一种风力发电机的主轴制动装置

本发明属于风力发电设备领域，具体涉及一种风力发电机的主轴制动装置。

背景技术：

1、随着风力发电技术的不断进步，风力发电机的制动系统也得到了相应的发展，以确保在紧急情况下能够及时停机，保护机组安全。风力发电机的制动方式包括机械制动、电磁制动、空气动力制动等方式，这些制动方式可以单独使用，也可以组合使用，以确保风力发电机在不同工况下的安全运行，这些制动方式各有优缺点，适用于不同的场景和需求。

2、在风力发电机中，主轴制动是风力发电机中用于控制和停止风轮旋转的一种重要制动方式。主轴制动通常是通过机械或电磁装置直接作用于风轮轴或发电机轴，以实现快速和可靠的制动，主轴制动的两种主要方式包括机械制动和电磁制动。其中机械制动是最常见的制动方式，一般是使用刹车盘和刹车片，刹车盘固定在主轴上，刹车片则通过液压或气压系统施加压力，使刹车片与刹车盘接触，从而产生摩擦力，实现制动。而电磁制动是通过电磁力作用于主轴，实现制动。电磁刹车通常包括电磁铁和制动盘，当电磁铁通电时，产生磁力吸引制动盘，实现制动。

3、在极地地区由于其独特的气候条件和地理位置，一方面风能资源非常丰富，风能利用潜力巨大；另一方面，由于其极端的气候条件，高风速加上低温干燥的气候，导致现阶段的风能开发和利用还面临着诸多困难。在主轴制动方式方面，单纯的机械制动使制动转矩强加到制动片上，会大大降低制动装置的使用寿命；而电磁制动，由于在极地温度下，电气设备的性能可能会下降，影响制动效果。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种风力发电机的主轴制动装置，其采用了机械、电磁混合制动，能够在更多应用场景中稳定运行，且能大大提高制动效果，即便应用在极端环境中，也能够提供可靠制动。

2、为解决现有技术问题，本发明公开了一种风力发电机的主轴制动装置，包括主轴制动杆，所述主轴制动杆与风力发电机的固定轴固定连接，还包括转轴连接件，所述转轴连接件与风力发电机的旋转轴连接，在所述主轴制动杆上设置有制动盘，在主轴制动杆的外侧设置有机械制动装置。

3、所述机械制动装置包括机械制动外壳，所述机械制动外壳和主轴制动杆通过同轴轴承连接，在机械制动外壳内壁上设置有若干摩擦块，所述摩擦块与主轴制动杆紧密贴合，在机械外壳上还设置有摩擦片，所述摩擦片位于主轴制动杆上制动盘的上下方，且摩擦片与所述制动盘紧密贴合。

4、在机械制动装置的上部还设置有电磁制动装置，所述电磁制动装置包括电磁制动外壳，所述电磁制动外壳套装在机械制动外壳的外部，且电磁制动外壳与机械制动外壳导轨连接；在机械制动外壳外壁上设置有电磁铁，所述电磁铁位于机械制动外壳和电磁制动外壳之间，在电磁制动外壳的内壁上设置有磁吸片，所述磁吸片位于电磁铁的下部，所述磁吸片的下方设置有弹簧，所述弹簧的顶端固定在磁吸片底部，弹簧的底端固定在机械制动外壳外壁上。

5、所述电磁制动外壳的顶部为锯齿形结构，在电磁制动外壳的上部设置有转轴连接件，所述转轴连接件的底部为锯齿形结构，且电磁制动外壳的顶部与转轴连接件的底部形状相配合，在非制动状态时，电磁制动外壳和转轴连接件不接触，在制动状态时，电磁制动外壳和转轴连接件互相啮合。

