風機偏航制動器摩擦片磨損傳感器的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種風力發電機部件，尤其是用于風機偏航制動器摩擦片磨損程度測量的傳感器。一種風機偏航制動器摩擦片磨損傳感器，包括頂桿、彈簧、殼體，限位部、微型開關及導線，微型開關設置于殼體內部，導線與微型開關電連接并從殼體一端穿出，微型開關的傳動元件與頂桿一端緊密接觸，頂桿另一端穿出殼體；頂桿穿過所述彈簧內部并且彈簧遠離微型開關的一端與所述頂桿固定連接；限位部固定設置在殼體內部并位于微型開關與彈簧之間，頂桿穿過所述限位部上開有的通孔，并且，通孔直徑小于所述彈簧直徑，彈簧靠近所述微型開關的一端與限位部緊密接觸。導線包括兩根線，一根為電源線；另一根為信號線，接到風機的電控系統中。
【專利說明】風機偏航制動器摩擦片磨損傳感器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種風力發電機部件，尤其是用于風機偏航制動器摩擦片磨損程度測量的傳感器。
【背景技術】
[0002]采用傳統雙饋發電機的風力發電機(本發明中簡稱風機)，其工作原理是:風力推動槳葉旋轉，從而帶動葉輪上的低速軸轉動。通過一個增速齒輪箱，把低速軸的低轉速提高到發電機發電所需的高轉速，從而驅動發電機發電。
[0003]由于風場的風向在不斷地變化，為了高效地利用風能，風機的槳葉轉子運轉時需始終對準風向，為此在風機內塔筒頂端安設了偏航系統。偏航系統作為風機控制系統的重要組成部分之一，其主要作用就是根據風機的運行狀況，正確地調整機組的迎風方向。
[0004]偏航系統的硬件系統主要由偏航電機、減速機、偏航電機電磁制動器，偏航制動器及電纜傳感器等組成。偏航制動器為液壓盤式，由液壓系統提供140?160bar的壓力，提供足夠的制動力。偏航時，液壓壓力釋放但保持一定的余壓，在偏航過程中保持一定的阻尼力矩，從而減少風機在偏航過程中的沖擊載荷。
[0005]在風力發電機的偏航過程中，在一定的油壓下偏航制動器的兩片摩擦片夾緊在偏航制動盤兩側相對磨擦旋轉，提供一定的阻尼力矩，但同時這造成了摩擦片的磨損。如果工況正常，摩擦片材料特性優異，摩擦片磨損量非常微小，摩擦片的壽命很長，5年以上的壽命都很常見，因此摩擦片的磨損量無需經常檢查。
[0006]但是由于風力發電機可能存在各種問題，如有精度差，或風機設計本身有問題，或偏航邏輯設定參數有錯誤等各種原因，都會導致偏航摩擦片在異常工況下工作，導致摩擦片劇烈磨損，短時間內將摩擦材料磨盡。如果沒有及時檢查，摩擦片的磨擦材料磨盡后其鋼制底板和制動盤就會直接接觸磨擦，導致制動盤表面毀損。
[0007]由于風力發電機大多安裝在偏僻的野外，而機艙位于幾十米高的塔筒頂端，一旦制動盤損壞，更換制動盤需要吊裝整個機艙，代價非常高昂。因此如何檢查監控偏航摩擦片的磨損，避免制動盤的損毀，對于風機偏航系統是一個迫切需要解決的難題。
[0008]目前觀察和監控偏航制動器的摩擦片磨損主要是采用摩擦片磨損指示棒裝置:
[0009]如圖1，摩擦片包括兩部分，摩擦片底板11 (通常是鋼板)和摩擦材料板12。摩擦材料板12與制動盤4接觸。摩擦片磨損指示棒2完全擰緊在摩擦片底板11上，摩擦片磨損指示棒2的頂端到制動鉗5鉗體鉋平平面距離C (制動狀態)。
[0010]工作原理:隨著摩擦材料板12的厚度9不斷磨損，摩擦片磨損指示棒2的露出部分C會一直減小，減小量即為摩擦片的磨損量。當摩擦片磨損指示棒2頂端和制動鉗5鉗體鉋平平面平齊時,摩擦材料板12還剩2mm，表示需要更換摩擦片。
[0011]摩擦片磨損指示棒裝置存在的問題如下:
[0012]摩擦片磨損指示棒只是用于人工觀察，無法做到自動檢測控制。由于偏航制動器位于幾十米高空的機艙內，維護人員維護觀察的間隔時間較長，對于一些有異常工況的風機，摩擦片磨損快，磨損到極限時有可能不被及時發現，從而造成制動盤表面毀損。
[0013]由于安裝空間的關系，安裝在上部的制動鉗的摩擦片磨損指示棒不容易被觀察到。
[0014]由于安裝誤差的存在以及制動鉗殼體厚度的加工誤差，造成摩擦片磨損指示棒的本身位置有較大誤差，不能精確反映摩擦片實際磨損值。
【發明內容】
[0015]本發明要解決的技術問題在于，提供了一種在摩擦片磨損到極限時能夠可靠的自動報警，且安全實用的風機偏航制動器摩擦片磨損傳感器。
