一种风电机组偏航系统及风力发电机组

技术领域

本发明属于风电技术领域，具体涉及一种风电机组偏航系统及风力发电机组。

背景技术

风力发电是一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。

由于风场的风向在不断地变化，为了高效地利用风能，需要偏航系统驱动风力发电机组整体转动，以使叶轮运转时始终对准风向，所以偏航系统是风力发电机组实现捕捉风向的重要组成部分，同时还能够承载机组的机头所有重力和风载产生的所有载荷。

现有技术中，偏航系统一般包括具有制动器及制动盘的制动装置，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。

随着风力发电机组发电功率的增加，偏航制动器的圆周分布数量增多，当偏航静止时，制动系统必须为高压状态，以使制动器夹紧偏航制动盘阻止机舱整体转动，此时制动系统的液压制动器需要一直维持在高压状态，如果偏航驱动或液压制动系统掉电时，偏航制动失效从而导致机舱自由回转，直接影响风力发电机组的安全。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种风电机组偏航系统，包括：

偏航回转支撑部件，所述偏航回转支撑部件包括同轴且可相对转动设置的固定环和转动环，所述固定环固定安装在机舱底座上或塔筒的顶部法兰上；

偏航驱动部，固定安装在机舱底座；所述偏航驱动部与所述转动环配合，以驱动所述转动环相对所述固定环转动，进而带动机舱底座相对所述塔筒的顶部法兰转动；

偏航制动盘，固定连接在所述转动环上；

偏航主制动部，固定安装在所述机舱底座上，并与所述偏航制动盘夹持配合；

偏航辅助制动部，用于辅助所述偏航主制动部来实现所述机舱底座与所述塔筒之间的制动；所述偏航辅助制动部包括：

第一辅助制动部，固定连接于所述偏航主制动部上，与所述偏航制动盘配合；

和/或，

第二辅助制动部，固定安装在所述机舱底座上，与所述转动环配合。

进一步地，所述第一辅助制动部包括固定支架和辅助制动件，所述固定支架固定安装在所述偏航主制动部远离所述机舱底座一侧；

所述辅助制动件包括固定安装在所述固定支架上的第一驱动部以及与所述第一驱动部驱动连接的制动块；所述第一驱动部驱动所述制动块与所述偏航制动盘配合，以实现辅助所述偏航主制动部来实现所述机舱底座与所述塔筒之间的制动。

进一步地，所述偏航制动盘远离所述机舱底座的一侧周向均匀布设有多个插槽，所述制动块上设置有多个插齿；所述第一驱动部驱动所述插齿向所述插槽靠近并插置在所述插槽内，以实现所述机舱底座与所述塔筒之间的辅助制动。

进一步地，所述偏航制动盘周向均匀布设有多个插孔，所述制动块上设置有多个凸起；所述第一驱动部驱动所述凸起向所述插孔靠近并插置在所述插孔内，以实现所述机舱底座与所述塔筒之间的辅助制动。

进一步地，所述第一驱动部为液压缸、气缸或电动缸中的一种。

进一步地，第二辅助制动部包括固定安装在所述机舱底座上的第二驱动部以及与所述第二驱动部驱动连接的限位柱，所述限位柱远离所述第二驱动部的一端设置有限位块；所述转动环远离所述偏航制动盘的一侧设置有多个周向均匀布置的限位孔；所述第二驱动部驱动所述限位柱向所述限位孔靠近，并将所述限位块插置在所述限位孔内，以实现所述机舱底座与所述塔筒之间的辅助制动。

进一步地，所述第二驱动部为液压缸、气缸或电动缸中的一种。

进一步地，所述固定环的内表面或外表面上设置有若干第一齿牙，所述偏航驱动部设置有与所述第一齿牙啮合的第二齿牙。

进一步地，所述偏航主制动部为偏航液压制动器。

一种风力发电机组，包括上述任一项所述的风电机组偏航系统。

本发明的有益效果：

本发明提供的风电机组偏航系统，通过设置偏航辅助制动部来辅助偏航液压主制动器进行制动，当偏航驱动或液压制动系统掉电时，能够在偏航制动失效时辅助机舱底座与所述塔筒之间的制动，从而避免机舱自由回转的情况发生；同时，在平时制动的情况下，偏航辅助制动部能够辅助偏航液压主制动器，适当降低了偏航液压主制动器夹紧力，整体安全性更高。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

