風力發電機機械制動器的研制

　　根據制動時活塞壓力的來源，風電制動器又可以分為主動式夾鉗和被動安全式夾鉗。
　　主動式夾鉗的工作原理是：當風機需要制動時，必須向制動器油缸中通入高壓液壓油，液壓油推動活塞把摩擦片推向制動盤一側。當摩擦片接觸到制動盤表面后，持續的液壓油壓力提供反作用里使鉗體組件在滑軸上向反方向移動，從而帶動另一側摩擦片壓緊制動盤。這樣兩片摩擦片各自壓緊在制動盤兩側，從而提供了制動力。當風機需要正常運行時，高壓油卸荷，摩擦片在復位彈簧的作用下遠離制動盤，制動力消失，制動盤即可隨高速軸自由旋轉。主動式夾鉗的結構如圖5 所示。

　　被動式夾鉗的工作原理與主動式完全相反。當風機處于正常工作狀態時，向液壓缸輸入一定油壓，碟形彈簧組受壓，不再對推桿總成施壓彈力，摩擦片在回縮復位彈簧作用下遠離制動盤。當風力發電機需要制動停機時，液壓缸的油壓降低，碟形彈簧產生的彈簧里大于液壓缸的壓力，碟形彈簧推動活塞、推桿、摩擦片向制動盤方向移動。在制動盤反力作用下，另一側摩擦片也接觸制動盤，產生夾緊力和制動扭矩。被動式制動器也被稱為安全型制動器，因為在液壓泵站出現故障時，制動器仍能夠在碟形彈簧的作用下夾緊制動盤。被動式夾鉗的結構如圖6 所示。

　　4 風電制動器的計算說明
　　風電制動器的主要作用是讓運行的風機在規定的時間內停止下來。因此風電制動器的主要輸出參數是制動器的額定輸出扭矩 。制動器的額定輸出扭矩 是由機械制動開始時制動盤的轉速 、制動時間 、及齒輪箱高速軸端的等效轉動慣量 決定的。它們之間的關系如公式1 所示。在已知制動器額定制動力矩 的前提下，由公式2 可以得到制動器的額定夾緊力 。
　　對于主動式制動器，可以根據額定夾緊力 確定活塞的直徑 、制動器的額定油壓 ，它們之間的關系如公式3 所示。對于被動安全式制動器，在設計過程中必須保證當摩擦片摩擦到限時，碟簧仍能夠產生足夠大的夾緊力以滿足額定夾緊力的要求。

　　5 風電制動器的試驗驗證
　　根據中國船級社對風力發電機組制動器認證的相關要求，風機制動器必須進行相應的例行試驗和型式試驗，以驗證風電制動器產品的可靠性。
　　風機制動器的例行試驗應包括氣密性試驗、保壓試驗、和靜態制動力檢測。氣密性試驗和保壓試驗都是為了驗證制動器的密封性能。為了進行氣密性試驗，向制動器油缸通入額定壓力的氣體，保壓2 分鐘，觀察壓力下降情況。對于制動器保壓試驗，應在1.5 倍額定壓力下，保壓2 分鐘觀察有無壓力下降和泄漏現象。靜態制動力檢測主要為了驗證制動器是否能夠達到設計的額定制動力。