CN105569918B - 风力发电机组及其偏航控制***、方法和制动钳 - Google Patents

风力发电机组及其偏航控制***、方法和制动钳 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种风力发电机组及其偏航控制***、方法和制动钳。该偏航控制***包括制动钳、镶嵌于该制动钳的咬合面的两侧的第一偏航制动器、第一控制液压回路、镶嵌于该制动钳的咬合面的两侧的第二偏航制动器和第二控制液压回路，其中：第一控制液压回路与第一偏航制动器连接，并控制第一偏航制动器为风力发电机组提供第一制动压力，第二控制液压回路与第二偏航制动器连接，并控制第二偏航制动器为风力发电机组提供第二制动压力，当风力发电机组的偏航噪音超过预定阈值时，第二偏航制动器工作，为偏航制动盘提供动摩擦力以对风力发电机组进行偏航解缆和偏航对风。采用本发明实施例，可以降低风力发电机组在偏航制动时产生的偏航噪音。

Description

风力发电机组及其偏航控制***、方法和制动钳
技术领域
本发明涉及风力发电技术，特别涉及一种风力发电机组及其偏航控 制***、方法和制动钳。
背景技术
随着新能源技术的不断发展，风能以其环保、可再生而受到人们的 广泛关注。为了最大程度地捕获风能，风力发电机组利用偏航***旋转 运动使叶轮始终正对风向。
偏航***包括驱动部分和制动部分，其中，制动部分主要包括液压 ***和偏航制动器。通常在风电机组上装有数台风电机组偏航制动器， 如图1为装有偏航制动器110的制动钳100。在液压***液力驱动下(液 压油通过进油口120进入制动钳100为偏航制动器110提供制动压力)， 制动钳100通过偏航刹车片111夹紧制动盘，并在制动盘上产生与叶轮 运动方向相反的制动力矩，防止叶轮偏离主风向。偏航制动器包括偏航 解缆模式、偏航对风模式和制动模式等三种工作模式。其中，偏航对风 模式下，偏航制动器110仅提供有限的动摩擦力，为偏航提供阻尼；而 在制动模式下，当风机叶轮正对风发电时，偏航制动器110内部为液压 ***的***压力，此时制动钳100加紧偏航刹车盘，为叶轮提供一个防 止偏离风向的静摩擦力。
然而，通过上述偏航制动方式，在进行偏航刹车时经常会出现噪音， 而且噪音会达到让人难以接受的程度，从而造成噪音污染，而且上述偏 航制动方式也会给偏航制动***造成较大的损伤。
发明内容
本发明的实施例提供一种风力发电机组及其偏航控制***、方法和 制动钳，通过增加相应摩擦力的偏航制动器来对风力发电机组的偏航过 程进行控制，从而可降低风力发电机组在偏航制动的过程中产生的偏航 噪音，并降低对风力发电机组的偏航***的损害。
根据本发明的一方面，提供一种风力发电机组的偏航控制***。所 述偏航控制***包括制动钳、镶嵌于所述制动钳的咬合面的两侧的第一 偏航制动器、第一控制液压回路、镶嵌于所述制动钳的咬合面的两侧的 第二偏航制动器和第二控制液压回路，其中：
所述第一控制液压回路与所述第一偏航制动器连接，并控制所述第 一偏航制动器为所述风力发电机组提供第一制动压力，所述第二控制液 压回路与所述第二偏航制动器连接，并控制所述第二偏航制动器为所述 风力发电机组提供第二制动压力，
当所述风力发电机组的偏航噪音超过预定阈值时，所述第二偏航制 动器工作，为偏航制动盘提供动摩擦力以对所述风力发电机组进行偏航 解缆和偏航对风。
根据本发明的另一方面，提供一种风力发电机组的偏航控制方法。 所述偏航控制方法包括：
检测风力发电机组的偏航***中当前的偏航噪音值；
如果所述偏航噪音值超过预定噪音阈值，则与所述偏航噪音值相应 地调节所述第二偏航制动器的制动压力。
根据本发明的又一方面，提供一种风力发电机组，包括上述实施例 提供的偏航控制***。
根据本发明的又一方面，提供一种制动钳，所述制动钳包括第一偏 航制动器、第二偏航制动器和相应的进油口、出油口，其中：所述第一 偏航制动器、所述第二偏航制动器分别镶嵌在所述制动钳的咬合面中位 置相对的两侧。
本发明实施例提供的风力发电机组及其偏航控制***、方法和制动 钳，通过在制动钳中设置提供动摩擦力的第二偏航制动器，以及增加相 应的第二控制液压回路，进而控制第二偏航制动器为风力发电机组提供 相应的第二制动压力，并且在当风力发电机组的偏航噪音值超过预定阈 值时，第二偏航制动器为偏航制动盘提供动摩擦力以对风力发电机组进 行偏航解缆和偏航对风，从而可降低风力发电机组在偏航制动的过程中 产生的偏航噪音，并降低对风力发电机组的偏航***的损害。
