风力发电机组偏航制动系统及其控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110778456A(43)申请公布日2020.02.11(21)申请号201911269049.6(22)申请日2019.12.11(71)申请人湘电风能有限公司地址411101湖南省湘潭市岳塘区吉安路68号申请人湘潭电机股份有限公司(72)发明人张学文阳雪兵宋晓萍刘明(74)专利代理机构湘潭市汇智专利事务所(普通合伙)43108代理人陈伟(51)Int.Cl.F03D7/04(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图6页(54)发明名称风力发电机组偏航制动系统及其控制方法(57)摘要本发明公开了一种风力发电机组偏航制动系统，包括液压制动系统、电磁制动系统；液压制动系统包括液压站、液压制动器，液压制动器与偏航制动盘相接触，偏航制动盘与偏航轴承具有齿轮的套圈、塔筒顶法兰螺栓联接；机舱底板与偏航轴承不带齿轮的套圈采用螺栓联接，液压制动器与液压站连接；电磁制动系统包括偏航电机、偏航减速机、电磁制动器，电磁制动器安装在偏航电机内，偏航电机输出轴与偏航减速机的输入轴连接，偏航减速机的输出齿轮与偏航轴承齿圈啮合。本发明能够让偏航液压制动系统在掉电时处于低压状态，也能在掉电时可不依赖UPS供电实现长时间带阻尼被动偏航，有效降低机组在暴风工况下的载荷，同时避免偏航齿轮受到外载荷冲击。CN110778456ACN110778456A权利要求书1/2页1.一种风力发电机组偏航制动系统，其特征在于：包括液压制动系统、电磁制动系统；液压制动系统包括液压站、液压制动器和管路，所述液压制动器安装在风力发电机组机舱底板上且与偏航制动盘相接触，偏航制动盘与偏航轴承具有齿轮的套圈、塔筒顶法兰螺栓联接，液压制动器可在压力的作用下夹紧偏航制动盘，实现风力发电机组机头偏航刹车；机舱底板与偏航轴承不带齿轮的套圈采用螺栓联接，液压制动器通过管路与液压站连接；电磁制动系统包括偏航电机、偏航减速机、电磁制动器，电磁制动器安装在偏航电机内用于实现偏航电机转子的制动，偏航电机输出轴与偏航减速机的输入轴连接，偏航减速机的输出齿轮与偏航轴承齿圈啮合。2.根据权利要求1所述的风力发电机组偏航制动系统，其特征在于：所述液压站包括单向阀、电磁阀Ⅰ、油箱、位于液压制动器出油口与油箱之间的若干回路，液压泵的压力油依次经单向阀、电磁阀Ⅰ进入液压制动器，液压制动器出油口与油箱之间若干回路中，在失电状态下只有一个带有背压阀的回路可溢流，带有背压阀的回路中还设有一个电磁阀Ⅲ，且该背压阀的设定溢流压力低于液压制动系统在风力发电机组正常发电情况下的制动压力；其余回路中设置电磁阀Ⅱ。3.根据权利要求2所述的风力发电机组偏航制动系统，其特征在于：所述液压制动系统还包括一个由电磁阀控制、与液压制动器连通的蓄能器，蓄能器在液压站失电时与液压制动器连通，从而保证液压制动系统在失电时保持为低压。4.根据权利要求2所述的风力发电机组偏航制动系统，其特征在于：安装在偏航电机内的电磁制动器为常开型，即得电抱闸制动，失电松闸。5.根据权利要求4所述的风力发电机组偏航制动系统，其特征在于：所述电磁制动器包括磁轭、线圈、摩擦片、电枢板、弹片、电枢凸轮，电枢凸轮通过轴键与电机转子轴连接，电枢板通过弹片与电枢凸轮结为一体，所述线圈位于磁轭内，摩擦片位于线圈与电枢板之间，电磁制动器通电时线圈得电吸合电枢板，电枢板克服弹片的弹力与摩擦片接触实现制动。6.一种根据权利要求1-5中任一项所述的风力发电机组偏航制动系统的控制方法，包括以下步骤；步骤一：判断风力发电机组是否处于暴风工况，若是，则进入暴风控制模式，进入步骤二；若不是，则进入步骤三：步骤二：风力发电机组停止发电，在扭缆值超过限值前提前进行解缆，并背风偏航；步骤三：判断电网是否掉电，若正常不掉电，则进入步骤四，若电网掉电，则进入步骤五；步骤四：风力发电机组主动背风偏航，保持机头方向与风向一致；步骤五：风力发电机组采用掉电制动模式，进入带阻尼的被动偏航。7.根据权利要求6所述的风力发电机组偏航制动系统的控制方法，其特征在于：所述步骤一中，当手动进入暴风控制模式或通过判断时间T内风速超过S时则判定进入暴风控制模式。8.根据权利要求6所述的风力发电机组偏航制动系统的控制方法，其特征在于：所述步骤二中，风机提前解缆采用最小扭缆值背风偏航，其控制方法流程如下：2-1)获取当前扭缆角度值α、机头与风向偏差角度β，其中扭缆角度值α带正负符号，左扭缆值为负，即右偏航为解缆方向，右扭缆值为正，即左偏航为解缆方向，机头与风向偏差2CN110778456A权利要求书2/2页角度β定义机头方向顺时针旋转到风向一致需要旋转的角度，无正负符号，为正数；2-2)判断|α+β|>|α-(360-β)|是否成立，若成立，则左偏航|α