一种风电机组安全控制装置及控制方法与流程

本发明涉及风电设备制造技术，尤其涉及一种风电机组安全控制装置，属于制动系统设备制造技术领域。

背景技术：

风能作为新能源的生力军，已经成为当前能源发展的热点。风力发电是一个将风能转换为机械能，再转化为电能的过程。其中将风能转化为机械能的过程风力机完成，机械能转化为电能的过程由发电机完成，而风力机与发电机之间是通过传输轴、齿轮箱等机械传输机构完成机械能的传递。风力发电机组作为大型机械制造设备，对机组和工作人员的安全性有较高的要求，很多国际认证对风力发电机组的安全控制也有着明确的要求。

现有技术中，大多数安全控制都偏向于软件控制，同时很多安全链设计都没有考虑动力回路短路、过功率引起的故障，安全性能不足，不能满足国际认证的要求。

现有技术中常用的很多安全控制都偏向于软件控制，同时很多安全链设计都没有考虑动力回路短路、过功率引起的故障，安全性能不足，不能满足安全生产的要求。

技术实现要素：

本发明提供一种风电机组异常状态下自动停机的风电机组安全控制装置，以解决现有技术中安全控制方式的不足技术问题。

本发明的风电机组安全控制装置，包括：安全控制器、传感器组、气动刹车装置和磁力刹车装置；

所述传感器组包括：速度传感器、振动传感器和加速度传感器；所述速度传感器、振动传感器和加速度传感器均与所述安全控制器电连接；

所述安全控制器与所述气动刹车装置和所述磁力刹车装置分别电连接。

如上所述的风电机组安全控制装置，其中，所述安全控制器具有通讯输入接口，所述安全控制器通过所述通讯输入接口与所述传感器组相连。

如上所述的风电机组安全控制装置，其中，所述传感器组包括：多个温度传感器；多个所述温度传感器均与所述安全控制器电连接；

所述气动刹车装置上设置有信号控制器，多个所述温度传感器通过该信号控制器与所述气动刹车装置相连。

如上所述的风电机组安全控制装置，其中，所述磁力刹车装置包括：电流方向转换器和电磁铁组。

如上所述的风电机组安全控制装置，其中，所述气动刹车装置包括：多个气动推杆和连接在所述气动推杆自由端的刹车片。

本发明还提供一种风电机组安全控制装置的控制方法，包括如下步骤；

所述安全控制器器检测到所述传感器组所检测到数值超过所述安全控制器设定的阈值后，所述安全控制器通知所述气动刹车装置进行工作；

其中，所述传感器组所检测到数值超过所述安全控制器设定的阈值，且所述风电机组的转速超过所述安全控制器设定的阈值时，所述所述安全控制器通知所述磁力刹车装置进行工作。

本发明的风电机组安全控制装置采用多种类型的传感器进行监测，具有多重安全保护功能；同时采用气动刹车和电磁刹车相互配合的方式对转子进行减速；当速度过高时，能够同时启动磁力刹车装置进行减速，提高了该安全监控系统整体的安全性能，解决了现有技术中风电机组安全控制系统整体安全性能较低的问题。

附图说明

图1为本发明实施例的风电机组安全控制装置的结构框图。

具体实施方式

如图1；本实施例的风电机组安全控制装置，包括：安全控制器、传感器组、气动刹车装置和磁力刹车装置；安全控制器一般为可编程控制器或者单片机。

所述传感器组包括：速度传感器、振动传感器和加速度传感器；所述速度传感器、振动传感器和加速度传感器均与所述安全控制器电连接。

所述安全控制器与所述气动刹车装置和所述磁力刹车装置分别电连接。

当速度传感器、振动传感器或者加速度传感器，对相关检测到的数值超过设定的阈值的时候，安全控制器就向气动刹车装置控制发出安全信号，触发机组紧急停机，且启动气动刹车装置进行气动刹车。

当速度过高时，安全控制器同时启动磁力刹车装置，且启动磁力刹车装置进行辅助减速刹车。

磁力刹车装置也称为磁力刹车制动器。磁力刹车制动器是由一个或两个磁力很强的钕磁铁长条。当金属片（通常是铜或铜铝合金）切割磁感线时，会在金属内部产生涡流，这将生成一个磁场来反抗运动。由此产生的制动力是成正比的速度，金属片在磁铁内移动,同时产生热能。这种磁制动效果可以被解释为将该转子的速度按一定规律逐步减半。不过当速度减到一定程度时,生成的涡流不足以阻止转子停转,这就需要摩擦式刹车或者气动刹车装置了。

本发明的风电机组安全控制装置采用多种类型的传感器进行监测，具有多重安全保护功能；同时采用气动刹车和电磁刹车相互配合的方式对转子进行减速；当速度过高时，能够同时启动磁力刹车装置进行减速，提高了该安全监控系统整体的安全性能，解决了现有技术中风电机组安全控制系统整体安全性能较低的问题。

本实施例的风电机组安全控制装置，一般情况下，所述安全控制器具有通讯输入接口，所述安全控制器通过所述通讯输入接口与所述传感器组相连。

本实施例的风电机组安全控制装置，其中，所述传感器组至少还包括：多个温度传感器；多个所述温度传感器均与所述安全控制器电连接；所述气动刹车装置上设置有信号控制器，多个所述温度传感器通过该信号控制器与所述气动刹车装置相连。

多个温度传感器能够分布式设计，能够对整个系统的温度进行监测，一旦发现重大异常（如石墨轴瓦温度过高），即可通知安全控制器启动刹车作业；当安全控制器失灵或者未在线时，多个温度传感器能够通过气动刹车装置上设置有信号控制器，直接通知气动刹车装置，从而避免出现恶性意外事故。

本实施例的风电机组安全控制装置，其中，所述磁力刹车装置一般包括：电流方向转换器和电磁铁组。电流方向转换器用于转换电流的流向，使瞬间电流方向逆转，能够在短时间内配合电磁铁组产生强大的制动力。

同理，所述气动刹车装置一般包括：多个气动推杆和连接在所述气动推杆自由端的刹车片。刹车片能够与转子贴合，通过增大摩擦力来进行减速。

本发明实施例的风电机组安全控制装置的控制方法，包括如下步骤；

所述安全控制器器检测到所述传感器组所检测到数值超过所述安全控制器设定的阈值后，所述安全控制器通知所述气动刹车装置进行工作；

其中，所述传感器组所检测到数值超过所述安全控制器设定的阈值，且所述风电机组的转速超过所述安全控制器设定的阈值时，所述所述安全控制器通知所述磁力刹车装置进行工作。

另外，本本发明的风电机组安全控制装置制作成本不高，结构精致，运行稳定，装拆简单，维护方便，适用于各种风电设备。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种风电机组安全控制装置及控制方法，属于风电设备技术领域；本发明包括：安全控制器、传感器组、气动刹车装置和磁力刹车装置；所述传感器组包括：速度传感器、振动传感器和加速度传感器；所述速度传感器、振动传感器和加速度传感器均与所述安全控制器电连接；所述安全控制器与所述气动刹车装置和所述磁力刹车装置分别电连接。本发明的风电机组安全控制装置具有多重安全保护功能，同时采用气动刹车和电磁刹车的方式对转子进行减速；提高了该安全监控系统整体的安全性能，解决了现有技术中风电机组安全控制系统整体安全性能较低的问题。

技术研发人员：彭琦;刘斌辉;黄璇;陈玉明
受保护的技术使用者：中国电子产品可靠性与环境试验研究所((工业和信息化部电子第五研究所)(中国赛宝实验室))
技术研发日：2018.12.17
技术公布日：2019.04.23