技术摘要：
本发明公开了一种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，包括两个收绳装置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外壳固为一整体，能够在齿轮箱前端法兰的弧形导  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，当风轮偏离正“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：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、第一导向柱、第二导向柱、导 向柱左端板、弹簧左端板、第一弹簧、隔板、第二弹簧、弹簧右端板、导向柱右端板和两个收 绳装置；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 5 CN 111608871 A 说　明　书 2/7 页 动；所述齿轮箱前端法兰的底部中间形成有一个用于安装弹簧的框架，所述弹簧左端板、第 一弹簧、隔板、第二弹簧和弹簧右端板置于框架中，所述第一导向柱和第二导向柱相互平行 且上下并排地水平横插在框架上，所述第一导向柱一端穿过框架的左侧与导向柱左端板连 接，其另一端依次穿过弹簧左端板、隔板后与弹簧右端板连接，所述第二导向柱的一端穿过 框架的右侧与导向柱右端板，其另一端依次穿过弹簧右端板、隔板后与弹簧左端板连接，所 述第一弹簧有两组设在弹簧左端板和隔板之间，并分别套装在第一导向柱和第二导向柱 上，其两端分别与弹簧左端板和隔板连接，所述第二弹簧有两组设在隔板和弹簧右端板之 间，并分别套装在第一导向柱和第二导向柱上，其两端分别与隔板和弹簧右端板连接，所述 隔板能够在第一导向柱和第二导向柱上滑动，所述弹簧左端板能够在第一导向柱上滑动， 所述弹簧右端板能够在第二导向柱上滑动；两个收绳装置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，即一个风轮锁定销组件配套一个收绳装置，所述 收绳装置包括第一钢丝绳组、第二钢丝绳组、支架及分别安装在该支架上的第一定滑轮、带 支撑座的动滑轮、辅助轮和第二定滑轮，所述支架固定在齿轮箱前端法兰上，并形成有两个 相互对称、竖直向下的长条形槽孔，所述支撑座位于两个长条形槽孔之间，所述支撑座上横 设有一根轴，所述动滑轮装配在该轴上，且该轴两端外伸出支撑座的两侧分别嵌插入到两 个长条形槽孔中，使得动滑轮随支撑座能够在长条形槽孔限定的范围内上、下运动，所述第 一定滑轮设在动滑轮上方，并靠近于弧形导轨槽孔的相应极限位置，所述第二定滑轮设在 动滑轮下方，并配套有一个辅助轮，所述辅助轮紧靠于第二定滑轮，且它们之间预留有供第 二钢丝绳组穿过的间隙，所述第一钢丝绳组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过第一定滑轮和动滑轮后向上连接在齿轮箱前端法兰上，并靠近于第 一定滑轮，所述第二钢丝绳组一端固定连接在支撑座的底部，其另一端向下穿过辅助轮和 第二定滑轮之间的间隙后再绕过第二定滑轮与相应导向柱端板连接。 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。 进一步，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：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、第一导向柱、第二导向柱、导向柱左端 板、弹簧左端板、第一弹簧、隔板、第二弹簧、弹簧右端板、导向柱右端板和两个收绳装置；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 6 CN 111608871 A 说　明　书 3/7 页 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；所述齿轮箱前端法兰的底部中间 形成有一个用于安装弹簧的框架，所述弹簧左端板、第一弹簧、隔板、第二弹簧和弹簧右端 板置于框架中，所述第一导向柱和第二导向柱相互平行且上下并排地水平横插在框架上， 所述第一导向柱一端穿过框架的左侧与导向柱左端板连接，其另一端依次穿过弹簧左端 板、隔板后与弹簧右端板连接，所述第二导向柱的一端穿过框架的右侧与导向柱右端板，其 另一端依次穿过弹簧右端板、隔板后与弹簧左端板连接，所述第一弹簧有两组设在弹簧左 端板和隔板之间，并分别套装在第一导向柱和第二导向柱上，其两端分别与弹簧左端板和 隔板连接，所述第二弹簧有两组设在隔板和弹簧右端板之间，并分别套装在第一导向柱和 第二导向柱上，其两端分别与隔板和弹簧右端板连接，所述隔板能够在第一导向柱和第二 导向柱上滑动，所述弹簧左端板能够在第一导向柱上滑动，所述弹簧右端板能够在第二导 向柱上滑动；两个收绳装置对称分布于齿轮箱前端法兰的左、右两侧，所述收绳装置包括第 一钢丝绳组、第二钢丝绳组、支架及分别安装在该支架上的第一定滑轮、带支撑座的动滑 轮、辅助轮和第二定滑轮，所述支架固定在齿轮箱前端法兰上，并形成有两个相互对称、竖 直向下的长条形槽孔，所述支撑座位于两个长条形槽孔之间，所述支撑座上横设有一根轴， 所述动滑轮装配在该轴上，且该轴两端外伸出支撑座的两侧分别嵌插入到两个长条形槽孔 中，使得动滑轮随支撑座能够在长条形槽孔限定的范围内上、下运动，所述第一定滑轮设在 动滑轮上方，并靠近于弧形导轨槽孔的相应极限位置，所述第二定滑轮设在动滑轮下方，并 配套有一个辅助轮，所述辅助轮紧靠于第二定滑轮，且它们之间预留有供第二钢丝绳组穿 过的间隙；其中一个收绳装置的第一钢丝绳组一端与风轮锁定销组件的外壳固定连接，其 另一端向下依次绕过第一定滑轮和动滑轮后向上连接在齿轮箱前端法兰上，并靠近于第一 定滑轮，而另外一个收绳装置的第一钢丝绳组一端与摆动小车另一端固定连接，所述第一 钢丝绳组另一端向下依次绕过第一定滑轮和动滑轮后向上连接在齿轮箱前端法兰上，并靠 近于第一定滑轮，两个收绳装置的第二钢丝绳组一端均固定连接在支撑座的底部，其另一 端均向下穿过辅助轮和第二定滑轮之间的间隙后再绕过第二定滑轮与相应导向柱端板连 接。 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，在台风到来之前，将风轮锁 在叶片受力最小的正“Y”方向位置，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，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。 7 CN 111608871 A 说　明　书 4/7 页 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，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力发电机组的风轮轮毂侧进行锁定，不经过风力发电机 组齿轮箱，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中抗台风风力发电机组的制动系统的局部示意图。 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中柔性风轮锁定装置的局部剖视图。 图5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6为实施例2中柔性风轮锁定装置的主视图。