本实用新型涉及风电技术领域，特别是涉及一种偏航锁定装置及风力发电机组。
背景技术：
风力发电机组的偏航制动系统是用来控制机头偏航回转时平稳运行，以及当偏航静止时阻止机头偏离风向。偏航制动系统一般包括制动器及制动盘等，通过制动器与制动盘产生的摩擦力力矩，来抵抗风载在偏航回转中心产生的扭矩，进而使得机头偏航回转时平稳运行以及偏航静止时阻止机头偏离风向。
根据风力发电机组的偏航动作，主要分为如上述所说的偏航回转和偏航静止两种状态，偏航回转状态下风载在偏航回转中心产生的扭矩比较小，而偏航静止状态下，即叶轮转动至发电状态下，风载在偏航回转中心产生的扭矩最大。目前所有偏航制动系统都是根据风载在偏航回转中心产生的最大扭矩而设计的。即根据偏航回转中心的最大扭矩来确定制动器沿制动盘回转中心圆周分布的数量，使得所用制动器的数量较多，相应的机舱的宽度较大，不仅受陆地运输限制，同时增加了风力发电机组的制造成本。
技术实现要素：
本实用新型实施例提供一种偏航锁定装置及风力发电机组，偏航锁定装置能够满足风力发电机组在偏航静止状态下的制动要求，同时满足陆地运输要求且能够降低风力发电机组的制造成本。
一方面，根据本实用新型实施例提出了一种偏航锁定装置，用于风力发电机组的偏航制动系统，偏航锁定装置包括：基体，为环状结构体；锁定部件，能够在基体的径向上与基体间隔设置；其中，基体与锁定部件的一者上设置有凹陷部，另一者上设置有定位件，定位件包括与凹陷部形状相匹配的凸出部，凸出部能够沿基体的径向移动至凹陷部，以锁定基体及锁定部件的相对位置。
根据本实用新型实施例的一个方面，凹陷部的数量为两个以上，两个以上凹陷部沿基体的周向相互间隔设置。
根据本实用新型实施例的一个方面，凹陷部为销孔，凸出部为销轴。
根据本实用新型实施例的一个方面，定位件进一步包括驱动部，驱动部与凸出部连接，以驱动凸出部沿基体的径向移动。
根据本实用新型实施例的一个方面，驱动部为液压缸、气压缸或者电动缸。
根据本实用新型实施例的一个方面，锁定部件的数量为一个，一个锁定部件为与基体同轴设置的环形块状结构；或者，锁定部件的数量为两个以上，两个以上锁定部件均为弧形块状结构且沿基体的周向上相互间隔设置。
根据本实用新型实施例提供的偏航锁定装置，其包括基体及锁定部件，基体为环状结构体，在应用至风力发电机组中时，基体可以与偏航轴承的固定圈连接，锁定部件可以与偏航轴承的转动圈或者机舱底座连接。锁定部件能够在基体的径向上与基体间隔设置，由于基体与锁定部件的一者上设置有凹陷部，另一者上设置有定位件，定位件包括与凹陷部形状相匹配的凸出部，且凸出部能够沿基体的径向移动至凹陷部。当机头需要偏航静止时，通过移动凸出部至凹陷部，以锁定基体与锁定部件的相对位置，进而使得偏航轴承的固定圈及转动圈相对静止，以阻止偏航运动，此种状态下，无需制动器与制动盘配合制动，能够减少制动器的数量，进而满足陆地运输要求且能够降低风力发电机组的制造成本。
另一个方面，根据本实用新型实施例提供一种风力发电机组，包括：塔筒；偏航轴承，包括转动配合的固定圈及转动圈，固定圈沿其自身的轴向与塔筒层叠设置且相互连接；机舱底座，连接于转动圈；及上述的偏航锁定装置，其中，基体在轴向与固定圈层叠设置且相互连接，锁定部件连接于转动圈或机舱底座且在基体的径向上与基体间隔设置。
根据本实用新型实施例的另一个方面，基体位于塔筒与固定圈之间。
根据本实用新型实施例的另一个方面，进一步包括偏航制动装置，偏航制动装置包括制动盘及与制动盘摩擦制动配合的制动器，制动盘与基体在轴向层叠设置且相互连接，制动器连接于机舱底座。
根据本实用新型实施例的另一个方面，基体与固定圈为一体式结构；或者，基体与制动盘为一体式结构。
附图说明
下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施例的特征、优点和技术效果。
图1是本实用新型实施例的偏航锁定装置的轴测图；
图2是本实用新型一个实施例的锁定部件的轴测图；
图3是图2中所示锁定部件的纵向剖切图；
图4是本实用新型实施例的偏航锁定装置的使用状态图；
图5是本实用新型另一个实施例的锁定部件的轴测图；
图6是本实用新型实施例的风力发电机组的局部结构示意图；
