技术摘要：
本发明公开了一种用于抗台风风力发电机组制动系统的柔性风轮锁定装置，采用柔性风轮锁定设计方案，包括摆动小车及两个柔性风轮锁定单元；两个柔性风轮锁定单元对称分布于齿轮箱前端法兰的左、右两侧，与摆动小车左、右两端连接；摆动小车与制动系统的风轮锁定销组件的  全部
背景技术：
业内习知，兆瓦级三叶片的抗台风型风力发电机组，普遍采用变桨控制将三支叶 片顺桨，风轮自由空转，避免对整机产生过大载荷。对于三叶片抗台风风力发电机组，将三 支叶片顺桨后需将风轮锁定在叶片水平的位置，使风力发电机组承受的载荷最小。当风轮 转动时，在不同角度位置，风轮所受的风载荷是变化的，当风轮处于正“Y”方向，即其中一支 叶片竖直向下的位置时，风轮所受风载荷较小。但如果完全锁住风轮，风轮的不平衡载荷得 不到释放，会使风力发电机组瞬时极限载荷显著增大，尤其是对于下风向抗台风型风力发 电机组，现有技术都是通过完全释放或者完全锁定风轮，致使台风极限风速下，整机载荷都 很大，另外，对于下风向三叶片抗台风风力发电机组的设计，采用风轮空载自由转动抗台 风，风轮载荷将增加非常大。
技术实现要素：
本发明目的在于克服现有技术的不足，针对现有抗台风型风力发电机组对风轮完 全锁定或完全释放，致使整机组载荷较大的问题，提出了一种用于抗台风风力发电机组制 动系统的柔性风轮锁定装置，采用柔性风轮锁定设计方案，允许风轮在一定角度内进行摆 动，并对风轮提供回复力，角度偏离正“Y”位置越大则回复力越大，可使风轮及整机载荷大 幅度降低，大大降低风力发电机组整体设计难度。 为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：用于抗台风风力发电机组制动系 统的柔性风轮锁定装置，所述风力发电机组的制动系统包括风轮锁定盘、齿轮箱前端法兰、 风轮锁定销组件，所述风轮锁定盘与风轮的轮毂通过螺栓连接固定，所述齿轮箱前端法兰 是风力发电机组的齿轮箱一部分，其分别与风力发电机组的发电机和机舱外壳通过螺栓连 接固定，所述风轮锁定销组件包括风轮锁定销及用于驱动该风轮锁定销伸出或缩回的驱动 装置，在驱动装置的作用下，风轮锁定销能够伸进风轮锁定盘上的锁定孔内，从而通过锁住 风轮锁定盘来锁住风轮；所述柔性风轮锁定装置包括摆动小车及两个柔性风轮锁定单元； 其中，所述齿轮箱前端法兰的上半部分形成有一个沿其周向延伸的弧形导轨槽孔，且所述 弧形导轨槽孔的左、右两部分关于齿轮箱前端法兰的竖直中心线呈镜像对称；所述摆动小 车安装在弧形导轨槽孔中，只能在该弧形导轨槽孔内运动，所述风轮锁定销组件有两个置 于弧形导轨槽孔中，并位于摆动小车的左、右两侧，且该两个风轮锁定销组件的外壳分别与 摆动小车的左、右两端连接，固为一个整体，使得在风轮锁定销伸出锁定风轮后，风轮的转 动能够带动两个风轮锁定销组件随摆动小车在弧形导轨槽孔限定的角度范围内运动；两个 柔性风轮锁定单元对称分布于齿轮箱前端法兰的左、右两侧，并对应两个风轮锁定销组件， 5 CN 111608872 A 说　明　书 2/6 页 即一个风轮锁定销组件配套一个柔性风轮锁定单元；所述柔性风轮锁定单元包括钢丝绳 组、定滑轮、动滑轮、导向柱、支撑座、第一弹簧、隔板、第二弹簧、弹簧端板和导向柱端板，所 述支撑座固定于齿轮箱前端法兰的下半部分，所述定滑轮固定于齿轮箱前端法兰上，并位 于弧形导轨槽孔和支撑座之间，所述动滑轮置于定滑轮和支撑座之间，并安装在导向柱的 顶部，所述导向柱的底部竖直向下依次穿过支撑座、隔板、弹簧端板后与导向柱端板固定连 接，通过该导向柱端板防止导向柱脱离弹簧端板，所述第一弹簧置于支撑座和隔板之间，并 套装在导向柱上，其两端分别与支撑座和隔板连接，所述第二弹簧置于隔板和弹簧端板之 间，并套装在导向柱上，其两端分别与隔板和弹簧端板连接，所述隔板和弹簧端板能够在导 向柱上滑动，所述钢丝绳组的一端与相应风轮锁定销组件的外壳固定连接，其另一端向下 依次绕定滑轮和动滑轮后向上连接在齿轮箱前端法兰上，并靠近于定滑轮，利用导向柱和 导向柱端板的重力使钢丝绳组拉紧。 进一步，所述支撑座与动滑轮之间的空间距离大于第一弹簧和第二弹簧的总行 程，以使动滑轮向下运动时，钢丝绳组始终被拉紧。 进一步，所述支撑座和隔板之间及隔板和弹簧端板之间均连接有不套装在导向柱 上的弹簧，以增加回复力。 进一步，所述摆动小车采用双层双列圆锥滚动轮，能够承受风轮锁定销组件上产 生的附加弯矩。 进一步，所述弧形导轨槽孔两端的极限位置均安装有缓冲件，以减小风轮锁定组 件摆动到极限位置时产生的冲击力；并且，两个风轮锁定销组件间隔60°。 