其中：1、机舱底座；2、偏航回转支撑部件；3、偏航制动盘；4、制动块；5、塔筒；6、第一驱动部；7、固定支架；8、偏航主制动部；9、偏航驱动部；10、插槽；11、限位柱；12、第二驱动部。

具体实施方式

本发明提供一种风电机组偏航系统及风力发电机组。以下结合附图对本发明技术方案进行详细描述，以使其更易于理解和掌握。

实施例1

参考图1，一种风电机组偏航系统，包括：

偏航回转支撑部件2，偏航回转支撑部件2包括同轴且可相对转动设置的固定环和转动环，固定环固定安装在机舱底座1上或塔筒5的顶部法兰上；

偏航驱动部9，固定安装在机舱底座1；偏航驱动部9与转动环配合，以驱动转动环相对固定环转动，进而带动机舱底座1相对塔筒5的顶部法兰转动；

偏航制动盘3，固定连接在转动环上；

偏航主制动部8，固定安装在机舱底座1上，并与偏航制动盘3夹持配合；

偏航辅助制动部，用于辅助偏航主制动部8来实现机舱底座1与塔筒5之间的制动；偏航辅助制动部包括：

第一辅助制动部，固定连接于偏航主制动部8上，与偏航制动盘3配合。

在本实施例中，偏航回转支撑部件2为偏航回转支撑轴承，其中，固定环固定安装在塔筒顶部法兰上。

在本实施例中，第一辅助制动部包括固定支架7和辅助制动件，固定支架7固定安装在偏航主制动部8远离机舱底座1一侧；

辅助制动件包括固定安装在固定支架7上的第一驱动部6以及与第一驱动部6驱动连接的制动块4；第一驱动部6驱动制动块4与偏航制动盘3配合，以实现辅助偏航主制动部8来实现机舱底座1与塔筒5之间的制动。

在本实施例中，偏航制动盘3远离机舱底座1的一侧周向均匀布设有多个插槽10，制动块4上设置有多个插齿；第一驱动部6驱动插齿向插槽10靠近并插置在插槽10内，以实现机舱底座1与塔筒5之间的辅助制动。

更具体地，在制动块4上设置有5至6个插齿。

其中，偏航制动盘3的位置是固定不动的，辅助制动件随机舱转动。

在其他实施例中，偏航制动盘3周向均匀布设有多个插孔，制动块4上设置有1至6个凸起，优选为3个；第一驱动部6驱动凸起向插孔靠近并插置在插孔内，以实现机舱底座1与塔筒5之间的辅助制动。更具体地，多个插孔之间的孔距与制动块4上的3个凸起之间的距离相同；在制动块4的两侧设置有位置感应开关，或通过偏航计数器等电控部件计算位置，以保证凸起能够准确插入插孔内。

在本实施例中，第一驱动部6为液压缸、气缸或电动缸中的一种，优选为液压缸。

在本实施例中，固定环的内表面上设置有若干第一齿牙，偏航驱动部9设置有与第一齿牙啮合的第二齿牙。

在本实施例中，偏航主制动部8为偏航液压制动器。

本实施例通过设置第一辅助制动部来辅助偏航液压主制动器进行制动，当偏航驱动或液压制动系统掉电时，或液压制动系统故障时，能够在偏航制动失效时辅助机舱底座与所述塔筒之间的制动，从而避免机舱自由回转的情况发生。

实施例2

参考图1，一种风电机组偏航系统，包括：

偏航回转支撑部件2，偏航回转支撑部件2包括同轴且可相对转动设置的固定环和转动环，固定环固定安装在机舱底座1上或塔筒5的顶部法兰上；

偏航驱动部9，固定安装在机舱底座1；偏航驱动部9与转动环配合，以驱动转动环相对固定环转动，进而带动机舱底座1相对塔筒5的顶部法兰；

偏航制动盘3，固定连接在转动环上；

偏航主制动部8，固定安装在机舱底座1上，并与偏航制动盘3夹持配合；

偏航辅助制动部，用于辅助偏航主制动部8来实现机舱底座1与塔筒5之间的制动；偏航辅助制动部包括：

第二辅助制动部，固定安装在机舱底座1上，与转动环配合。

在本实施例中，第二辅助制动部包括固定安装在机舱底座1上的第二驱动部12以及与第二驱动部12驱动连接的限位柱11，限位柱11远离第二驱动部12的一端设置有限位块；转动环远离偏航制动盘3的一侧设置有多个周向均匀布置的限位孔；第二驱动部12驱动限位柱11向限位孔靠近，并将限位块插置在限位孔内，以实现机舱底座1与塔筒5之间的辅助制动。

