[发明专利]一种风力发电机混合制动系统及制动方法

摘要

一种风力发电机混合制动系统及制动方法，涉及一种风力发电机混合制动技术，本发明的目的是为了解决现有的风力发电机的机械刹车装置和方法不能兼顾刹车力矩和齿轮箱所受扭矩，导致刹车制动效果差的问题，提供一种风力发电机混合制动系统及制动方法，它包括测风速单元、测风向单元、主控制器、偏航控制单元、警报单元、厚度检测单元、转速检测单元、转盘、机械式刹车装置Ⅰ、机械刹车装置Ⅱ和电磁刹车装置。其工作状态稳定，机械刹车装置刹车力矩小，齿轮箱所受扭矩小，控制精度高，可降低刹车轴的受力，延长刹车系统的使用寿命，达到对风力发电机进行紧急制动和安全制动的效果，而且可实时自我修正，适合应用于风力发电机制动。

主权项

一种风力发电机混合制动方法，该方法是基于一种风力发电机混合制动系统实现的，该风力发电机混合制动系统包括测风速单元(3)、测风向单元(2)、主控制器(1)、偏航控制单元(6)、厚度检测单元(4)、转速检测单元(7)、转盘(8)、机械刹车装置Ⅰ(9)、机械刹车装置Ⅱ(10)和电磁刹车装置(11)；转盘(8)经低速轴或高速轴带动转动；所述机械刹车装置Ⅰ(9)和机械刹车装置Ⅱ(10)均为刹车片；测风速单元(3)的风速信号输出端与主控制器(1)的风速信号输入端相连；测风向单元(2)的风向信号输出端与主控制器(1)的风向信号输入端相连；厚度检测单元(4)用于检测机械刹车装置Ⅰ(9)和机械刹车装置Ⅱ(10)的刹车片厚度，所述厚度检测单元(4)的厚度检测信号输出端与主控制器(1)的厚度检测信号输入端相连；偏航控制单元(6)的偏航控制信号输出端与转盘(8)的偏航控制信号输入端相连，偏航控制单元(6)的偏航控制信号输入端与主控制器(1)的偏航控制信号输出端相连；偏航控制单元(6)用于对转盘(8)的朝向进行调整；转速检测单元(7)用于检测转盘(8)的转速，所述转速检测单元(7)的转速信号输出端与主控制器(1)的转速信号输入端相连；机械刹车装置Ⅰ(9)的刹车信号输入端与主控制器(1)的第一刹车信号输出端相连，所述机械刹车装置Ⅰ(9)安装在转盘(8)的低速轴上；机械刹车装置Ⅱ(10)的刹车信号输入端与主控制器(1)的第二刹车信号输出端相连，所述机械刹车装置Ⅱ(10)安装在转盘(8)的高速轴上；电磁刹车装置(11)的刹车信号输入端与主控制器(1)的第三刹车信号输出端相连，所述电磁刹车装置(11)也安装在转盘(8)的高速轴上；其特征在于，该方法由以下步骤实现：步骤一、所述主控制器(1)将风速预先划分三个风速阈值，即：第一风速阈值、第二风速阈值和第三风速阈值；所述第一风速阀值小于第二风速阀值，第二风速阀值小于第三风速阀值；测风向单元(2)实时将测得的风向信号输送给主控制器(1)；测风速单元(3)测得风速，得到风速数据，测风速单元(3)将风速数据输送给主控制器(1)；步骤二、主控制器(1)对测得的当前风速信号与三个风速阈值进行比较，如果测风速单元(3)测得风速不大于第一风速阈值，主控制器(1)不输出控制指令；如果测风速单元(3)测得风速数据大于第一风速阈值且小于第二风速阀值，主控制器(1)结合风向信号对偏航控制单元(6)发出控制指令，偏航控制单元(6)接收到控制指令后驱动转盘(8)执行控制指令，调整风力发电机叶片与风向垂直；如果测风速数据不小于第三风速阀值，主控制器(1)控制结合风向信号对偏航控制单元(6)发出控制指令，偏航控制单元(6)接收到控制指令后对控制指令后驱动转盘(8)执行控制指令，调整风力发电机叶片与风向平行，同时主控制器(1)向机械刹车装置Ⅰ(9)、机械刹车装置Ⅱ(10)或电磁刹车装置(11)发出刹车信号指令；步骤三、转速检测单元(7)把转盘(8)的角速度转化为转速信号，转速信号实时传输到主控制器(1)；主控制器(1)内预设三个转速阈值，即：第一转速阈值、第二转速阈值和第三转速阈值；所述第一转速阈值大于第二转速阈值，第二转速阈值大于第三转速阈值；当转盘(8)的转速达到主控制器(1)设定的第一转速阈值时，主控制器(1)向电磁刹车装置(11)发出刹车信号指令，电磁刹车装置(11)对转盘(8)进行制动；当转盘(8)的转速降低主控制器(1)设定的第二转速阈值时，主控制器(1)控制电磁刹车装置(11)停止工作，同时主控制器(1)向机械刹车装置Ⅱ(10)发出刹车信号指令，机械刹车装置Ⅱ(10)对转盘(8)进行制动，当转盘(8)的转速降低主控制器(1)设定的第三转速阈值时，主控制器(1)控制机械刹车装置Ⅱ(10)停止工作，同时主控制器(1)向机械刹车装置Ⅰ(9)发出刹车信号指令，机械刹车装置Ⅰ(9)对转盘(8)进行制动，直至转盘(8)停止转动；完成风力发电机混合制动。