附图说明
图1是示出一种制动钳的结构示意图；
图2是示出根据本发明实施例一的风力发电机组的偏航控制***的 逻辑框图；
图3是示出根据本发明实施例二的风力发电机组的偏航控制***的 一种逻辑框图；
图4是示出根据本发明实施例二的风力发电机组的偏航控制***的 另一种逻辑框图；
图5是示出根据本发明实施例三的风力发电机组的偏航控制方法的 流程图；
图6是示出根据本发明实施例四的风力发电机组的偏航控制方法的 流程图；
图7是示出根据本发明实施例四的风力发电机组的偏航控制方法的 原理示例性示意图；
图8是示出根据本发明实施例六的制动钳的结构示意图。
图例说明：
100-制动钳，110-偏航制动器，111-偏航刹车片，120-进油口，200- 制动钳，210-第一偏航制动器，220-第一控制液压回路，2210-第一节流 阀，2220-第三电磁阀，2230-第四单向阀，2240-第二滤芯器，2250-第五 单向阀，2260-第二节流阀，230-第二偏航制动器，240-第二控制液压回 路，241-第一流向限制阀，242-第二流向限制阀，243-第三流向限制阀， 244-第一方向控制阀，245-第二方向控制阀，246-压力传感器，249-蓄能 器，2410-第一单向阀，2420-第二单向阀，2430-第三单向阀，2440-第一 电磁阀，2450-第二电磁阀，2470-第一滤芯器，2480-第三节流阀，250- 油箱，260-第一偏航制动器进油口，270-第一偏航制动器出油口，280- 第二偏航制动器进油口，290-第二偏航制动器出油口。
具体实施方式
本方案的发明构思是，通过在制动钳中设置提供动摩擦力的偏航制 动器，以及增加相应的控制液压回路，进而控制该偏航制动器为风力发 电机组提供相应的制动压力，并且在当风力发电机组的偏航噪音值超过 预定阈值时，该偏航制动器为偏航制动盘提供动摩擦力以对风力发电机 组进行偏航解缆和偏航对风，从而可降低风力发电机组在偏航制动的过 程中产生的偏航噪音，并降低对风力发电机组的偏航***的损害。
下面结合附图详细描述本发明的示例性实施例。
实施例一
如图1所示，风力发电机组在进行偏航解缆或偏航对风时，偏航制 动器110内部维持较小的制动压力，以为偏航制动盘提供有限的动摩擦 力，进而为风力发电机组的偏航提供阻尼，以防止偏航时对风力发电机 组的冲击，然而，这种方式会使得风力发电机组的偏航***经常出现噪 音，为环境带来噪音污染，同时，上述过程也会给偏航控制***造成损伤，为了减少给环境带来的噪音污染，并降低对偏航控制***的损伤， 本发明提出了另一种偏航控制***，以改善如图1的制动钳100对应的 偏航控制***对环境和风力发电机组带来的影响。
图2是本发明实施例提供的风力发电机组的偏航控制***。由于风 力发电机组在进行偏航解缆或偏航对风时需要为偏航制动盘提供动摩擦 力，因此可在图1的制动钳100的基础上，设置第二偏航制动器，因此， 该偏航控制***包括制动钳200、镶嵌于该制动钳200的咬合面的两侧 的第一偏航制动器210、第一控制液压回路220，镶嵌于该制动钳的咬合 面的两侧的第二偏航制动器230和第二控制液压回路240，其中：第一 偏航制动器210可相对设置在制动钳200的开口处，相应地，第二偏航 制动器230可相对设置在紧挨第一偏航制动器210，且远离制动钳200 的开口处，或者，第二偏航制动器230可相对设置在制动钳200的开口 处，相应地，第一偏航制动器210可相对设置在紧挨第二偏航制动器230， 且远离制动钳200的开口处。第一控制液压回路220分别与第一偏航制 动器210的进油口260和出油口270连接，并控制第一偏航制动器210 为风力发电机组提供第一制动压力，第二控制液压回路240分别与第二 偏航制动器230的进油口280和出油口290连接，并控制第二偏航制动 器230为风力发电机组提供第二制动压力。
为了降低风力发电机组的偏航***对环境造成的噪音污染，可对第 二偏航制动器230提供的第二制动压力进行动态控制，相应的处理可包 括：可实时检测风力发电机组中的偏航噪音，当该偏航噪音超过预定阈 值时，启动第二偏航制动器230，通过第二控制液压回路240控制第二 偏航制动器230为风力发电机组提供第二制动压力，以使第二偏航制动 器230为偏航制动盘提供动摩擦力，以完成对风力发电机组的偏航解缆 和偏航对风的操作。