6、优选的，所述主轴制动杆上的制动盘上设置有若干卸荷槽。

7、优选的，在所述机械制动外壳外壁上设置有向外凸出的导轨，在电磁主动外壳内壁上设置有导轨凹槽，所述导轨与导轨凹槽互相配合。

8、优选的，所述转轴连接件与风力发电机的旋转轴连接，并由风力发电机的旋转轴带动旋转。

9、优选的，所述主轴制动杆固定在风力发电机的固定轴上，且主轴制动杆始终保持固定不动。

10、优选的，所述磁吸片由磁性材料制成，当电磁铁通电时，磁吸片被吸附至电磁铁上。

11、优选的，所述转轴连接件与风力发电机的旋转轴轴键连接。

12、优选的，所述主轴制动杆与风力发电机的固定轴轴键连接。

13、优选的，在制动状态时，电磁制动外壳和转轴连接件互相啮合。

14、本发明的有益效果在于：将电磁制动和机械制动结合在一起，大大提升了制动效果。其中电磁制动装置中的电磁铁在接受到制动信号后通电，在电磁场的作用下，将原本位于电磁铁下方的磁吸片吸附至电磁铁底部，磁吸片底部受弹簧牵拉，在上升过程中需要克服弹簧向下的拉力。同时，由于磁吸片设置在电磁制动外壳的内壁上，当磁吸片上升的过程时，也必然带动电磁制动外壳向上运动，而电磁制动外壳和转轴连接件的锯齿形结构互相啮合，则电磁制动外壳会跟随转轴连接件进行旋转，实现电磁制动的啮合和初步制动工作。而电磁制动外壳导轨连接在机械制动外壳外侧，机械制动外壳和主轴制动杆通过同轴轴承连接，即机械制动外壳能够在主轴制动杆上绕圆心旋转，则电磁制动外壳的旋转又带动机械制动外壳旋转，那么固定在机械制动外壳内壁上的摩擦片和摩擦块由于和制动盘及主轴制动杆紧密贴合，便会分别与制动盘和主轴制动杆产生摩擦，进而达到机械制动的目的。

15、两种制动方式相结合，可以根据情况调节制动强度，应用范围更广，即便在极地环境中也能有效克服制动效果受限的情况，达到有效制动。

技术特征：

1.一种风力发电机的主轴制动装置，包括主轴制动杆，所述主轴制动杆与风力发电机的固定轴固定连接，还包括转轴连接件，所述转轴连接件与风力发电机的旋转轴连接，其特征在于：在所述主轴制动杆上设置有制动盘，在主轴制动杆的外侧设置有机械制动装置；

2.根据权利要求1所述的一种风力发电机的主轴制动装置，其特征在于：所述主轴制动杆上的制动盘上设置有若干卸荷槽。

3.根据权利要求1所述的一种风力发电机的主轴制动装置，其特征在于：在所述机械制动外壳外壁上设置有向外凸出的导轨，在电磁主动外壳内壁上设置有导轨凹槽，所述导轨与导轨凹槽互相配合。

4.根据权利要求2或3 所述的一种风力发电机的主轴制动装置，其特征在于：所述转轴连接件与风力发电机的旋转轴连接，并由风力发电机的旋转轴带动旋转。

5.根据权利要求4所述的一种风力发电机的主轴制动装置，其特征在于：所述主轴制动杆固定在风力发电机的固定轴上，且主轴制动杆始终保持固定不动。

6.根据权利要求1所述的一种风力发电机的主轴制动装置，其特征在于：所述磁吸片由磁性材料制成，当电磁铁通电时，磁吸片被吸附至电磁铁上。

7.根据权利要求5或6所述的一种风力发电机的主轴制动装置，其特征在于：所述转轴连接件与风力发电机的旋转轴轴键连接。

8.根据权利要求7所述的一种风力发电机的主轴制动装置，其特征在于：所述主轴制动杆与风力发电机的固定轴轴键连接。

9.根据权利要求8所述的一种风力发电机的主轴制动装置，其特征在于：磁吸片被吸附至电磁铁底部时，电磁制动外壳和转轴连接件的锯齿形结构互相啮合。

技术总结本发明属于风力发电设备领域，具体涉及一种风力发电机的主轴制动装置。一种风力发电机的主轴制动装置，在主轴制动杆上设置有制动盘，在主轴制动杆的外侧设置有机械制动装置，机械制动装置包括机械制动外壳，在机械制动外壳内壁上设置有摩擦块，摩擦块与主轴制动杆紧密贴合，在机械外壳上还设置有摩擦片，摩擦片与制动盘紧密贴合。在机械制动装置的上部还设置有电磁制动装置，电磁制动外壳与机械制动外壳导轨连接；在机械制动外壳外壁上设置有电磁铁，所述磁吸片位于电磁铁的下部，所述磁吸片的下方设置有弹簧，所述弹簧的顶端固定在磁吸片底部。该发明采用机械、电磁混合制动方式，使其能应用在更多环境之中，且能大大提高制动效果。技术研发人员：马国祯,王政钦,王梓康,王慧婷,薛屹洵,李泽宁,孙宏斌受保护的技术使用者：太原理工大学技术研发日：技术公布日：2024/9/17