[发明专利]一种用于风电偏航系统的工业制动器衬片

说明书

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，特别涉及一种用于风电偏航系统的工业制动器衬片，具有制动平稳，磨损率小、噪音小、使用寿命长等优点。

背景技术

在全球寻求绿色能源的大背景下，风能是一种新能源、清洁能源和可再生能源，是目前世界上技术最成熟和最有开发利用前景的能源之一，从20世纪70年代以来，风能利用和开发在欧美发达国家发展非常迅速，风力发电的技术也日趋成熟。风能开发能减轻对环境的污染，但是如果处理不当，就会增加噪声污染。近几年，风力发电机国产化程度的不断扩大，但由于和世界先进水平有一定差距，国产风力发电机噪音问题逐渐显现出来。风力发电场附近居民对发电机组产生的噪声的申告、投诉越来越多，甚至威胁到风力发电机的正常国产产业化。因此，风力发电机的降噪控制是很重要的，也是非常必要的。

风力发电机组工作过程中，在风和运动部件的激励下，叶片及机组部件产生了较大的噪声，主要噪音源有以下几种：1、机械及结构噪声  2、空气动力噪声3、通风设备噪声。在前述噪音源里，机械及结构噪音是可以通过技术改进得到缓解和消除的。机械及机构系统里面有一个很特殊但又很明显的噪音源就是偏航系统制动器在工作中产生的噪音。

偏航系统是风力发电机组特有的控制系统。对于水平轴风力发电机组,为了能达到最佳的风能利用效率,为使叶轮跟踪变化稳定的风向，需要一个系统装置使叶轮正面对风,这套装置通常称为“偏航系统”。大型风力发电机组常采用电动的偏航系统来调整机组并使其对准风向,风力发电机的偏航系统作用主要有两个:一是当风的方向变化时,能够快速平稳地对准风向,这样可以使叶轮跟踪变化稳定的风向,以得到最大的风能利用率；二是由于风力发电机组可能持续一个方向偏航,为了保证机组悬垂部分的电缆不至于产生过度的纽绞而使电缆断裂、失效,在电缆达到设计缠绕值时能够自动解缆。

偏航系统是由回转支撑轴承、弹簧阻尼装置和四台电机驱动的齿轮传动机构组成的 。在一般的偏航系统中偏航刹车部分一般由两部分组成，一个是安装在驱动电机后端的电机电磁制动器，一部分是安装在偏航轴承附近的液压偏航。偏航时10个刹车盘处于半释放状态，偏航系统压力约45bar； 自动解缆时刹车盘处于全释放状态。

由于风力发电机组常处于海边或者高山、高寒地区，长期的低温，高温，高湿，高盐分的环境常常对其制动系统的腐蚀老化影响较大，使得在复杂环境中使用的制动器很快会发出高频噪音，给周边生活的居民带来很多困扰，国内风电厂家虽经多方努力，但一直没有彻底解决噪音问题。

偏航系统制动器衬片一般由支撑钢背涂胶后和摩擦层压制构成。构成摩擦层的摩擦材料包括粘接剂、纤维、填料、降噪材料，增摩剂及性能调节剂等材料。由于要解决风电的噪音问题，摩擦材料中填料的主要选择要考虑减噪功能同时要兼顾其它的功能如使用寿命，制动力矩等。但现在国内市场上应用的偏航系统制动器衬片多借用汽车摩擦材料的经验，对风电用的特殊条件未能进行充分研究，特别是在噪音方面未能完全满足实际使用。

因此开发一种能耐各种环境条件的无噪音偏航系统工业制动器衬片是市场发展的迫切需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷与不足，提供一种用于风电偏航系统的工业制动器衬片，选用多种降噪材料有机组合，与其它原料互相协同，可按常规制动器衬片压制方法制备而成的制动器衬片，具有制动平稳，磨损率小、噪音小、使用寿命长等优点。

一种用于风电偏航系统的工业制动器衬片，其特征在于，由以下重量百分数的材料按常规制动器衬片压制方法制备而成：紫铜纤维10-20%, 丁腈胶乳3-6%,焦炭粉5-15%, 改性树脂5-10%, 聚四氟乙烯3-10%,矿物纤维5-15%，黑色摩擦粉2-5%，KOLON芳纶2-5%，石墨10-20%,稻壳炭5-15%，增磨剂2-5%,性能调节剂5-15%，填料5-15%。

本发明根据风电偏航系统以及使用环境的特殊性，针对风电偏航系统制动器衬片的组分进行了深入研究，大量使用降噪材料，使制动器衬片具有很高的空隙率和降噪功能，经过大量使用和长期跟踪，本发明解决了风电偏航系统中普遍存在的噪音问题，同时又能满足使用寿命和制动性能的要求。