本发明实施例提供的风力发电机组的偏航控制***，通过在制动钳 中设置提供动摩擦力的第二偏航制动器，以及增加相应的第二控制液压 回路，进而控制第二偏航制动器为风力发电机组提供相应的第二制动压 力，并且在当风力发电机组的偏航噪音值超过预定阈值时，第二偏航制 动器为偏航制动盘提供动摩擦力以对风力发电机组进行偏航解缆和偏航 对风，从而可降低风力发电机组在偏航制动的过程中产生的偏航噪音， 并降低对风力发电机组的偏航***的损害。
实施例二
图3为本发明提供的又一种风力发电机组的偏航控制***。该偏航 控制***包含了图2所示的风力发电机组的偏航控制***的全部功能单 元，并在其基础上，对其进行了改进，改进内容如下：
当风力发电机组的叶轮正对风时，风力发电机组会为叶轮提供一个 防止其偏离风向的制动压力，相应的处理可包括：当风力发电机组的叶 轮处于制动状态时，第一偏航制动器210工作，为偏航制动盘提供静摩 擦力以防止风力发电机组的叶轮偏离当前风向。
具体地，可实时检测风力发电机组的叶轮的方向，当叶轮正对风时， 启动第一偏航制动器210，通过第一控制液压回路220控制第一偏航制 动器210为风力发电机组提供第一制动压力，以使第一偏航制动器210 为偏航制动盘提供静摩擦力，此时，制动钳200夹紧偏航制动盘，从而 完成对风力发电机组的制动操作。
为了给第一偏航制动器210或第二偏航制动器230提供相应的制动 压力，可为其分别设置相应的控制液压回路，即第一控制液压回路220 和第二控制液压回路240，其中，第一控制液压回路220可与现有的控 制液压回路相同，在此不再赘述。如图3所示，对于第二控制液压回路 240，其组成结构可为：第二控制液压回路240包括多个流向限制阀和多个方向控制阀，其中，多个流向限制阀中可包括第一流向限制阀241、 第二流向限制阀242和第三流向限制阀243，多个方向控制阀中可包括 第一方向控制阀244和第二方向控制阀245，而且，多个流向限制阀中 的每个流向限制阀都包括进油口和出油口，多个方向控制阀中的每个方 向控制阀也都包括进油口和出油口。相应的，该第二控制液压回路240 的具体结构可为：第一流向限制阀241的进油口与油箱250连接，第一 流向限制阀241的出油口与第一方向控制阀244的进油口连接，第一方 向控制阀244的出油口与第二流向限制阀242的进油口连接，第二流向 限制阀242的出油口与第二偏航制动器230的进油口连接，第二偏航制 动器230的出油口与第三流向限制阀243的进油口连接，第三流向限制 阀243的出油口与第二方向控制阀245的进油口连接，第二方向控制阀 245的出油口与油箱连接。
其中，第一流向限制阀241、第二流向限制阀242和第三流向限制 阀243可以是相同的器件，也可以是不同的器件，流向限制阀可为止流 阀或单向截止阀等。第一方向控制阀244和第二方向控制阀245可以是 相同的器件，也可以是不同的器件，方向控制阀可为电动阀或蒸汽阀等。
另外，为了降低偏航噪音对环境的污染和对风力发电机组结构的影 响，可对第二偏航制动器230提供的第二制动压力进行动态控制，以实 时调整偏航噪音，为此，可在该偏航控制***中设置压力传感器246， 相应的处理可包括：如图3所示，可在上述第二控制液压回路240中的 第一方向控制阀244的出油口与第二流向限制阀242的进油口之间设置 压力传感器246，即第一方向控制阀244的出油口与压力传感器246的 一端连接，该压力传感器246的另一端与第二流向限制阀242的进油口 连接，这样，压力传感器246可实时检测第二控制液压回路240中的油 压压力，进而确定第二偏航制动器230提供的第二制动压力。
另外，第二控制液压回路240中还可包括用于蓄积液压油的组件， 如蓄能器(图3中未示出)，蓄能器可连接于第一方向控制阀244的出 油口与第二流向限制阀242的进油口之间。当第二控制液压回路240中 的压力升高时液压油进入蓄能器，气体被压缩，第二控制液压回路240 中的压力不再上升，当第二控制液压回路240中的压力下降时被压缩的 空气膨胀，将液压油压入第二控制液压回路240中，从而减缓第二控制 液压回路240中的压力的下降。
此外，为了使第二控制液压回路240的实现过程简单易行，该流向 限制阀为单向阀，该方向控制阀为电磁阀。
