专利名称：一种风力发电机的限速、刹车装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种风力发电机的限速、刹车装置，尤其是风叶转速 超过设计转速时，对转轴进行限速、刹车的装置。
技术背景风力发电机在运行过程中，由于其转速会随着风速的增大而增 大，在风速过高时，可能会导致发电机产生过多的电量，从而使线圈 温度升高烧毁发电机，或者电流过大而损坏下级设备。为了避免此类情形的出现，就需要在风大时对发电机进行保护， 目前的保护方式有碟片刹车、偏航保护、卸荷保护、短路刹车等。但 以上方案或者不够稳定，或者成本较高，难以普及推广。发明内容本发明针对以上问题，提供了一种根据风力发电机运行状态数 据，利用数字控制技术以及电磁技术控制机械部件，从而控制机械部 件间的摩擦力、反向电磁力的大小来实现转轴减速、停转的风力发电 机的限速、刹车装置。本发明的技术方案是它包括控制器、电磁刹车机构、电磁缓速 器、感应器，风力发电机的转轴伸出机壳尾部，在机壳尾部外端面与 伸出机壳尾部的转轴间设有电磁刹车机构；在风力发电机机壳内设有对应定子线圈设有温度感应器；在转轴与风力发电机机架或机壳之间设电磁缓速器；温度感应器、电磁缓速器、电磁刹车机构连接控制器; 控制器内设存储有根据温度感应器数据指令电磁刹车机构工作与否 以及电磁吸力大小、电磁缓速器工作与否以及电磁力大小的程序的微 处理器。它还设有风力发电机输出电流和/或电压感应器，该感应器连接控 制器，控制器中的微处理器内还存储有根据电流和/或电压感应器数 据指令电磁刹车机构、电磁缓速器工作与否的程序。所述的电磁刹车机构包括固定连接在机壳尾部外端面上的电磁 ±央、键连接在伸出机壳尾部的转轴上可相对于转轴做轴向滑动的由磁 性材料制成的刹车片以及刹车片复位弹簧；转轴轴端设有保持电磁块 与刹车片之间工作距离的挡片、螺母，电磁块与刹车片之间由复位弹 簧保持工作距离。在刹车片与电磁块的对应工作面上分别设有摩擦面，电磁块上的摩擦面与电磁块表面间设有隔热层。所述的电磁缓速器设置在机壳内，与机壳固定连接，机壳对应电 磁缓速器安装位置设有散热口 。本发明在风力发电机的转轴与机壳面间加设了电磁吸合刹车机 构、电磁缓速机构。通过电磁缓速器产生的转轴与机壳或机架间的反 向电磁力来实现转轴的减速，比如，在风力较大的情况下，转轴转速 可能超过设计转速，此时系统指令电磁缓速器工作，在转轴与机壳之 间产生电磁阻力，从而降低转轴的转速；这时，电磁缓速器会产生热 量，但由于风力的作用，会很快散发掉，不会对系统产生负面影响。通过吸合式电磁刹车机构的摩擦力来实现转轴的停止。当风力过 大时，可能导致电磁缓速器负荷过大，此时，需要停止风力发电机工 作。在系统感应到部分指标在电磁缓速器作用下仍然超过设计范围 时，该机构被指令启动。电磁块是否工作、工作时间以及吸力大小可 由设置在发电机内部的温度感应器、电流和/或电压感应器提供数据， 再由控制器控制，当温度、电流和/或电压符合设计要求时，电磁块 停止工作，释放刹车片，使风力发电机继续工作。电磁刹车机构的摩 擦面设置在机壳外部，而该机构一般是在风力过大时才起用，因此该 摩擦面间产生的热量能快速地散发，不会对系统产生影响。本发明结 构简单，稳定性高，可靠性高，成本低廉。
图l是本发明的结构示意中1是机壳，2是轴承，3是转轴，4是电磁块，5是刹车片， 6是弹簧，7是挡片，8是螺母，9是键，IO是摩擦面，ll是控制器， 12是感应器，13是电磁缓速器。图2是本发明处于工作状态的结构示意中刹车片5朝向电磁块4移动，对应工作面摩擦接触。
具体实施方式
本发明如图1，它包括控制器ll、电磁刹车机构、电磁缓速器13、 感应器12，风力发电机的转轴3伸出机壳1尾部，通过轴承2与机 壳1连接。在机壳1尾部外端面与伸出机壳1尾部的转轴3间设有电 磁刹车机构；在风力发电机机壳1内设有对应定子线圈设有温度感应器12;在转轴3与风力发电机机架或机壳1之间设电磁缓速器13; 温度感应器12、电磁缓速器13、电磁刹车机构连接控制器ll;控制 器11内设存储有根据温度感应器数据指令电磁刹车机构工作与否以 及电磁吸力大小、电磁缓速器工作与否以及电磁力大小的程序的微处 理器。