一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)混合制動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)混合制動(dòng)技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]能源、環(huán)境是當(dāng)今人類生存和發(fā)展所要解決的緊迫問題。風(fēng)力發(fā)電清潔無污染，施工周期短，投資靈活，占地面積小，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。國內(nèi)對(duì)風(fēng)電技術(shù)的研宄十分薄弱，對(duì)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)和裝備的研宄開發(fā)日益成為科技領(lǐng)域和業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)課題項(xiàng)目之一。風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般是分散分布的，要求在控制上達(dá)到無人值守及遠(yuǎn)程監(jiān)控。剎車系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的一個(gè)很重要的系統(tǒng)。其邏輯上其重要性應(yīng)該高于其他系統(tǒng)，這就要求剎車系統(tǒng)具有很高的安全性和可靠性，近年來也引起國內(nèi)外專家的高度重視，但相關(guān)成果卻很有限。
[0003]目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)的剎車系統(tǒng)多采用機(jī)械式剎車或電磁式剎車，機(jī)械剎車裝置安裝在低速軸上時(shí)，需要較大剎車力矩，這就需要?jiǎng)x車閘的尺寸較大。機(jī)械剎車裝置安裝在高速軸上時(shí)，需要較小剎車力矩，這樣剎車閘的尺寸較小，但是齒輪箱所受扭矩就較大。電磁式剎車作為一種非接觸可調(diào)的、非摩擦式的剎車，剎車力矩大小與剎車轉(zhuǎn)速近似成正比例關(guān)系，在緊急剎車情況下這種剎車系統(tǒng)能提供較好的響應(yīng)速度，但不能真正達(dá)到制動(dòng)效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)械剎車裝置不能兼顧剎車力矩和齒輪箱所受扭矩，導(dǎo)致剎車制動(dòng)效果差的問題，提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)混合制動(dòng)系統(tǒng)。
[0005]一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)混合制動(dòng)系統(tǒng)，包括測(cè)風(fēng)速單元、測(cè)風(fēng)向單元、主控制器、偏航控制單元、警報(bào)單元、厚度檢測(cè)單元、轉(zhuǎn)速檢測(cè)單元、轉(zhuǎn)盤、機(jī)械式剎車裝置1、機(jī)械剎車裝置II和電磁剎車裝置。
[0006]測(cè)風(fēng)速單元的風(fēng)速信號(hào)輸出端與主控制器的風(fēng)速信號(hào)輸入端相連，測(cè)風(fēng)速單元用于檢測(cè)風(fēng)速大小并將風(fēng)速傳遞至主控制器。測(cè)風(fēng)向單元的風(fēng)向信號(hào)輸出端與主控制器的風(fēng)向信號(hào)輸入端相連，測(cè)風(fēng)向單元用于檢測(cè)風(fēng)向并將風(fēng)向傳遞至主控制器。主控制器用于接收信號(hào)并對(duì)信號(hào)處理后輸出相應(yīng)的控制指令。偏航控制單元的偏航控制信號(hào)輸出端與轉(zhuǎn)盤的偏航控制信號(hào)輸入端相連，偏航控制單元的偏航控制信號(hào)輸入端與主控制器的偏航控制信號(hào)輸出端相連，偏航控制單元用于調(diào)整葉片與風(fēng)向之間的夾角即調(diào)整轉(zhuǎn)盤的朝向。厚度檢測(cè)單元的厚度檢測(cè)信號(hào)輸出端與主控制器的厚度檢測(cè)信號(hào)輸入端相連，厚度檢測(cè)單元用于檢測(cè)剎車片的厚度。轉(zhuǎn)速檢測(cè)單元的轉(zhuǎn)速信號(hào)輸入端與轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速信號(hào)輸出端相連，轉(zhuǎn)速檢測(cè)單元的轉(zhuǎn)速信號(hào)輸出端與主控制器的轉(zhuǎn)速信號(hào)輸入端相連，轉(zhuǎn)速檢測(cè)單元用于檢測(cè)轉(zhuǎn)盤的角速度大小。機(jī)械剎車裝置I用于對(duì)轉(zhuǎn)盤制動(dòng)。機(jī)械剎車裝置II用于對(duì)轉(zhuǎn)盤進(jìn)行制動(dòng)。電磁剎車裝置用于對(duì)轉(zhuǎn)盤進(jìn)行制動(dòng)。