如图4所示的风力发电机组的偏航控制***的工作过程可以为：
当风力发电机组中的叶轮正对风向(无偏航请求)时，油箱中的液 压油分别通过第一节流阀2210、第一单向阀2410、第三电磁阀2220和 第四单向阀2230到达第一偏航制动器210，此时第一偏航制动器210为 风力发电机组提供第一制动压力；同时，分别通过第一滤芯器2470、第 三单向阀2430和第二电磁阀2450将第二偏航制动器230中液压油输送 到油箱250中，从而实现第二偏航制动器230提供的第二偏航制动力为 零。
当风向发生变化时，风力发电机组需要进行偏航(非零压偏航)， 此时，液压***从油箱250中输出液压油，并将液压油通过第一节流阀 2210、第一单向阀2410、第一电磁阀2440、第二单向阀2420到达第二 偏航制动器230。同时，液压***分别通过第二滤芯器2240、第五单向 阀2250和第三电磁阀2220将第一偏航制动器210中液压油输送到油箱 250中，从而降低第一偏航制动器210提供的第一偏航制动力。
当风力发电机组需要进行零压偏航或解缆时，液压***不向第一偏 航制动器210和第二偏航制动器230中输送液压油，以保持第一偏航制 动器210提供的第一偏航制动力和第二偏航制动器230提供的第二偏航 制动力均为0，从而实现无阻尼偏航。
另外，图4中还包括第二节流阀2260和第三节流阀2480，两个节 流阀分别可用于限制液压油从某个通道被分流，使得液压油能够在指定 的回路中流动。
另外，为了进一步降低偏航噪音对环境的污染和对风力发电机组结 构的影响，可选用相应的材料制作第二偏航制动器230中的偏航刹车片， 相应的结构可包括：第二偏航制动器230中的偏航刹车片由柔性耐磨的 材料制成，例如使用橡胶或塑料等制作第二偏航制动器230中的偏航刹 车片。
本发明实施例提供的风力发电机组的偏航控制***，一方面，第二 偏航制动器的偏航刹车片采用柔性耐磨的材料构成，可进一步降低风力 发电机组在偏航制动的过程中产生的偏航噪音；另一方面，为该偏航控 制***设置了简单可行的第二控制液压回路，从而使得通过第二控制液 压回路为第二偏航制动器提供相应的油压，进而为风力发电机组提供相 应的第二制动压力更加便利。
实施例三
图5是示出根据本发明实施例三的风力发电机组的偏航控制方法的 流程图。通过包括如图11所示的偏航控制***执行该偏航控制方法。
参照图5，S510，检测风力发电机组的偏航***中当前的偏航噪音 值。
具体地，对于如图3所示的风力发电机组的偏航控制***，在风力 发电机组进行偏航解缆或偏航对风时，启动第二偏航制动器230，通过 该第二偏航制动器230可为偏航制动盘提供动摩擦力。同时，为了降低 偏航噪音对环境的污染和对风力发电机组结构的影响，可对偏航***中 当前的偏航噪音进行检测，相应的处理可为：启动风力发电机组中的噪 音检测装置，该噪音检测装置可实时检测风力发电机组的偏航***中当 前的偏航噪音，并测量当前的偏航噪音值。此外，还可启动该偏航控制 ***中的第二控制液压回路240中的压力传感器246，通过该压力传感 器246可实时检测第二偏航制动器230的制动压力(即上述实施例一或 实施例二中的第二制动压力)。
S520，如果该偏航噪音值超过预定噪音阈值，则根据该偏航噪音值 相应地调节第二偏航制动器的制动压力。
其中，噪音阈值可根据实际情况进行设定，例如80分贝或100分贝 等。
具体地，可预先设置偏航噪音值与第二偏航制动器230的制动压力 的对应关系，该对应关系可以表格的形式存储，可如表1所示。
表1
偏航噪音值 制动压力
100分贝 50牛顿
110分贝 45牛顿
120分贝 40牛顿
可将当前测量得到的偏航噪音值与预定噪音阈值进行比较，如果该 偏航噪音值超过预定噪音阈值，则可从预先设置的上述对应关系中查找 当前的偏航噪音值对应的制动压力，然后，可将第二偏航制动器230的 制动压力调节到查找到的制动压力的数值。例如，当前的偏航噪音值为 110分贝，噪音阈值为90分贝，则通过如表1的对应关系得到110分贝 的偏航噪音值对应的制动压力为45牛顿，此时，可将第二偏航制动器 230的制动压力调节到45牛顿。
