[发明专利]一种隔膜式风力发电机组用偏航制动器

说明书

一、技术领域：

本发明涉及一种风力发电机组用隔膜式的偏航制动器。

二、 背景技术：

人类为了改变能源结构，风力发电技术正在迅速的发展。随着这一技术的发展，为了提高风力发电机组的发电效率，液压传动与控制系统在叶轮偏航的控制中得到了广泛的应用。

在现有的叶轮偏航控制中，主要是要保证在风力发电机工作时对机舱的稳定制动，和当叶轮偏航运动时对机舱旋转的稳定阻尼力，确保机舱的平定转动。

为此，人们采用了液压控制的钳式制动器来满足其使用要求。在现有技术的这类液压制动系统中，由于连接机舱和塔筒的回转轴承有一定的间隙，且该间隙会随着机组运行时间延长而加大。另外机舱自身也有偏载。由于间隙的存在，在机舱由动到静的制动过程中，因为制动器油缸的运动不同步和机舱载荷的不平衡，会使得回转轴承的内圈相对其外圈产生倾斜；回转轴承的内圈相对其外圈产生倾斜在制动过程中会对制动油缸的柱塞产生横向的作用力。在该作用力的作用下制动器的柱塞两端与缸体产生剧烈的侧向摩擦，这种较大的横向摩擦力使得制动油缸的柱塞在运动时产生抖动和爬行，磨损或拉毛制动器油缸的内表面，进而损坏柱塞与缸体间的密封，造成制动缸的漏油和液压控制系统的长期动态保压运行，使得液压泵站的温度升高。这种状态的直接后果就是：制动力矩不稳定，制动缸外泄严重，污染了主机的维护环境。

另外，外泄增加，使得风场维护人员经常要停机检修和对其进行更换，严重地影响到了风场的发电效率和风机的安全运行。

三、  发明内容：

本发明的目的就是要研发出一种成本接近、简单可靠的、能有效地为风力发电机组用偏航制动器在运行期间防止渗漏的制动缸。

本发明的制动器由制动器上盖1,螺栓2，隔膜3，缸体4，柱塞5，下端板6，阻尼弹簧7，弹簧座8，推杆9和制动碲片10等组合而成。其特征是：在制动器上盖1的下表面与缸体4的上部端面之间设置了耐高压的、由高分子材料制成的隔膜3，隔膜3除去与缸体4的上部端面接触外的下平面依托在柱塞5的上部端面上。柱塞5靠下部有一空心圆孔，孔内装有阻尼弹簧7；阻尼弹簧7的下端由弹簧座8轴向支撑定位，弹簧座8套装在柱塞5下端的内孔里；弹簧座8的下部为球面，与之配合的推杆9的上部端面也是尺寸与之配合的球面。

由于本制动缸工作过程中所需的行程很小，在制动过程中，高压油作用在隔膜3的上表面，并作用在柱塞5上表面，推动其下移压紧制动碲片10，对机舱制动；在这个很小行程中，隔膜3的弹性变形能满足使用要求，在制动期间，高压液压油封闭在制动器上盖1的内表面与隔膜3的上表面之间，有效地防止了高压液压油在机舱的制动过程中可能出现的渗漏。

当主控室发出指令机舱需要偏航时，制动器上盖1的下端面与隔膜3的上表面组成的密封弹性空间通回油，柱塞5的上平面无力作用，制动器的阻尼由阻尼弹簧7提供，此时机舱在偏航电机的驱动下，同时又在阻尼弹簧7的摩擦力矩作用下，平稳地回转到指定的位置时，再次制动运行发电。

本发明也可去掉阻尼弹簧7，制动油缸在偏航时的阻尼由往制动器上盖1的下端面与隔膜3的上表面组成的密封弹性空间内充低压液压油来实现，其压力由低压背压溢流阀调节。

进一步也可保留阻尼弹簧7，制动油缸在偏航时的阻尼由往制动器上盖1的下端面与隔膜3的上表面组成的密封弹性空间内充压力更低的液压油和弹簧力组合来实现，其压力由低压背压溢流阀调节。

本发明利用隔膜3的弹性变形，将高压油封闭在了一个有弹性的密闭空间内，柱塞5在工作中没有直接受到高压油的作用和与高压油接触，避免了液压油的渗漏发生。保证风力发电机组的正常运转和发电效率及主机的工作环境不被油污污染。

四、  附图说明：

附图1是本发明的结构原理图。

五、  具体实施方式：

本发明的具体实施方式是：在风力发电机组正常运行时，本发明的制动器上盖1的下端面与隔膜3的上表面组成的密封弹性空间内充满了高压液压油，高压液压油利用隔膜3的弹性变形将其推力作用在了柱塞5的上平面上，柱塞5通过弹簧座8紧压推杆9的上部球面，使制动碲片10紧贴在回转轴承内圈的上表面上，产生的摩擦力矩牢牢地锁紧了回转轴承的外圈，保持了机舱在指定的位子上不变。

当主控室发出指令机舱需要偏航时，制动器上盖1的下端面与隔膜3的上表面组成的密封弹性空间通回油，柱塞5的上平面无力作用，制动器的阻尼由阻尼弹簧7提供，此时机舱在偏航电机的驱动下，同时又在阻尼弹簧7的摩擦力矩作用下，平稳地回转到指定的位置时，再次制动运行发电。