本发明所提供的另一种技术方案为：用于抗台风风力发电机组制动系统的柔性风 轮锁定装置，所述风力发电机组的制动系统包括风轮锁定盘、齿轮箱前端法兰、风轮锁定销 组件，所述风轮锁定盘与风轮的轮毂通过螺栓连接固定，所述齿轮箱前端法兰是风力发电 机组的齿轮箱一部分，其分别与风力发电机组的发电机和机舱外壳通过螺栓连接固定，所 述风轮锁定销组件包括风轮锁定销及用于驱动该风轮锁定销伸出或缩回的驱动装置，在驱 动装置的作用下，风轮锁定销能够伸进风轮锁定盘上的锁定孔内，从而通过锁住风轮锁定 盘来锁住风轮；所述柔性风轮锁定装置包括摆动小车及两个柔性风轮锁定单元；其中，所述 齿轮箱前端法兰的上半部分形成有一个沿其周向延伸的弧形导轨槽孔，且所述弧形导轨槽 孔的左、右两部分关于齿轮箱前端法兰的竖直中心线呈镜像对称；所述摆动小车安装在弧 形导轨槽孔中，只能在该弧形导轨槽孔内运动，所述风轮锁定销组件有一个置于弧形导轨 槽孔中，并位于摆动小车一侧，且该风轮锁定销组件的外壳与摆动小车的一端连接，固为一 个整体，使得在风轮锁定销伸出锁定风轮后，风轮的转动能够带动该风轮锁定销组件随摆 动小车在弧形导轨槽孔限定的角度范围内运动；两个柔性风轮锁定单元对称分布于齿轮箱 前端法兰的左、右两侧；所述柔性风轮锁定单元包括钢丝绳组、定滑轮、动滑轮、导向柱、支 撑座、第一弹簧、隔板、第二弹簧、弹簧端板和导向柱端板，所述支撑座固定于齿轮箱前端法 兰的下半部分，所述定滑轮固定于齿轮箱前端法兰上，并位于弧形导轨槽孔和支撑座之间， 所述动滑轮置于定滑轮和支撑座之间，并安装在导向柱的顶部，所述导向柱的底部竖直向 下依次穿过支撑座、隔板、弹簧端板后与导向柱端板固定连接，通过该导向柱端板防止导向 柱脱离弹簧端板，所述第一弹簧置于支撑座和隔板之间，并套装在导向柱上，其两端分别与 支撑座和隔板连接，所述第二弹簧置于隔板和弹簧端板之间，并套装在导向柱上，其两端分 6 CN 111608872 A 说　明　书 3/6 页 别与隔板和弹簧端板连接，所述隔板和弹簧端板能够在导向柱上滑动；其中一个柔性风轮 锁定单元的钢丝绳组一端与风轮锁定销组件的外壳固定连接，其另一端向下依次绕定滑轮 和动滑轮后向上连接在齿轮箱前端法兰上，并靠近于定滑轮，利用导向柱和导向柱端板的 重力使钢丝绳组拉紧；另外一个柔性风轮锁定单元的钢丝绳组一端与摆动小车的另外一端 连接，该钢丝绳组的另一端向下依次绕定滑轮和动滑轮后向上连接在齿轮箱前端法兰上， 并靠近于定滑轮。 进一步，所述支撑座与动滑轮之间的空间距离大于第一弹簧和第二弹簧的总行 程，以使动滑轮向下运动时，钢丝绳组始终被拉紧。 进一步，所述支撑座和隔板之间及隔板和弹簧端板之间均连接有不套装在导向柱 上的弹簧，以增加回复力。 进一步，所述摆动小车采用双层双列圆锥滚动轮，能够承受风轮锁定销组件上产 生的附加弯矩。 进一步，所述弧形导轨槽孔两端的极限位置均安装有缓冲件，以减小风轮锁定组 件摆动到极限位置时产生的冲击力。 本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果： 1、本发明采用柔性风轮锁定设计方案，允许风轮在一定角度如±30°内进行摆动， 并对风轮提供回复力，角度偏离正“Y”位置越大则回复力越大，在抗台工况时台风到来之 前，将风轮锁在叶片受力最小的正“Y”位置，允许台风来后风轮在一定角度如±27°范围摆 动，风轮被台风吹离正“Y”位置后，当风的力量减小，风轮可回复到正“Y”位置即载荷最小的 位置，从而显著降低台风工况下的整机载荷。 2、由于本发明的柔性风轮锁定装置关系到风力发电机组的运行安全，需要很高的 可靠性；因此，本发明采用弹簧和钢丝绳组组合的机械结构实现柔性风轮锁定功能，避免使 用复杂的电气和液压装置，即无复杂的电气、液压结构，可靠性非常高。 3、可依据风轮锁定极限力矩及回复力要求设计弹簧，可以设计出不同的锁定刚 度，从而满足整机载荷设计要求。 4、本发明为通过降低风轮锁定刚度来降低下风向三叶片抗台风机组整机设计载 荷，提供了有效解决方案。 5、由于本发明是直接在风轮的轮毂侧进行锁定，并不经过风力发电机组的齿轮 箱，所以不会对齿轮箱造成损害，从而提高机组的可靠性。 附图说明 图1为实施例1中柔性风轮锁定装置的安装示意图。 图2为实施例1中柔性风轮锁定装置的主视图。 图3为实施例1中柔性风轮锁定装置的轴视图。 图4为实施例1中摆动小车安装在弧形导轨槽孔后的剖视图。 图5为实施例2中柔性风轮锁定装置的主视图。