图7是图6的仰视图；
图8是图7中沿着A-A方向的剖视图。
1-偏航锁定装置；
10-基体；101-凹陷部；102-连接孔；
20-锁定部件；201-凸出部；202-块状本体；203-驱动部；203a-缸体；203b-缸杆；204-通孔；
2-塔筒；
3-偏航轴承；31-固定圈；32-转动圈；
4-机舱底座；
5-偏航制动装置；51-制动盘；52-制动器；
6-驱动部件。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本实用新型的偏航锁定装置及风力发电机组的具体结构进行限定。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
为了更好地理解本实用新型，下面结合图1至图8根据本实用新型实施例的偏航锁定装置及风力发电机组进行详细描述。
请参阅图1，图1示出了本实用新型实施例的偏航锁定装置1的轴测图。本实用新型实施例提供的一种偏航锁定装置1，用于风力发电机组的偏航制动系统，偏航锁定装置1包括基体10及锁定部件20，基体10为环状结构体，锁定部件20能够在基体10的径向上与基体10间隔设置。其中，基体10与锁定部件20的一者上设置有凹陷部101，另一者上设置有定位件，定位件包括与凹陷部101形状相匹配的凸出部201，凸出部201能够沿基体10的径向移动至凹陷部101，以锁定基体10及锁定部件20的相对位置。
本实用新型实施例提供的偏航锁定装置1，能够满足风力发电机组在偏航静止状态下的制动要求，同时满足陆地运输要求且能够降低风力发电机组的制造成本。
具体的，基体10整体为圆形环状结构体，凹陷部101位于基体10上，构成基体10的一部分，凹陷部101为销孔，具体为等截面的圆形柱状销孔，孔的深度小于基体10在其自身径向上的厚度，即凹陷部101为盲孔。本实施例中，凹陷部101的数量为两个以上，两个以上的凹陷部101在基体10的周向上间隔分布，优选在基体10的周向上均匀分布。
请一并参阅图2及图3，图2示出了本实用新型一个实施例的锁定部件20的轴测图，图3示出图2所示锁定部件20的纵向剖切图。锁定部件20的数量为两个以上，本实施例中，锁定部件20的数量为六个，六个锁定部件20均为弧形块状结构且沿基体10的周向上相互间隔设置，定位件位于锁定部件20上，构成锁定部件20的一部分，每个锁定部件20均包括块状本体202以及设置在块状本体202上的定位件，本实施例中，每个块状本体202上的定位件的数量为一个，一个定位件优选位于与其对应的块状本体202的中心位置，定位件的凸出部201为形状与凹陷部101的形状相匹配的销轴。
作为一种可选的实施方式，定位件进一步包括驱动部203，驱动部203与凸出部201连接，以驱动凸出部201沿基体10的径向移动，本实施例中，驱动部203优选为液压缸。在具体实施时，可以在对应的块状本体202上设置安装孔，将驱动部203的缸体203a固定安装于安装孔中，并将凸出部201连接于驱动部203的缸杆203b，或者与驱动部203的缸杆203b为一体式结构，以使得凸出部201能够沿基体10的径向移动，满足锁定基体10与锁定部件20的相对运动的要求。
当然，也可以使得驱动部203的缸体203a与块状本体202为一体式结构，即块状本体202上围合形成其对应安装孔的孔壁构成驱动部203的缸体203a，也能够满足对凸出部201的驱动要求。
请一并参阅图4，图4示出了本实用新型实施例的偏航锁定装置1的使用状态图，由此，本实用新型实施例提供的偏航锁定装置1，在应用至风力发电机组中时，基体10可以与偏航轴承3的固定圈31连接，锁定部件20可以与偏航轴承3的转动圈32或者机舱底座连接，当需要偏航静止时，通过移动凸出部201至凹陷部101，以锁定基体10与锁定部件20的相对位置，进而使得偏航轴承3的固定圈31及转动圈32相对静止，以阻止偏航运动，此种状态下，无需制动器与制动盘配合制动，使得偏航制动系统根据偏航回转状态下风载的扭矩设计即可，能够减少制动器的数量，进而满足陆地运输要求且能够降低风力发电机组的制造成本。
