一种风力发电机组偏航制动器摩擦片磨损监测的控制方法与流程

本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种风力发电机组偏航制动器摩擦片磨损监测的控制方法。

背景技术

目前，大型风力发电机组的偏航制动系统主要是由偏航制动器和偏航制动盘两部分零部件组成。其中，偏航制动盘与偏航回转支承用螺栓连接固定，使其能够同步运动；偏航制动器有三种状态：一是偏航制动状态，此时偏航制动器全压制动，偏航制动器摩擦片与偏航制动盘压紧，使风力发电机组稳定正对风向发电运行；二是偏航半开状态（偏航过程），此时偏航制动器仍有余压，偏航制动器摩擦片与偏航制动盘接触摩擦，确保风力发电机组稳定地偏航；三是偏航全开状态（偏航解缆），此时偏航制动器压力为零，偏航制动器摩擦片与偏航制动盘的正压力为零，偏航摩擦片无磨损消耗。

偏航制动状态和偏航全开状态摩擦片不发生磨损；摩擦片磨损发生在偏航半开状态，目前现场维护人员多是定期检查制动器摩擦片磨损状态，检查发现制动器摩擦片磨损严重后将其更换。但通常一个风场中不同机组由于机位不同，各机组偏航频次与角度均不相同，造成了机组偏航摩擦片磨损速率存在差异的问题。当前的监测方法需要维护人员每隔一段时间就去查看制动器摩擦片的磨损状态，劳动强度较大，若查看不及时还会造成偏航制动盘损伤的问题。或者在偏航制动器上添加磨损传感器，进行厚度检测，增加产品的生产成本。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种简便高效、无需额外硬件安装便可实施的风力发电机组偏航制动器摩擦片磨损监测的控制方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

步骤1：先设定偏航摩擦片的摩擦材料报警厚度，当风力发电机组偏航后，若偏航过程中的平均偏航余压大于等于5bar，则将该偏航角度累计至磨损角度；

步骤2：至少利用磨损角度计算得出当前偏航摩擦片摩擦材料厚度；

步骤3：将当前偏航摩擦片摩擦材料厚度与设定的摩擦材料报警厚度进行比较，若当前摩擦材料厚度小于等于设定值，则监测系统发出警告信号，提醒维护人员查看并更换偏航摩擦片；

步骤4：偏航摩擦片更换完毕后，重置系统的总偏航角度，从而实现对新偏航制动器摩擦片磨损监测的控制。

所述的风力发电机组偏航制动器摩擦片磨损监测的控制方法，其特征在于：所述偏航摩擦片的摩擦材料报警厚度包括预更换厚度和更换厚度，分别设置为3mm和2mm。

所述的风力发电机组偏航制动器摩擦片磨损监测的控制方法，其特征在于：步骤1中，所述判断平均偏航余压大于等于5bar，用于去除偏航解缆零压偏航累计的角度。

所述的风力发电机组偏航制动器摩擦片磨损监测的控制方法，其特征在于：所述的偏航角度通过偏航接近开关或偏航编码器采集获得。

所述的风力发电机组偏航制动器摩擦片磨损监测的控制方法，其特征在于，步骤2中，所述当前偏航摩擦片摩擦材料厚度的计算公式如下：

其中，为当前偏航摩擦片摩擦材料厚度、h为偏航摩擦片摩擦材料总厚度、为偏航摩擦片的磨损率、为偏航制动功、为偏航摩擦片接触面积、为磨损角度、单个偏航制动器提供的偏航制动力矩。

所述的风力发电机组偏航制动器摩擦片磨损监测的控制方法，其特征在于：对比当前摩擦片的线性磨损量和设定的偏航摩擦片的最大线性磨损量，若当前摩擦片的线性磨损量大于设定的最大线性磨损量，则监测系统会发出警告，提醒维护人员查看并更换偏航摩擦片。

本发明具有以下优点：无需增加硬件设备便可有效监测偏航摩擦片的磨损状态。对不同厂家的偏航制动器具有广泛的适用性。相比传统磨损监测的方法，本发明可以极大地减少风力发电机组停机维护的时间，节省人力成本，提高发电设备利用率，减少发电量的损失。可适用没有加装磨损传感器的偏航制动器。

附图说明

图1是本发明风力发电机组偏航制动器摩擦片磨损监测的控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明的一种风力发电机组偏航制动器摩擦片磨损监测的控制方法，所述控制方法如下：

步骤1：先设定偏航摩擦片的摩擦材料报警厚度（用于防止摩擦材料耗尽导致制动盘损伤的安全值），当风力发电机组偏航后，若偏航过程中的平均偏航余压大于等于5bar，则将该偏航角度累计至磨损角度，所述的偏航角度通过偏航接近开关或偏航编码器采集获得。

步骤2：至少利用磨损角度计算得出当前偏航摩擦片摩擦材料厚度。

步骤3：将当前偏航摩擦片摩擦材料厚度与设定的摩擦材料报警厚度进行比较，若当前摩擦材料厚度小于等于设定值，则监测系统发出警告信号，提醒维护人员查看并更换偏航摩擦片。

步骤4：偏航摩擦片更换完毕后，重置系统的总偏航角度，从而实现对新偏航制动器摩擦片磨损监测的控制。

当机组发生偏航指令后，机组执行偏航动作。偏航编码器或者偏航接近开关采集偏航角度数据。液压站压力继电器采集偏航过程中的偏航压力数据。完成偏航后，计算偏航过程中的平均偏航压力，若大于等于5bar。则将此次偏航的角度累计至磨损角度。否则不计入磨损角度。通过这种方法累计机组带压偏航的总角度，避免机组解缆动作时的偏航角度的干扰。

通过计算出单个偏航制动器的总制动功。再根据：计算当前偏航摩擦片的摩擦材料厚度。若当前摩擦材料厚度大于等于预设摩擦材料报警厚度，则机组继续正常运行，否则，发出偏航摩擦片磨损信号，提醒维护人员检查更换摩擦片。摩擦片更换后，维护人员须重置磨损角度。此后，继续执行该控制流程。上述公式中，为当前偏航摩擦片摩擦材料厚度、h为偏航摩擦片摩擦材料总厚度、为偏航摩擦片的磨损率、为偏航制动功、为偏航摩擦片接触面积为磨损角度、单个偏航制动器提供的偏航制动力矩。上述的基本技术参数可以通过摩擦片的相关试验测得。

进一步的，所述偏航摩擦片的摩擦材料报警厚度包括预更换厚度和更换厚度，分别设置为3mm和2mm。对应的发出警告信号提醒维护人员采购和更换偏航摩擦片。

进一步的，步骤1中，所述判断平均偏航余压大于等于5bar，用于去除偏航解缆零压偏航累计的角度。累计偏航角度主要有二种情况：一种是偏航（偏航余压约为20-40bar），另一种是解缆（偏航余压为0bar,该状态下无摩擦片损耗），因此去除偏航解缆零压偏航累计的角度，剩余即为有效累计偏航角度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。