[发明专利]用于风力涡轮机的制动系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于风力涡轮机的轴承结构的制动装置，本发明特别是涉及一种用于风力涡轮机的制动装置，在这些风力涡轮机中，机舱借助于滑动轴承能够转动地支承在塔架上。

背景技术

首先，由现有技术已知两种用于将风力涡轮机的机舱支承在其塔架上的原理。第一种原理是基于：将机舱借助于滚动轴承能够转动地支承在塔架上。这种轴承结构使机舱能够在转子叶片按要求跟踪风力时以很小的摩擦偏航。

为了使机舱保持就位以防止其由于不稳定的风流动情况发生不符合要求的偏航，具有滚动轴承的系统通常具有很大的环形盘式制动器和能够液压加载的制动块。这种用于防止出现不符合要求的偏航的设备的效率是足够的，这些系统的可靠性(除了液压系统容易泄漏之外)也是可接受的。然而，这种系统的缺点尤其在于，对于那么大的滚动轴承来说制造成本相对很高以及为此制动器是必需的。

与此相比，风力涡轮机的一种节约成本的设计方案是借助于滑动轴承来实现，通过滑动轴承，机舱能够转动地支承在塔架上。这种“滑动轴承-解决方案原理”也被许多风力涡轮机生产者使用。

但是，在具有滑动轴承的风力涡轮机中必须确保滑动轴承结构的摩擦力不会太小，因为否则机舱会由于不稳定的风流动情况而发生不符合要求的偏航。由于这个原因，用于风力涡轮机的这种滑动轴承结构通常具有多个滑动装置，借助于这些滑动装置，可以设定滑动摩擦，从而防止机舱发生不符合要求的偏航。

滑动轴承结构的滑动摩擦对于设计的尺寸来说足够大，以防止机舱本身在强风力的作用下发生不符合要求的偏航，另一方面，摩擦力不允许大于可由偏航驱动装置施加的转动力或者说转矩，因为否则简直不可能使机舱偏航以跟踪风力。

具有滑动轴承的风力涡轮机的构思是有成效的，除了制造成本很低之外还使这样的系统产生很高的可靠性。此外，具有滑动轴承的设备由于其被动制动作用即使在干扰情况下也能防止机舱发生不符合要求的偏航并且由此防止发生可能出现的损坏。

如上面所述，必要的是，必须使用大尺寸且昂贵的偏航驱动装置，以实现克服滑动摩擦进行偏航。在已有的摩擦系统中，在偏航时可能发生静摩擦和滑动摩擦快速交替出现的交变运动，即所谓的粘滑效应。而且，高的滑动摩擦引起快速的材料疲劳和高的磨损。但另一方面，对于较低的摩擦，则得面临发生不符合要求的偏航的危险。

发明内容

本发明的目的在于：利用用于机舱的滑动轴承结构的优点并且减少上述缺点。

根据本发明，该目的是通过一种用于风力涡轮机的偏航轴承、特别是用于具有滑动轴承的风力涡轮机的制动系统解决的，在该风力涡轮机中，以在水平面内能够转动的方式支承在塔架上的机舱在工作情况下首先通过锁定制动器被锁定和/或被制动。在此，锁定制动器通过用于传递力矩和/或力和/或运动的装置与电的偏航驱动装置连接。以这种方式，锁定制动器能够借助于为了使机舱偏航由电的偏航驱动装置产生的转矩和/或通过由偏航驱动装置产生的力和/或通过由偏航驱动装置产生的运动被操纵。

优选地，杆件用作传递装置，但是形式为轴、齿轮、蜗杆、液压或气动压力管道等的用于力矩、力或者运动的其他传递装置也被视为本发明的一部分。

优选地，偏航驱动装置除了锁定制动器之外还与偏航传动装置连接。在这里，偏航驱动装置、锁定制动器以及偏航传动装置在机舱上或者在塔架上的布置和它们的构造，使得在需要时为了使机舱偏航而产生的转矩和/或力和/或运动首先被传递到锁定制动器以使其松开，并且在锁定制动器松开之后才被传递到偏航传动装置以使机舱按要求偏航。

优选地，在这里，偏航驱动装置的壳体与机舱连接，而优选被设计成转动环的偏航传动装置与风力涡轮机的塔架固定连接。但是，本发明的另一种设计方案也涉及一种用于风力涡轮机的制动系统，在该制动系统中，偏航传动装置与机舱连接，而偏航驱动装置与设备的塔架连接。

根据一种特别优选的实施方式，偏航驱动装置的壳体以能够在其行星齿轮机构的转动平面内转动地支承的方式与机舱连接。由于机舱在塔架上高的摩擦阻力，偏航驱动装置的这种轴承结构使得为了使机舱偏航而产生的转矩首先不是使机舱偏航，而是使偏航驱动装置在它的行星齿轮机构的转动平面内围绕自己转动。