[0016]為了實現上述發明目的，本發明提供如下技術方案:
[0017]風機偏航制動器摩擦片磨損傳感器，包括頂桿、彈簧、殼體，限位部、微型開關及導線，
[0018]所述微型開關設置于所述殼體內部，所述導線與所述微型開關電連接并從殼體一端穿出；
[0019]所述微型開關的傳動元件與所述頂桿一端緊密接觸，所述頂桿另一端穿出殼體；
[0020]所述頂桿穿過所述彈簧內部并且所述彈簧遠離微型開關的一端與所述頂桿固定連接；
[0021]所述限位部固定設置在殼體內部并位于所述微型開關與所述彈簧之間，所述頂桿穿過所述限位部上開有的通孔，并且，所述通孔直徑小于所述彈簧直徑，所述彈簧靠近所述微型開關的一端與所述限位部緊密接觸。
[0022]導線包括至少兩根線，一根為電源線接通5-12V直流電；另一根為信號線，接到整個風機的電控系統(例如PLC)中。
[0023]微型開關的傳動元件是指微型開關上用于觸發微型開關的部分，常見的形式有按銷、按鈕、杠桿、滾輪等。傳動元件可以將外力傳導到動觸點，實現動觸點與定觸點快速接通或斷開。
[0024]所述微型開關為常閉式微型行程開關。
[0025]所述限位部為帶有通孔的圓形或多邊形板狀。
[0026]所述殼體包括可拆卸連接的第一殼體和第二殼體，所述第一殼體和第二殼體均由兩段直徑不同的圓柱形或棱柱形的中空管構成，
[0027]所述第一殼體和第二殼體連接時，所述第一殼體直徑較大的中空管與第二殼體直徑較大的中空管連接。第一殼體和第二殼體的連接方式便于拆卸殼體，以便安裝和拆卸殼體內部的部件。
[0028]所述殼體內部還設置有微型開關支撐部，所述微型開關支撐部與殼體可拆卸連接，并且所述微型開關穿支撐部包覆在與所述微型開關中部外側并與之可拆卸連接。微型開關支撐部可以使微型開關位置固定，并且容易拆卸。
[0029]本發明風機偏航制動器摩擦片磨損傳感器，具有以下有益效果:
[0030]1、真正實現了偏航制動器摩擦片磨損到極限后可靠的自動報警。操作人員在操作室內就能得到該報警信號，無需爬幾十米高的塔筒來人工觀察。
[0031]2、采用常閉式微型行程開關。由于摩擦片的使用壽命長達幾年，也就是說這種開關可能幾年內都不會被觸發，這樣長的時間內容易出現意外斷線。斷線發生時該常閉信號被觸發報警，就可以檢查出斷線故障并予以及時排除。如果使用常開信號，一旦斷線不能報警，傳感器失效，無法事先排除故障，導致摩擦片磨損時沒有報警，無法避免事故。
[0032]3、本發明風機偏航制動器摩擦片磨損傳感器安裝在制動鉗側面，有利于排線和避免意外碰傷。如果安裝在背面，傳感器朝向塔筒中心，人員上下可能觸碰并損毀傳感器。
[0033]4、機械式傳感器可靠性高。并且由于微型開關和頂桿的機械隔離，風機的電控系統與制動盤本身并無導電連接，避免了萬一發生雷擊、短路等情況下對風機電控系統的損傷。
[0034]5、結構緊湊，安裝空間小。
[0035]6、結構簡單，部件少，成本低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]圖1為摩擦片磨損指示棒裝置示意圖；
[0037]圖2為本發明風機偏航制動器摩擦片磨損傳感器結構示意圖；
[0038]圖3為本發明風機偏航制動器摩擦片磨損傳感器安裝示意圖；
[0039]11摩擦片底板，12摩擦材料板，2摩擦片磨損指示棒，31頂桿，32彈簧，33殼體，331第一殼體,332第二殼體，34限位部,35微型開關，351微型開關支撐部，36導線,4制動盤，5制動鉗，9摩擦片厚度，C擦片磨損指示棒的頂端到制動鉗鉗體鉋平平面距離(制動狀態)。
【具體實施方式】
[0040]如圖3、圖2、一種風機偏航制動器摩擦片磨損傳感器，包括頂桿31、彈簧32、殼體33，限位部34、微型開關35及導線36。
[0041]殼體33包括可拆卸連接的第一殼體331和第二殼體332.，連接方式可以是螺紋連接。第一殼體331和第二殼體332均由兩段直徑不同的圓柱形或方柱形的中空管構成。
[0042]第一殼體331和第二殼體連接時，第一殼331體直徑較大的中空管與第二殼體332直徑較大的中空管連接。這樣一來，殼體33直徑最大的部分拆開時，方便安裝和拆卸殼體33內部的各個部件。