本发明实施例提供的风力发电机组的偏航控制方法，通过在制动钳 中设置提供动摩擦力的第二偏航制动器，以及增加相应的第二控制液压 回路，进而控制第二偏航制动器为风力发电机组提供相应的第二制动压 力，并且在当风力发电机组的偏航噪音值超过预定阈值时，第二偏航制 动器为偏航制动盘提供动摩擦力以对风力发电机组进行偏航解缆和偏航 对风，从而可降低风力发电机组在偏航制动的过程中产生的偏航噪音， 并降低对风力发电机组的偏航***的损害。
实施例四
图6是示出根据本发明实施例四的风力发电机组的偏航控制方法的 流程图，该实施例可视为图5的又一种具体的实现方案。
参照图6，S610，当接收到风力发电机组的叶轮和机舱的偏航请求 时，通过液压***启动第二偏航制动器。
具体地，风力发电机组开机工作后，风力发电机组会根据当前的风 向调节叶轮的方向以使其正对风向，此时，启动如图3中的第一偏航制 动器210，并通过第一控制液压回路220向第一偏航制动器210提供预 先设定的油压压力，以此第一偏航制动器210为偏航制动盘提供静摩擦 力。在当前的风向发生变化时，可发送风力发电机组的叶轮和机舱的偏航请求。当接收到该偏航请求时，可通过风力发电机组的液压***将其 油箱250中的液压油输入到第二偏航制动器230中，从而启动第二偏航 制动器230。
需要说明的是，启动第二偏航制动器230的触发条件除了可通过上 述方式外，还可通过风力发电机组的解缆请求触发，相应的处理可参见 上述相关内容，在此不再赘述。
S620，将第二偏航制动器的制动压力调节到预定初始值，并关闭第 一偏航制动器。
其中，预定初始值可根据实际情况进行设定，例如预定初始值可为 最大上限制动压力和最小下限压力之和的一半等。
具体地，第二偏航制动器230启动后，可先通过如图3中的第二控 制液压回路240从油箱250中向第二偏航制动器230中输入液压油，以 此来增加第二偏航制动器230的制动压力，直到将其制动压力调节到预 定初始值。此时，由于风力发电机组已不需要进行制动操作，因此，可 通过第一控制液压回路将第一偏航制动器210中的液压油回收到油箱 250中，从而将第一偏航制动器210提供的制动压力降低到0，此时可关 闭第一偏航制动器210。
S630，检测风力发电机组的偏航***中当前的偏航噪音值。
其中，步骤S630的步骤内容与上述实施例三中步骤S510的步骤内 容相同，在此不再赘述。
对于检测到的当前的偏航噪音值与预定噪音阈值之间的大小关系， 可执行相应的处理，具体可包括如下步骤S640～S650和步骤S660～S670。
S640，如果该偏航噪音值超过预定噪音阈值，则获取风力发电机组 当前的环境温度值和偏航速度值。
具体地，与风力发电机组中的偏航噪音有关的因素可包括多种，如 环境温度和偏航速度等，相应的，可将当前测量得到的偏航噪音值与预 定噪音阈值进行比较，如果该偏航噪音值超过预定噪音阈值，则可启动 风力发电机组中的相应器件或设备，检测风力发电机组当前的环境温度， 得到相应的环境温度值，同时，还可检测风力发电机组当前的偏航速度， 得到相应的偏航速度值。
S650，根据该环境温度值、该偏航噪音值和该偏航速度值，调节第 二偏航制动器的制动压力，以将偏航***中当前的偏航噪音值调节到预 定噪音范围内。
其中，预定噪音范围可根据风力发电机组当前所处的环境和风力发 电机组自身的因素等确定。
具体地，可预先设置环境温度值、偏航噪音值和偏航速度值与第二 偏航制动器230的制动压力的对应关系，该对应关系可如表1所示的表 格的形式存储。当风力发电机组测得当前的环境温度值、当前的偏航噪 音值和当前的偏航速度值后，可在上述对应关系中查找，得到当前的环 境温度值、当前的偏航噪音值和当前的偏航速度值对应的制动压力的数 值，然后，可通过如图3所示的第二控制液压回路240控制第二偏航制 动器230，以将其制动压力调节到上述查找到的数值。此时，风力发电 机组中的噪音检测器件可继续检测偏航***中的偏航噪音，如果其偏航 噪音值处于预定噪音范围内，则可不做任何处理，或者继续检测偏航系 统中的偏航噪音，如果其偏航噪音值未处于预定噪音范围内，则可继续调节第二偏航制动器230的制动压力，直到将偏航***中当前的偏航噪 音值调节到预定噪音范围内。
进一步地，调节第二偏航制动器230的制动压力的处理除了可通过 上述方式外，还可通过其它方式处理，以下提供一种可行的处理方案， 具体可参见下述内容：将当前的环境温度值、当前的偏航噪音值、当前 的偏航速度值、预先设定的标准偏航速度值、预先设定的最大偏航噪音 值和预先设定的压力矫正系数代入公式