由于偏航锁定装置1在应用至风力发电机组时，基体10需要与偏航轴承3的固定圈31连接，因此基体10可以设置沿着其自身的轴向延伸的连接孔102，以便于与固定圈31连接，而将凹陷部101设置为盲孔能够对上述的连接孔102起到避让的作用，能够保证基体10与固定圈31之间的连接强度。当然，在能够保证连接要求的基础上，凹陷部101不限于为盲孔，也可以设置为通孔。同时基体10与固定圈31的连接方式不限于通过设置连接孔102并通过连接件的方式连接，在一些实施例中，可以采用焊接的形式连接，此时则不需要在基体10上设置连接孔102。
同样的，由于偏航锁定装置1在应用至风力发电机组时，锁定部件20需要与偏航轴承3的转动圈32或者机舱底座连接，优选的，可以在锁定部件20的块状本体202上设置沿块状本体202厚度方向延伸的通孔204，以便于与转动圈32或者机舱底座通过连接件连接。当然，锁定部与偏航轴承3的转动圈32或者机舱底座的连接方式不限于设置通孔204并通过连接件的方式连接，在一些实施例中，可以采用焊接的形式连接，此时则不需要在锁定部件20的块状本体202上设置通孔204。
可以理解的是，凹陷部101并不限于为等截面的圆形柱状销孔，在一些可选的实施例中，也可以为变截面的圆形锥状销孔，当然，也可以为等截面或者变截面的多边形销孔，具体可以根据使用需要设定。由于凸出部201的形状与凹陷部101的形状相匹配，因此，相应的凸出部201的形状不限于等截面的圆形销轴结构，也可以为变截面的圆形锥状销轴，或者为等截面或者变截面的多边形销轴。
请一并参阅图5，图5示出了本实用新型另一个实施例的锁定部件20的轴测图。可以理解的是，每个锁定部件20上的凸出部201不限于为1个，在一些可选的实施例中，当锁定部件20的尺寸足够大的情况下，每个锁定部件20上的定位件的数量可以为两个，当然，也可以根据使用需要设置多于两个，如四个甚至更多个。
同时，锁定部件20的数量不限于为两个以上，在一些可选的实施例中，锁定部件20的数量可以为一个，此时，锁定部件20优选为能够与基体10同轴设置的环形块状结构，在锁定部件20上的定位件数量可以为一个，也可以为两个以上，当为两个以上时，优选在锁定部件20上均匀设置。
可以理解的是，驱动部203并不限于为液压缸，在一些可选的实施例中，也可以采用气压缸或者电动缸，与锁定部件20的块状本体202及凸出部201的连接方式相同，在此就不赘述，为了满足对凸出部201的驱动，保证对基体10与锁定部件20之间的位置锁定要求，所说的驱动件的缸体203a的截面尺寸优选不小于20mm。
可以理解的是，本实用新型实施例的基体10为圆形环状结构体，此为优选的实施方式，但并不限于此，在一些可选的实施例中，也可以为多边形环状结构体，只要能够满足风力发电机组的偏航锁定要求均可。
以上各实施例的中，凹陷部101均位于基体10上，定位件均位于锁定部件20上，并不限于上述方式，在一些可选的实施例中，可以将凸出部201及凹陷部101的位置交换，即，将定位件设置于基体10上并构成基体10的一部分，而将凹陷部101设置于锁定部件20上并构成锁定部件20的一部分，也能够满足风力发电机组的偏航锁定要求，定位件及凹陷部101的结构形式同上，在此就不赘述。
请一并参阅图6、图7及图8，图6示出了本实用新型实施例的风力发电机组的局部结构示意图，图7是图6的仰视图，图8是图7中沿着A-A方向的剖视图。本实用新型实施例提供的风力发电机组，包括塔筒2、偏航轴承3、机舱底座4及上述各实施例的偏航锁定装置1。偏航轴承3包括转动配合的固定圈31及转动圈32，固定圈31沿其自身的轴向与塔筒2层叠设置且相互连接，机舱底座4连接于转动圈32，其中，基体10在固定圈31的轴向上与固定圈31层叠设置且相互连接，锁定部件20连接于转动圈32或机舱底座4且在基体10的径向上与基体10间隔设置。
具体的，偏航轴承3的固定圈31可以与塔筒2通过紧固件固定连接，偏航轴承3的转动圈32可以通过紧固件与机舱底座4连接，本实施例中，上述所说的偏航轴承3的固定圈31实际是指偏航轴承3的外圈，相应的，上述所说的偏航轴承3的转动圈32实际是指偏航轴承3的内圈。基体10与固定圈31可以通过焊接等方式连接，当然，当基体10具有连接孔102时，其可以通过螺栓等连接件与固定圈31连接，进而相对塔筒2固定。锁定部件20与转动圈32或者机舱底座4可以采用焊接形式连接，当然，当锁定部件20的块状本体202具有通孔204时，其可以通过螺栓等连接件与转动圈32或者机舱底座4连接。具体实施时，可以通过在机舱底座4上设置能够与偏航轴承3的转动圈32啮合传动的驱动部件6，以实现风力发电机组的偏航需求。