[0043]殼體33內設置有微型開關支撐部351，微型開關支撐部351與殼體可拆卸連接，例如通過螺栓、螺釘等連接件連接。并且所述微型開關穿支撐部351包覆在與所述微型開關35中部外側并與之可拆卸連接。微型開關支撐部351可以使微型開關位置固定，并且容易拆卸。微型開關35設置于殼體33內部。導線36與微型開關35電連接并從殼體33—端穿出。
[0044]導線36包括至少兩根線，一根為電源線，接通5-12V直流電；另一根為信號線，接到整個風機的電控系統(例如PLC)中。
[0045]微型開關35的傳動元件與頂桿31 —端緊密接觸。頂桿31另一端穿出殼體33，頂在摩擦片底板11的側面。
[0046]頂桿31穿過彈簧32內部并且彈簧32遠離微型開關35的一端與頂桿31固定連接。彈簧32與頂桿31連接的目的是當彈簧32伸長時帶動頂桿31運動。[0047]限位部34固定設置在殼體33內部并位于微型開關35與所述彈簧32之間。限位部34為帶有通孔的圓形或多邊形板狀。限位部34的外形取決于殼體33的內部截面形狀。
[0048]頂桿31穿過限位部34上開有的通孔，并且，通孔直徑小于彈簧32直徑，彈簧32靠近微型開關35的一端與限位部34緊密接觸。
[0049]彈簧32被限位部34卡住，因此彈簧32在正常狀態下是處于壓縮的狀態。只有在摩擦片磨損到一定程度，摩擦片底板11與頂桿31分離的時候，彈簧32才彈開。
[0050]微型開關35的傳動元件是指微型開關上用于觸發微型開關的部分，常見的形式有按銷、按鈕、杠桿、滾輪等。傳動元件可以將外力傳導到動觸點，實現動觸點與定觸點快速接通或斷開。微型開關35為常閉式微型行程開關。
[0051 ] 如圖3，機偏航制動器摩擦片磨損傳感器安裝在制動鉗5上后，其頂桿31的一端頂在微型開關35上，另一端頂在摩擦片底板11的側面，此時彈簧32被壓縮。
[0052]當摩擦片沒有磨損到極限時，頂桿31壓緊在摩擦片底板11，微型開關35的行程被壓縮，開關處于關閉狀態，給出常閉信號。
[0053]當摩擦片磨損到極限時，摩擦片的底板11往外移動直至和頂桿31的頂端脫離，這時頂桿31沒有了摩擦片底板11擋住，彈簧32把頂桿31頂出，使微型開關35被觸發，給出開關打開的信號。這個開關信號接入風機控制系統PLC，可以用來報警，表示摩擦片已磨損到極限，需要更換。該信號也可以用來強制關閉風機，以確保避免制動盤4被磨損的事故發生。
【權利要求】
1.一種風機偏航制動器摩擦片磨損傳感器，其特征在于，包括頂桿、彈簧、殼體，限位部、微型開關及導線， 所述微型開關設置于所述殼體內部，所述導線與所述微型開關電連接并從殼體一端穿出； 所述微型開關的傳動元件與所述頂桿一端緊密接觸，所述頂桿另一端穿出殼體； 所述頂桿穿過所述彈簧內部并且所述彈簧遠離微型開關的一端與所述頂桿固定連接； 所述限位部固定設置在所述殼體內部并位于所述微型開關與所述彈簧之間，所述頂桿穿過所述限位部上開有的通孔，并且，所述通孔直徑小于所述彈簧直徑，所述彈簧靠近所述微型開關的一端與所述限位部緊密接觸； 所述導線至少包括兩根線，一根為電源線，接通電源，另一根為信號線，接入到整個風機的電控系統中。
2.根據權利要求1所述的風機偏航制動器摩擦片磨損傳感器，其特征在于，所述微型開關為常閉式微型行程開關。
3.根據權利要求1或2所述的風機偏航制動器摩擦片磨損傳感器，其特征在于，所述限位部為帶有通孔的多邊形或圓形板狀。
4.根據權利要求1或2所述的風機偏航制動器摩擦片磨損傳感器，其特征在于，所述殼體包括可拆卸連接的第一殼體和第二殼體，所述第一殼體和第二殼體均由兩段直徑不同的圓柱形或棱柱形的中空管構成， 所述第一殼體和第二殼體連接時，所述第一殼體直徑較大的中空管與第二殼體直徑較大的中空管連接。
5.根據權利要求1或2所述的風機偏航制動器摩擦片磨損傳感器，其特征在于，所述殼體內部還設置有微型開關支撐部，所述微型開關支撐部與殼體可拆卸連接，并且所述微型開關穿支撐部包覆在與所述微型開關中部外側并與之可拆卸連接。
【文檔編號】F16D66/02GK103470663SQ201310412632
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月11日 優先權日:2013年9月11日
【發明者】龔擁軍, 朱建東 申請人:開天傳動技術(上海)有限公司