P＝Pmid×[(273.15+t)/298.15]×(Vs/Vb)×(Sn-Sm)/Sn×Wx…(1)
中，得到调节后的第二偏航制动器230的制动压力，
其中，t为当前的环境温度值，Vs为当前的偏航速度值，Vb为预先设 定的标准偏航速度值，Sn为预先设定的最大偏航噪音值，Sm为当前的偏 航噪音值，Wx为预先设定的压力矫正系数，Pmid为第二偏航制动器的制 动压力的预定初始值。
需要说明的是，Pmid可为步骤S620中的预定初始值，该预定初始值 可通过公式Pmid＝(P1+P2)/2确定，其中，P1为最大上限制动压力，P2为 最小下限制动压力。
具体地，先通过步骤S620将第二偏航制动器230的制动压力调节到 预定初始值Pmid，然后，执行步骤S630～S650的处理，当该偏航噪音值 超过预定噪音阈值时，将测得的环境温度值、偏航速度值和偏航噪音值 代入上述公式(1)中，将第二偏航制动器230的制动压力调小，如果将 第二偏航制动器230的制动压力调到最小下限制动压力P2后，当前的偏航噪音值仍然超过预定噪音阈值，则可将第二偏航制动器230的制动压 力从Pmid向最大上限制动压力P1调节，直到将偏航***中当前的偏航噪 音值调节到预定噪音范围内。
S660，如果该偏航噪音值未超过预定噪音阈值，则将风力发电机组 的叶轮和机舱偏航到预定位置。
具体地，可将当前测量得到的偏航噪音值与预定噪音阈值进行比较， 如果该偏航噪音值未超过预定噪音阈值，则可确定风力发电机组当前偏 航状况正常，此时，第二偏航制动器继续为偏航制动盘提供动摩擦力， 以使风力发电机组的偏航***将叶轮和机舱偏航到预定位置。
S670，通过液压***启动第一偏航制动器，并将第一偏航制动器的 制动压力调节到预定压力，并通过液压***将第二偏航制动器的制动压 力降低到预定压力阈值。
具体地，当风力发电机组的叶轮和机舱偏航到预定位置后，叶轮正 对风向，此时，可通过液压***从油箱中输出液压油，并通过第一控制 液压回路220将液压油输送到第一偏航制动器210中，同时启动第一偏 航制动器210，可将第一偏航制动器210的制动压力调节到预定压力， 以对偏航制动盘提供静摩擦力使得叶轮当前的方向保持不变。同时，可 通过液压***将第二偏航制动器230中的液压油通过第二控制液压回路 240回收到油箱250，以使第二偏航制动器230提供的制动压力减小，直 到其制动压力的数值达到预定压力阈值(如压力为0等)为止。
为了使上述处理过程更加简单明了，可参见图7所示的原理图，其 中可包括主控制器、偏航噪音检测器件、偏航电机、液压***、第一偏 航制动器和第二偏航制动器。主控制器可用于根据检测到的偏航噪音控 制液压***调节第二偏航制动器提供的第二制动压力；偏航电机可用于 根据主控制器发出的启动、停止偏航的偏航请求，驱动机舱和叶轮进行 偏航；液压***可用于根据主控制器的指令，控制第一偏航制动器和第 二偏航制动器的制动压力，以及向主控制器反馈第二偏航制动器提供的 第二制动压力，其中，第一偏航制动器提供的第一偏航压力为固定压力， 不能进行调节，不需要向主控制器反馈；第一偏航制动器可用于为机舱 和叶轮提供静摩擦力；第二偏航制动器可用于为机舱和叶轮提供动摩擦 力；偏航噪音检测器件可用于检测偏航噪音，并将偏航噪音值反馈给主 控制器。
参见图7，主控制器检测到偏航请求后，第二偏航制动器开始加压， 以使第二偏航制动器的第二制动压力达到设定值；同时，第一偏航制动 器泄压到零压。主控制器启动偏航电机，驱动机舱和叶轮进行偏航，同 时通过偏航噪音检测器件检测偏航过程中是否存在偏航噪音，并将其偏 航噪音值发送给主控制器。如果该偏航噪音值未超过预定噪音阈值，则 风力发电机组偏航至预定位置，此时，第一偏航制动器提供第一制动力， 第二偏航制动器回到零压。如果该偏航噪音值超过预定噪音阈值，则调 节第二偏航制动器提供的第二制动压力，直至将其偏航噪音值减小到允 许范围，并偏航至预定位置，然后，第一偏航制动器提供第一制动力， 第二偏航制动器回到零压。
本发明实施例提供的风力发电机组的偏航控制方法，通过在制动钳 中设置提供动摩擦力的第二偏航制动器，以及增加相应的第二控制液压 回路，进而控制第二偏航制动器为风力发电机组提供相应的第二制动压 力，并且在当风力发电机组的偏航噪音值超过预定阈值时，第二偏航制 动器为偏航制动盘提供动摩擦力以对风力发电机组进行偏航解缆和偏航 对风，从而可降低风力发电机组在偏航制动的过程中产生的偏航噪音， 并降低对风力发电机组的偏航***的损害。