由于基体10与偏航轴承3的固定圈31连接，而锁定部件20与偏航轴承3的转动圈32连接，当风力发电机组的机舱底座4偏航至合适位置时，通过驱动件驱动凸出部201向对应的凹陷部101方向移动，以将基体10与锁定部件20的相对位置锁定，继而锁定固定圈31及转动圈32的相对位置，以阻止偏航运动，满足风力发电机组的制动要求。
作为一种可选的实施方式，基体10位于塔筒2与固定圈31之间，使得增设的偏航锁定装置1的基体10及锁定部件20不会对偏航轴承3与机舱底座4之间的安装产生干涉，便于机舱底座4与偏航轴承3的转动圈32之间的安装，同时保证二者之间的连接强度。
由于相应设置的偏航锁定装置1能够在风力发电机组的偏航动作为偏航静止时，能够提供相应的偏航制动力，以抵抗风载在偏航回转中心产生的扭矩。而为了保证风力发电机组的偏航动作为偏航回转时，使得风力发电机组也能够抵抗风载在偏航回转中心产生的扭矩，保持偏航转向平稳。作为一种可选的实施方式，风力发电机组进一步包括偏航制动装置5，偏航制动装置5包括制动盘51及与制动盘51摩擦制动配合的制动器52，制动盘51与基体10在轴向层叠设置且相互连接，制动器52连接于机舱底座4。由于制动盘51与基体10相互连接，而制动器52连接于机舱底座4，且制动器52与制动盘51摩擦制动配合，使得风力发电机组在偏航回转时，制动器52与制动盘51可以相互制动配合，以抵抗风载在偏航回转中心产生的扭矩，保持偏航回转动作的平稳运行，制动器52可以通过液压驱动，以与制动盘51摩擦制动。
作为一种可选的实施方式，基体10与固定圈31为一体式结构，便于加工，且能够保证与偏航轴承3整体的同轴度，能够更好的保证凹陷部101与凸出部201的对中要求，满足风力发电机组偏航运动的制动要求。
当然，基体10不限于与固定圈31为一体式结构，在一些可选的实施例中，也可以与制动盘51为一体式结构，采用上述结构，便于偏航锁定装置1的加工及安装，同时，在一定程度上也能够保证与偏航轴承3整体的同轴度。
可以理解的是，上述各实施例的固定圈31均为偏航轴承3的外圈，而转动圈32均为偏航轴承3的内圈，此为优选的实施方式，但并不限于上述方式。在一些可选的实施例中，固定圈31也可以为偏航轴承3的内圈，而转动圈32相应为偏航轴承3的外圈，此时，将偏航锁定装置1的基体10与偏航轴承3的内圈连接，而将锁定部件20与偏航轴承3的外圈或者机舱底座4连接，同样能够实现偏航锁定要求。
由此，本实用新型实施例提供的风力发电机组，因其具有上述各实施例的偏航锁定装置1，使得风力发电机组需要偏航静止时，通过移动凸出部201至凹陷部101，以锁定基体10与锁定部件20的相对位置，进而使得偏航轴承3的固定圈31及转动圈32相对静止，以阻止偏航运动。相应设置的制动器52及制动盘51能够在风力发电机组的偏航动作为偏航回转时，使得风力发电机组也能够抵抗风载在偏航回转中心产生的扭矩，保持偏航转向平稳，由于偏航锁定装置1的设置，使得制动器52与制动盘51在偏航静止的状态下可以使用，也可以不使用，由此，通过设置偏航锁定部件20，还能够使得制动器52无需一直处于高压状态，提高其使用寿命，能够降低风力发电机组维护成本。
同时，偏航锁定部件20的设置使得风力发电机组的偏航制动装置5根据偏航回转状态下风载的扭矩设计即可，能够减少制动器52的数量，进而满足陆地运输要求且能够降低风力发电机组的制造成本。
由于凹陷部101为销孔，凸出部201为与之配合的销轴结构，使得在风力发电机组在偏航静止状态下即使发生断电情况，由于凸出部201与凹陷部101处于配合锁止的状态，能够有效的避免因为机组断电而导致偏航制动失效，进而导致机舱底座4自由回转问题的发生。
虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。