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二、機(jī)械制動(dòng)機(jī)構(gòu)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)上所使用的制動(dòng)器全部為性能可靠、制動(dòng)力矩大、體積小的鉗盤式制動(dòng)器,并要求具有力矩調(diào)整、間隙補(bǔ)償、隨位和退距均等功能。

1.鉗盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)

鉗盤式制動(dòng)器又稱為碟式制動(dòng)器,是因?yàn)槠湫螤疃妹K梢簤嚎刂疲饕悴考兄苿?dòng)盤、油缸(圖中末示出)、制動(dòng)鉗、油管(圖中末示出)等。制動(dòng)盤用合金鋼制造并固定在輪軸上,隨輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)。油缸固定在制動(dòng)器的底板上,固定不動(dòng)。制動(dòng)鉗上的兩個(gè)摩擦片分別裝在制動(dòng)盤的兩側(cè)。油缸的活塞受油管輸送來(lái)的液壓作用,推動(dòng)摩擦片壓向制動(dòng)盤,發(fā)生摩擦制動(dòng),動(dòng)作起來(lái)就像用鉗子鉗住旋轉(zhuǎn)中的盤子,迫使它停下來(lái)一樣,其結(jié)構(gòu)如圖2-4所示。

圖2-4 鉗盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)

鉗盤式制動(dòng)器摩擦副中的旋轉(zhuǎn)元件是以端面工作的金屬圓盤,稱為制動(dòng)盤。工作面積不大的摩擦塊與其金屬背板組成的制動(dòng)塊,每個(gè)制動(dòng)器中有2~4個(gè)。這些制動(dòng)塊及其驅(qū)動(dòng)裝置,都裝在橫跨制動(dòng)盤兩側(cè)的夾鉗形支架中,總稱為制動(dòng)鉗。這種由制動(dòng)盤和制動(dòng)鉗組成的制動(dòng)器,稱為鉗盤式制動(dòng)器。

2.工作原理

當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)不需要制動(dòng)時(shí),接通電機(jī)和電磁閥的電源,電機(jī)向系統(tǒng)提供壓力油,壓力油通過(guò)主油路進(jìn)入制動(dòng)鉗的油缸里,壓縮彈簧使活塞向后運(yùn)動(dòng)松開制動(dòng)鉗。壓力繼電器控制著系統(tǒng)的壓力保持恒定。當(dāng)系統(tǒng)的壓力大于溢流閥的啟動(dòng)壓力時(shí),為保護(hù)系統(tǒng),部分壓力油溢流回油池。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)需要制動(dòng)時(shí),電機(jī)和電磁閥斷電,彈簧推動(dòng)活塞向前運(yùn)動(dòng),壓力油通過(guò)卸油回路流回油池。

3.風(fēng)力發(fā)電機(jī)用鉗盤式制動(dòng)器

(1)高速軸制動(dòng)器

風(fēng)力發(fā)電機(jī)的高速軸為齒輪箱的輸出軸,此處轉(zhuǎn)動(dòng)力矩較低速軸小幾十倍,高速軸制動(dòng)器的體積比較小。制動(dòng)盤安裝在高速軸上,制動(dòng)鉗安裝在齒輪箱體的安裝面上,用高強(qiáng)度螺栓固定,參見(jiàn)圖2-5。

圖2-5 高速軸上安裝的制動(dòng)器

(2)低速軸制動(dòng)器

大型風(fēng)機(jī)一般采用變槳距系統(tǒng),不必在低速軸上使用制動(dòng)器。定槳距風(fēng)機(jī)則必須在低速軸上使用制動(dòng)器。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的低速軸轉(zhuǎn)矩非常大,所以制動(dòng)盤的直徑比較大,有安裝在主軸上的,也有將制動(dòng)盤制成與聯(lián)軸器一體的。制動(dòng)鉗一般至少使用兩個(gè),直接安裝在風(fēng)機(jī)底盤的支架上,參見(jiàn)圖2-6。

圖2-6 低速軸上安裝的制動(dòng)器

(3)偏航制動(dòng)器

偏航制動(dòng)器制動(dòng)盤是以塔架上的法蘭盤作為制動(dòng)盤。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)艙和風(fēng)輪總共有幾十噸到上百噸,所以轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很大。為保證可靠制動(dòng)一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī),至少需要8個(gè)偏航制動(dòng)鉗,除制動(dòng)功能外,還要有阻尼功能以使偏航穩(wěn)定。制動(dòng)鉗安裝在底盤的安裝支架上,用高強(qiáng)度螺栓固定,參見(jiàn)圖2-7。

圖2-7 偏航系統(tǒng)上安裝的制動(dòng)器

由于安全的需要,風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)有風(fēng)輪鎖定裝置,如圖2-8所示。鎖定裝置由鎖緊手柄、機(jī)械銷軸等組成。當(dāng)需要鎖定風(fēng)輪時(shí),先使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組停止運(yùn)行,確定葉片處于順槳位置;然后順時(shí)針搖動(dòng)鎖緊手柄,直至機(jī)械銷軸完全插于定位盤。如果需要,可以轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子鎖定圓盤,使定位圓盤上的孔與機(jī)械銷軸相對(duì)。操作方法是松開高速軸制動(dòng)器,用手盤動(dòng)高速軸制動(dòng)盤,直到機(jī)械銷軸傳入定位盤為止。

圖2-8 風(fēng)輪鎖定裝置

習(xí)  題

1.氣動(dòng)制動(dòng)機(jī)構(gòu)是大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主要制動(dòng)裝置。對(duì)于定槳恒速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,氣動(dòng)制動(dòng)機(jī)構(gòu)是    ;對(duì)于具有變槳機(jī)構(gòu)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,氣動(dòng)制動(dòng)機(jī)構(gòu)是     

2.機(jī)械制動(dòng)機(jī)構(gòu)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全保護(hù)系統(tǒng)的輔助制動(dòng)機(jī)構(gòu)。機(jī)械制動(dòng)有兩種執(zhí)行方式:一種是               ,這樣可以保證在電網(wǎng)斷電情況下的制動(dòng)效果;另一種是                ,這樣可以實(shí)現(xiàn)可控的柔性機(jī)械制動(dòng)。

3.機(jī)械制動(dòng)機(jī)構(gòu)由安裝在高速軸上的       與布置在四周的     構(gòu)成。

4.機(jī)械制動(dòng)機(jī)構(gòu)中的制動(dòng)夾鉗裝置中會(huì)有哪些傳感器?

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