实施例五
基于相同的技术构思，图7是示出根据本发明实施例五的风力发电 机组的偏航控制方法对应的原理示意图，参见图7：
风力发电机组包括主控制器、偏航电机、偏航噪音检测器件和上述 实施例提供的偏航控制***，该偏航电机、偏航噪音检测器件和偏航控 制***分别与该主控制器连接。其中，偏航控制***包括第一偏航制动 器210、第二偏航制动器230和液压***，液压***包括第一控制液压 回路220和第二控制液压回路240。
第一控制液压回路220与第一偏航制动器210连接，第二控制液压 回路240与第二偏航制动器230连接。
本发明实施例提供的风力发电机组，通过在制动钳中设置提供动摩 擦力的第二偏航制动器，以及增加相应的第二控制液压回路，进而控制 第二偏航制动器为风力发电机组提供相应的第二制动压力，并且在当风 力发电机组的偏航噪音值超过预定阈值时，第二偏航制动器为偏航制动 盘提供动摩擦力以对风力发电机组进行偏航解缆和偏航对风，从而可降 低风力发电机组在偏航制动的过程中产生的偏航噪音，并降低对风力发 电机组的偏航***的损害。
实施例六
基于相同的技术构思，图8是示出根据本发明实施例六的制动钳的 结构示意图，参见图8：
制动钳200包括第一偏航制动器210、第二偏航制动器230和相应 的进油口(包括第一偏航制动器进油口260和第二偏航制动器进油口 280)、出油口(包括第一偏航制动器出油口270和第二偏航制动器出油 口290)，其中：
第一偏航制动器210镶嵌在制动钳200的咬合面中位置相对的两侧， 第二偏航制动230器镶嵌在制动钳200的咬合面中位置相对的两侧。
需要说明的是，本发明实施例中制动钳200中每个偏航制动器中包 括一个进油口和一个出油口，在实际应用中每个偏航制动器中的进油口 和出油口也可以是同一个油口，即使用同一个油口向偏航制动器中输入 液压油或者从偏航制动器中输出液压油。
本发明实施例提供的制动钳，通过在制动钳中设置提供动摩擦力的 第二偏航制动器，以及增加相应的第二控制液压回路，进而控制第二偏 航制动器为风力发电机组提供相应的第二制动压力，并且在当风力发电 机组的偏航噪音值超过预定阈值时，第二偏航制动器为偏航制动盘提供 动摩擦力以对风力发电机组进行偏航解缆和偏航对风，从而可降低风力 发电机组在偏航制动的过程中产生的偏航噪音，并降低对风力发电机组 的偏航***的损害。
需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个步骤/部件拆 分为更多步骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分 操作组合成新的步骤/部件，以实现本发明的目的。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内， 可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本 发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种风力发电机组的偏航控制***，其特征在于，所述偏航控制***包括制动钳、镶嵌于所述制动钳的咬合面的两侧的第一偏航制动器、第一控制液压回路、镶嵌于所述制动钳的咬合面的两侧的第二偏航制动器和第二控制液压回路，其中：
所述第一控制液压回路与所述第一偏航制动器连接，并控制所述第一偏航制动器为所述风力发电机组提供第一制动压力，所述第二控制液压回路与所述第二偏航制动器连接，并控制所述第二偏航制动器为所述风力发电机组提供第二制动压力，
当所述风力发电机组的偏航噪音超过预定阈值时，所述第二偏航制动器工作，为偏航制动盘提供动摩擦力以对所述风力发电机组进行偏航解缆和偏航对风。
2.根据权利要求1所述的偏航控制***，其特征在于，当风力发电机组的叶轮处于制动状态时，所述第一偏航制动器工作，为所述偏航制动盘提供静摩擦力以防止风力发电机组的叶轮偏离当前风向。
3.根据权利要求2所述的偏航控制***，其特征在于，所述第二控制液压回路包括多个流向限制阀和多个方向控制阀，