[0007]所述的主控制器將風(fēng)速劃分為三個(gè)風(fēng)速閥值即第一風(fēng)速閥值、第二風(fēng)速閥值和第三風(fēng)速閥值。測(cè)風(fēng)速單元測(cè)得風(fēng)速在第一風(fēng)速閥值及以下，主控制器不輸出控制指令。測(cè)風(fēng)速單元測(cè)得風(fēng)速在第一風(fēng)速閥值和第二風(fēng)速閥值之間，主控制器I通過偏航單元控制轉(zhuǎn)盤朝向，調(diào)整風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片與風(fēng)向垂直。測(cè)風(fēng)速單元測(cè)得風(fēng)速在第三風(fēng)速閥值及以上，主控制器通過偏航控制單元控制轉(zhuǎn)盤朝向，調(diào)整風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片與風(fēng)向平行，之后主控制器控制機(jī)械式剎車裝置1、機(jī)械剎車裝置II或電磁剎車裝置對(duì)轉(zhuǎn)盤進(jìn)行制動(dòng)。
[0008]本發(fā)明的有益效果為:工作狀態(tài)穩(wěn)定，機(jī)械剎車裝置剎車力矩同比減小30%以上，齒輪箱所受扭矩同比減小25%至30%，本發(fā)明的剎車制動(dòng)效果好，兼顧了剎車力矩和齒輪箱所受扭矩，控制精度高，可降低剎車軸一半的受力，延長剎車系統(tǒng)的使用壽命，達(dá)到對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行緊急制動(dòng)和安全制動(dòng)的效果，而且可實(shí)時(shí)自我修正。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)混合制動(dòng)系統(tǒng)控制系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖；
[0010]圖2為本發(fā)明一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)混合制動(dòng)系統(tǒng)主控制器控制偏航控制單元的系統(tǒng)框圖；
【具體實(shí)施方式】
[0011]【具體實(shí)施方式】一、結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)混合制動(dòng)系統(tǒng)，它包括測(cè)風(fēng)速單元3、測(cè)風(fēng)向單元2、主控制器1、偏航控制單元6、厚度檢測(cè)單元4、轉(zhuǎn)速檢測(cè)單元7、轉(zhuǎn)盤8、機(jī)械式剎車裝置I 9、機(jī)械剎車裝置II 10和電磁剎車裝置11 ;
[0012]轉(zhuǎn)盤8經(jīng)低速軸或高速軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0013]所述機(jī)械剎車裝置I和機(jī)械剎車裝置II 10均為剎車片；
[0014]測(cè)風(fēng)速單元3的風(fēng)速信號(hào)輸出端與主控制器I的風(fēng)速信號(hào)輸入端相連，測(cè)風(fēng)速單元3用于檢測(cè)風(fēng)速大小并將風(fēng)速傳遞至主控制器I。
[0015]測(cè)風(fēng)向單元2的風(fēng)向信號(hào)輸出端與主控制器I的風(fēng)向信號(hào)輸入端相連，測(cè)風(fēng)向單元2用于檢測(cè)風(fēng)向并將風(fēng)向傳遞至主控制器I ;
[0016]厚度檢測(cè)單元4用于檢測(cè)剎車片的厚度，所述厚度檢測(cè)單元4的厚度檢測(cè)信號(hào)輸出端與主控制器I的厚度檢測(cè)信號(hào)輸入端相連；
[0017]偏航控制單元6的偏航控制信號(hào)輸出端與轉(zhuǎn)盤8的偏航控制信號(hào)輸入端相連，偏航控制單元6的偏航控制信號(hào)輸入端與主控制器I的偏航控制信號(hào)輸出端相連，偏航控制單元6用于調(diào)整葉片與風(fēng)向之間的夾角即對(duì)轉(zhuǎn)盤的朝向進(jìn)行調(diào)整。
[0018]轉(zhuǎn)速檢測(cè)單元7的轉(zhuǎn)速信號(hào)輸入端與轉(zhuǎn)盤8轉(zhuǎn)速信號(hào)輸出端相連，轉(zhuǎn)速檢測(cè)單元7的轉(zhuǎn)速信號(hào)輸出端與主控制器I的轉(zhuǎn)速信號(hào)輸入端相連，轉(zhuǎn)速檢測(cè)單元7用于檢測(cè)轉(zhuǎn)盤8的角速度大小。
[0019]機(jī)械剎車裝置I的剎車信號(hào)輸入端與主控制器I的第一個(gè)剎車信號(hào)輸出端相連，所述機(jī)械剎車裝置I安裝在轉(zhuǎn)盤8的低速軸上；