它还设有风力发电机输出电流和/或电压感应器，控制器11中的 微处理器内还存储有根据电流和/或电压感应器数据指令电磁刹车机 构工作与否的程序，电流和/或电压感应器连接控制器。电磁刹车机构包括固定连接在机壳1尾部外端面上的电磁块4、通过键9连接在伸出机壳尾部的转轴3上可相对于转轴3做轴向滑动 的由磁性材料制成的刹车片5，以及刹车片复位弹簧6;转轴3轴端 设有保持电磁块4与刹车片5之间工作距离的挡片7、螺母8,电磁 块4与刹车片5之间由复位弹簧6保持工作距离。在刹车片5与电磁块4的对应工作面上分别设有摩擦面10,电磁 块4上的摩擦面与电磁块4表面间设有隔热层。电磁缓速器13设置在机壳1内，与机壳1固定连接，机壳1对应 电磁缓速器13安装位置设有散热口。本发明电磁缓速器13的工作原理是，在风力较大，使转轴3的转 速超过设计转速时，电磁缓速器13启动，利用反向电磁力降低转轴 3的转速。电磁缓速器13在工作时，由于将动能转化为热能，会产 生一定热量；因此，在机壳上对应设计了散热口，由于电磁缓速器 13是在风力较大时才工作，电磁缓速器13发出的热量刚好在较大的风力作用下散发掉。本发明刹车机构的工作原理如图2，刹车片5套在电机转轴3上 并且可以在转轴3上滑动，但不能绕转轴3转动。在电机转轴3后轴 承2和刹车片6之间有一段弹簧6，在风力发电机正常运转时弹簧6 使刹车片5与电磁块4分离，当风力发电机需要刹车时，电磁块4通 电产生磁场吸合刹车片5。由于电磁块4是固定的，而刹车片5不能 绕轴转动，因此电磁块4和刹车片5产生的摩擦力可以降低发电机转 速。刹车完毕后，电磁块4断电，弹簧6分离刹车片5，风机可以继 续正常运行。微处理器可根据温度感应器12、电流和/或电压感应器 的数据来控制电磁块4是否工作、工作时间以及吸力的大小，起到限 速、刹车的作用。
权利要求
1、一种风力发电机的限速、刹车装置，其特征在于，它包括控制器、电磁刹车机构、电磁缓速器、感应器，风力发电机的转轴伸出机壳尾部，在机壳尾部外端面与伸出机壳尾部的转轴间设有电磁刹车机构；在风力发电机机壳内设有对应定子线圈设有温度感应器；在转轴与风力发电机机架或机壳之间设电磁缓速器；温度感应器、电磁缓速器、电磁刹车机构连接控制器；控制器内设存储有根据温度感应器数据指令电磁刹车机构工作与否以及电磁吸力大小、电磁缓速器工作与否以及电磁力大小的程序的微处理器。
2、 根据权利要求l所述的一种风力发电机的限速、刹车装置，其 特征在于，它还设有风力发电机输出电流和/或电压感应器，该感应 器连接控制器，控制器中的微处理器内还存储有根据电流和/或电压 感应器数据指令电磁刹车机构、电磁缓速器工作与否的程序。
3、 根据权利要求l所述的一种风力发电机的限速、刹车装置，其 特征在于，所述的电磁刹车机构包括固定连接在机壳尾部外端面上的 电磁块、键连接在伸出机壳尾部的转轴上可相对于转轴做轴向滑动的 由磁性材料制成的刹车片以及刹车片复位弹簧；转轴轴端设有保持电 磁块与刹车片之间工作距离的挡片、螺母，电磁块与刹车片之间由复 位弹簧保持工作距离。
4、 根据权利要求3所述的一种风力发电机的限速、刹车装置，其 特征在于，在刹车片与电磁块的对应工作面上分别设有摩擦面，电磁块上的摩擦面与电磁块表面间设有隔热层。
5、根据权利要求l所述的一种风力发电机的限速、刹车装置，其特征在于，所述的电磁缓速器设置在机壳内，与机壳固定连接，机壳 对应电磁缓速器安装位置设有散热口 。
全文摘要
一种风力发电机的限速、刹车装置。本发明涉及一种风力发电机的限速、刹车装置。它包括控制器、电磁刹车机构、电磁缓速器、感应器，风力发电机的转轴伸出机壳尾部，在机壳尾部外端面与伸出机壳尾部的转轴间设有电磁刹车机构；在风力发电机机壳内设有对应定子线圈设有温度感应器；在转轴与风力发电机机架或机壳之间设电磁缓速器；温度感应器、电磁缓速器、电磁刹车机构连接控制器；控制器内设存储有根据温度感应器数据指令电磁刹车机构工作与否以及电磁吸力大小、电磁缓速器工作与否以及电磁力大小的程序的微处理器。本发明电磁缓速器产生的热量，会很快散发掉，不会对系统产生负面影响，本发明结构简单，稳定性高，可靠性高，成本低廉。
文档编号H02K7/102GK101534090SQ20081001990
公开日2009年9月16日 申请日期2008年3月11日 优先权日2008年3月11日
发明者林 尤 申请人:扬州神州风力发电机有限公司