其中，第一流向限制阀的进油口与油箱连接，所述第一流向限制阀的出油口与第一方向控制阀的进油口连接，所述第一方向控制阀的出油口与第二流向限制阀的进油口连接，所述第二流向限制阀的出油口与所述第二偏航制动器的进油口连接，所述第二偏航制动器的出油口与第三流向限制阀的进油口连接，所述第三流向限制阀的出油口与第二方向控制阀的进油口连接，所述第二方向控制阀的出油口与油箱连接。
4.根据权利要求3所述的偏航控制***，其特征在于，所述第二控制液压回路中还包括压力传感器，所述压力传感器连接于所述第一方向控制阀的出油口与所述第二流向限制阀的进油口，以检测所述第二偏航制动器提供的第二制动压力。
5.根据权利要求3所述的偏航控制***，其特征在于，所述流向限制阀为单向阀，所述方向控制阀为电磁阀。
6.根据权利要求1所述的偏航控制***，其特征在于，所述第二偏航制动器中的偏航刹车片由柔性耐磨的材料制成。
7.一种风力发电机组的偏航控制方法，其特征在于，所述风力发电机组包括偏航控制***，所述偏航控制***包括制动钳、镶嵌于所述制动钳的咬合面的两侧的第一偏航制动器、第一控制液压回路、镶嵌于所述制动钳的咬合面的两侧的第二偏航制动器和第二控制液压回路；所述第一控制液压回路与所述第一偏航制动器连接，并控制所述第一偏航制动器为所述风力发电机组提供第一制动压力，所述第二控制液压回路与所述第二偏航制动器连接，并控制所述第二偏航制动器为所述风力发电机组提供第二制动压力，所述偏航控制方法包括：
检测风力发电机组的偏航***中当前的偏航噪音值；
如果所述偏航噪音值超过预定噪音阈值，则与所述偏航噪音值相应地调节所述第二偏航制动器的所述第二制动压力。
8.根据权利要求7所述的偏航控制方法，其特征在于，所述偏航控制方法还包括：
当接收到风力发电机组的叶轮和机舱的偏航请求时，通过液压***启动所述第二偏航制动器；
将所述第二偏航制动器的制动压力调节到预定初始值，并关闭第一偏航制动器。
9.根据权利要求8所述的偏航控制方法，其特征在于，所述偏航控制方法还包括：
如果所述偏航噪音值未超过所述预定噪音阈值，则将所述风力发电机组的叶轮和机舱偏航到预定位置；
通过液压***启动所述第一偏航制动器，并将所述第一偏航制动器的制动压力调节到预定压力，并通过所述液压***将所述第二偏航制动器的制动压力降低到预定压力阈值。
10.根据权利要求9所述的偏航控制方法，其特征在于，如果所述偏航噪音值超过预定噪音阈值，则与所述偏航噪音值相应地调节所述第二偏航制动器的制动压力的处理包括：
如果所述偏航噪音值超过预定噪音阈值，则获取风力发电机组当前的环境温度值和偏航速度值；
根据所述环境温度值、所述偏航噪音值和所述偏航速度值，调节所述第二偏航制动器的制动压力，以将所述偏航***中当前的偏航噪音值调节到预定噪音范围内。
11.根据权利要求10所述的偏航控制方法，其特征在于，所述根据所述环境温度值、所述偏航噪音值和所述偏航速度值，调节所述第二偏航制动器的制动压力的处理包括：
将所述环境温度值、所述偏航噪音值、所述偏航速度值、预先设定的标准偏航速度值、预先设定的最大偏航噪音值和预先设定的压力矫正系数代入公式
P＝Pmid×[(273.15+t)/298.15]×(Vs/Vb)×(Sn-Sm)/Sn×Wx
中，得到调节后的所述第二偏航制动器的制动压力，
其中，t为所述环境温度值，Vs为所述偏航速度值，Vb为预先设定的标准偏航速度值，Sn为预先设定的最大偏航噪音值，Sm为所述偏航噪音值，Wx为预先设定的压力矫正系数，Pmid为所述第二偏航制动器的制动压力的预定初始值。
12.一种风力发电机组，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的偏航控制***。
13.一种制动钳，其特征在于，所述制动钳包括第一偏航制动器、第二偏航制动器、第一控制液压回路和第二控制液压回路以及相应的进油口、出油口，其中：
所述第一偏航制动器、所述第二偏航制动器分别镶嵌在所述制动钳的咬合面中位置相对的两侧，
所述第一控制液压回路与所述第一偏航制动器连接，并控制所述第一偏航制动器为风力发电机组提供第一制动压力，所述第二控制液压回路与所述第二偏航制动器连接，并控制所述第二偏航制动器为所述风力发电机组提供第二制动压力，
当所述风力发电机组的偏航噪音超过预定阈值时，所述第二偏航制动器工作，为偏航制动盘提供动摩擦力以对所述风力发电机组进行偏航解缆和偏航对风。
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