更具体地，在限位柱11的两侧设置有位置感应开关，或通过偏航计数器等电控部件计算位置，以保证限位块能够准确插入限位孔内。

在本实施例中，第二驱动部12为液压缸、气缸或电动缸中的一种，优选为液压缸。

在本实施例中，偏航回转支撑部件2为偏航回转支撑轴承，其中，固定环固定安装在塔筒顶部法兰上。

在本实施例中，固定环的内表面上设置有若干第一齿牙，偏航驱动部9设置有与第一齿牙啮合的第二齿牙。

在本实施例中，偏航主制动部8为偏航液压制动器。

实施例3

参考图1，一种风电机组偏航系统，包括：

偏航回转支撑部件2，偏航回转支撑部件2包括同轴且可相对转动设置的固定环和转动环，固定环固定安装在机舱底座1上或塔筒5的顶部法兰上；

偏航驱动部9，固定安装在机舱底座1；偏航驱动部9与转动环配合，以驱动转动环相对固定环转动，进而带动机舱底座1相对塔筒5的顶部法兰；

偏航制动盘3，固定连接在转动环上；

偏航主制动部8，固定安装在机舱底座1上，并与偏航制动盘3夹持配合；

偏航辅助制动部，用于辅助偏航主制动部8来实现机舱底座1与塔筒5之间的制动；偏航辅助制动部包括：

第一辅助制动部，固定连接于偏航主制动部8上，与偏航制动盘3配合；

第二辅助制动部，固定安装在机舱底座1上，与转动环配合。

在本实施例中，第一辅助制动部包括固定支架7和辅助制动件，固定支架7固定安装在偏航主制动部8远离机舱底座1一侧；

辅助制动件包括固定安装在固定支架7上的第一驱动部6以及与第一驱动部6驱动连接的制动块4；第一驱动部6驱动制动块4与偏航制动盘3配合，以实现辅助偏航主制动部8来实现机舱底座1与塔筒5之间的制动。

在本实施例中，偏航制动盘3远离机舱底座1的一侧周向均匀布设有多个插槽10，制动块4上设置有多个插齿；第一驱动部6驱动插齿向插槽10靠近并插置在插槽10内，以实现机舱底座1与塔筒5之间的辅助制动。

更具体地，在制动块4上设置有5至6个插齿。

其中，偏航制动盘3的位置是固定不动的，辅助制动件随机舱转动。

在本实施例中，第一驱动部6为液压缸、气缸或电动缸中的一种，优选为液压缸。

在本实施例中，第二辅助制动部包括固定安装在机舱底座1上的第二驱动部12以及与第二驱动部12驱动连接的限位柱11，限位柱11远离第二驱动部12的一端设置有限位块；转动环远离偏航制动盘3的一侧设置有多个周向均匀布置的限位孔；第二驱动部12驱动限位柱11向限位孔靠近，并将限位块插置在限位孔内，以实现机舱底座1与塔筒5之间的辅助制动。

在本实施例中，第二驱动部12为液压缸、气缸或电动缸中的一种。

更具体地，在限位柱11的两侧设置有位置感应开关，或通过偏航计数器等电控部件计算位置，以保证限位块能够准确插入限位孔内。

在本实施例中，偏航回转支撑部件2为偏航回转支撑轴承，其中，固定环固定安装在塔筒顶部法兰上。

在本实施例中，固定环的内表面上设置有若干第一齿牙，偏航驱动部9设置有与第一齿牙啮合的第二齿牙。

在本实施例中，偏航主制动部8为偏航液压制动器。

实施例4

一种风力发电机组，包括实施例1、实施例2或实施例3任一实施例提供的风电机组偏航系统。

以上对本发明的技术方案进行了充分描述，需要说明的是，本发明的具体实施方式并不受上述描述的限制，本领域的普通技术人员依据本发明的精神实质在结构、方法或功能等方面采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。