[0020]機(jī)械剎車裝置II 10的剎車信號(hào)輸入端端與主控制器I的第二個(gè)剎車信號(hào)輸出端相連，所述機(jī)械剎車裝置II 10安裝在轉(zhuǎn)盤8的高速軸上；
[0021]電磁剎車裝置11的剎車信號(hào)輸入端端與主控制器I的第三個(gè)剎車信號(hào)輸出端相連，所述電磁剎車裝置11也安裝在轉(zhuǎn)盤8的高速軸上；
[0022]【具體實(shí)施方式】二、本實(shí)施方式是對(duì)【具體實(shí)施方式】一所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)混合制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)一步限定，在本實(shí)施方式中，它還包括警報(bào)單元5，所述警報(bào)單元5的開關(guān)量控制信號(hào)輸入端與主控制器I的開關(guān)量控制信號(hào)輸出端相連；
[0023]【具體實(shí)施方式】三、本實(shí)施方式是對(duì)【具體實(shí)施方式】一所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)混合制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)一步限定，在本實(shí)施方式中，測(cè)風(fēng)速單元3內(nèi)的風(fēng)速感應(yīng)裝置為熱式風(fēng)速儀。熱式風(fēng)速儀內(nèi)的風(fēng)速探頭是一敏感部件，當(dāng)一恒定電流通過其加熱線圈時(shí)，其內(nèi)測(cè)量元件熱電偶產(chǎn)生相應(yīng)的熱電勢(shì)，并被傳送到測(cè)量指示系統(tǒng)，此熱電勢(shì)與電路中產(chǎn)生之基準(zhǔn)反電勢(shì)相互抵消，使輸出信號(hào)為零。若風(fēng)速探頭端部的熱敏感部件暴露于外部空氣流中時(shí)，由于進(jìn)行熱交換，此時(shí)將引起熱電偶熱電勢(shì)變化，并與基準(zhǔn)反電勢(shì)比較后產(chǎn)生微弱差值信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)過主控制器I處理后得出風(fēng)速數(shù)值。
[0024]【具體實(shí)施方式】四、本實(shí)施方式是對(duì)【具體實(shí)施方式】一所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)混合制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)一步限定，在本實(shí)施方式中，測(cè)風(fēng)向單元2為風(fēng)向標(biāo)，風(fēng)向標(biāo)安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙的尾部。
[0025]【具體實(shí)施方式】五、本實(shí)施方式是對(duì)【具體實(shí)施方式】一所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)混合制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)一步限定，在本實(shí)施方式中，厚度檢測(cè)單元4采用非接觸式位移傳感器對(duì)剎車片厚度進(jìn)行檢測(cè)并實(shí)時(shí)輸出檢測(cè)信號(hào)至主控制器1，當(dāng)厚度達(dá)到主控制器I的設(shè)定值，主控制器I控制機(jī)械式剎車裝置I 9、機(jī)械剎車裝置II 10和電磁剎車裝置11對(duì)轉(zhuǎn)盤8進(jìn)行制動(dòng)，同時(shí)警報(bào)單元5報(bào)警提示。轉(zhuǎn)盤8頻繁啟動(dòng)，剎車片收到很大的磨損，而磨損會(huì)造成剎車效果逐漸降低，為了防止失效，在主控制器I內(nèi)設(shè)置有磨損最大限度值即剎車片最小厚度值，當(dāng)達(dá)到這個(gè)厚度時(shí)，轉(zhuǎn)盤8停轉(zhuǎn)，維修人員檢測(cè)到相關(guān)情況后更換剎車片。
[0026]【具體實(shí)施方式】六、結(jié)合圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)【具體實(shí)施方式】一所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)混合制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)一步限定，在本實(shí)施方式中，所述主控制器I包括單片機(jī)12和模糊神經(jīng)元控制器13。所述單片機(jī)(12)的模糊神經(jīng)元控制信號(hào)輸入端與模糊神經(jīng)元控制器(13)的控制信號(hào)輸出端連接，模糊控制