風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)械制動器的研制

　　根據(jù)制動時活塞壓力的來源，風(fēng)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(dāng)風(fēng)機(jī)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(cè)。當(dāng)摩擦片接觸到制動盤表面后，持續(xù)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(cè)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(cè)，從而提供了制動力。當(dāng)風(fēng)機(jī)需要正常運行時，高壓油卸荷，摩擦片在復(fù)位彈簧的作用下遠(yuǎn)離制動盤，制動力消失，制動盤即可隨高速軸自由旋轉(zhuǎn)。主動式夾鉗的結(jié)構(gòu)如圖5 所示。

　　被動式夾鉗的工作原理與主動式完全相反。當(dāng)風(fēng)機(jī)處于正常工作狀態(tài)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(fù)位彈簧作用下遠(yuǎn)離制動盤。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)需要制動停機(jī)時，液壓缸的油壓降低，碟形彈簧產(chǎn)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(cè)摩擦片也接觸制動盤，產(chǎn)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(xiàn)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(jié)構(gòu)如圖6 所示。

　　4 風(fēng)電制動器的計算說明
　　風(fēng)電制動器的主要作用是讓運行的風(fēng)機(jī)在規(guī)定的時間內(nèi)停止下來。因此風(fēng)電制動器的主要輸出參數(shù)是制動器的額定輸出扭矩 。制動器的額定輸出扭矩 是由機(jī)械制動開始時制動盤的轉(zhuǎn)速 、制動時間 、及齒輪箱高速軸端的等效轉(zhuǎn)動慣量 決定的。它們之間的關(guān)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(jù)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(guān)系如公式3 所示。對于被動安全式制動器，在設(shè)計過程中必須保證當(dāng)摩擦片摩擦到限時，碟簧仍能夠產(chǎn)生足夠大的夾緊力以滿足額定夾緊力的要求。

　　5 風(fēng)電制動器的試驗驗證
　　根據(jù)中國船級社對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組制動器認(rèn)證的相關(guān)要求，風(fēng)機(jī)制動器必須進(jìn)行相應(yīng)的例行試驗和型式試驗，以驗證風(fēng)電制動器產(chǎn)品的可靠性。
　　風(fēng)機(jī)制動器的例行試驗應(yīng)包括氣密性試驗、保壓試驗、和靜態(tài)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(jìn)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(yīng)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(xiàn)象。靜態(tài)制動力檢測主要為了驗證制動器是否能夠達(dá)到設(shè)計的額定制動力。