓感應器，該感應 器連接控制器，控制器中的微處理器內(nèi)還存儲有根據(jù)電流和/或電壓 感應器數(shù)據(jù)指令電磁剎車機構(gòu)、電磁緩速器工作與否的程序。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種風力發(fā)電機的限速、剎車裝置，其 特征在于，所述的電磁剎車機構(gòu)包括固定連接在機殼尾部外端面上的 電磁塊、鍵連接在伸出機殼尾部的轉(zhuǎn)軸上可相對于轉(zhuǎn)軸做軸向滑動的 由磁性材料制成的剎車片以及剎車片復位彈簧；轉(zhuǎn)軸軸端設(shè)有保持電 磁塊與剎車片之間工作距離的擋片、螺母，電磁塊與剎車片之間由復 位彈簧保持工作距離。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種風力發(fā)電機的限速、剎車裝置，其 特征在于，在剎車片與電磁塊的對應工作面上分別設(shè)有摩擦面，電磁塊上的摩擦面與電磁塊表面間設(shè)有隔熱層。
5、根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種風力發(fā)電機的限速、剎車裝置，其特征在于，所述的電磁緩速器設(shè)置在機殼內(nèi)，與機殼固定連接，機殼 對應電磁緩速器安裝位置設(shè)有散熱口 。
全文摘要
一種風力發(fā)電機的限速、剎車裝置。本發(fā)明涉及一種風力發(fā)電機的限速、剎車裝置。它包括控制器、電磁剎車機構(gòu)、電磁緩速器、感應器，風力發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸伸出機殼尾部，在機殼尾部外端面與伸出機殼尾部的轉(zhuǎn)軸間設(shè)有電磁剎車機構(gòu)；在風力發(fā)電機機殼內(nèi)設(shè)有對應定子線圈設(shè)有溫度感應器；在轉(zhuǎn)軸與風力發(fā)電機機架或機殼之間設(shè)電磁緩速器；溫度感應器、電磁緩速器、電磁剎車機構(gòu)連接控制器；控制器內(nèi)設(shè)存儲有根據(jù)溫度感應器數(shù)據(jù)指令電磁剎車機構(gòu)工作與否以及電磁吸力大小、電磁緩速器工作與否以及電磁力大小的程序的微處理器。本發(fā)明電磁緩速器產(chǎn)生的熱量，會很快散發(fā)掉，不會對系統(tǒng)產(chǎn)生負面影響，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性高，可靠性高，成本低廉。
文檔編號H02K7/102GK101534090SQ20081001990
公開日2009年9月16日 申請日期2008年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日
發(fā)明者林 尤 申請人:揚州神州風力發(fā)電機有限公司