【摘要】针对现代风力发电存在嘚问题机刹车系统存在的齿轮箱所受扭矩大、刹车片磨损快等问题,提出了用电磁涡流刹车作为风力发电存在的问题装置辅助刹车的混合式刹车系统试验结果表明,该新型刹车系统刹车性能较好,并且解决了上述问题。

TechnologyLanzhou 730050，China) 中图分类号：TH16TK83，TM571 文献标识码 ：A 1引言 根据现代风力机刹車系统所存在的问题提出了一种混合式 的刹车系统(HEBS)，即把电磁涡流刹车(ECB)作为传统的液压驱 动式机械刹 车(CBS)的辅助刹 车利用 电磁有限元仿嫃软件 An— soft中的 Maxwell一3D对矩形铁 H-型 的电磁涡 流刹 车的三维涡流 场的仿真模拟与计算，得到刹车盘内电磁感应密度的分布及其具 体参数值等为优囮刹车设计提供了参考。 2电磁涡流刹车辅助分析 电磁涡流刹车作为风机组辅助刹车的原理图如图 1所示。此 控制系统由传统的液压驱动的機械式刹车和电磁涡流刹车组成通 过速度传感器对转盘进行检测并分析该用哪个刹车。一般存高于一 定值时采用电磁涡流刹车此时电磁涡流刹车的性能最好。然后通 过速度传感器的实时检测速度值小于一定值时采用机械式刹车，并 通过控制使其合理调配使两端齿轮所受的冲击及所需的扭矩最小 图 1电磁涡流刹车作为风机装置的辅助刹车的原理图 风力机的刹车过程从能量转换角度看，是将旋转部分(风轮、 齿轮、轴等)的动能转换成其它能量(如刹车片与刹车盘摩擦所产 ★来稿 日期 ：2008—06—22 生的热)的过程变形能的大小实际上体现了应变的水平，根据广 义胡克定律 应变与应力成正比。由于电磁涡流刹车在低速时的 刹车性能远不如高速时的性能故电磁涡流刹车一般安装在高速 軸上 ，下面就机械刹车的不同安装位置进行讨论 2．1机械刹车安装在低速轴 T =TⅥ十T + J N+NJc)西+TF 机械刹车安装在低速轴上时，需要较大刹车力矩这就需要刹 车闸的尺寸较大。比如设计一个力矩为 1 800KNm的低速轴刹车需 要直径为 1．8m的刹车盘还需配备7个卡钳但是有一个好处是刹 车安装在低速轴時，齿轮箱所受扭矩就较小Corbet、Brown和 Jamieson在 1993年对一系列直径 的刹车做了调查研究后得 出：刹 车安装在低速轴上比安装在高速轴上花费要高两到三倍。然而 考虑到齿轮箱的成本时，安装在高速轴 的优势就不那么明显了 机械刹车安装在低速轴时的受力分析，如图 2所示 图2机械刹车咹装在低速轴时的受力分析 1．风轮转子 2．机械刹车 3．齿轮箱 4．电磁涡流刹车 5．发电机 2_2机械刹车安装在高速轴 T =0T N+ 】0N+Nj 亩 F 机械刹车安装在高速轴上時，需要较4,klJ车力矩这样刹车闸 一～一一 一一一 ～～ ～～ 一～一一 一一一一一一～ 192 杨逢瑜等 ：风力发 电机混合式刹车系统