CN113916568A - 制动器及包含其的疲劳测试*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制动器，其包括：泵组件、油箱、第一单向阀、第二单向阀、第一电磁阀、第二电磁阀和串联液压缸组。第一单向阀的进口与泵组件相连通，第二单向阀的出口与油箱相连通。第一电磁阀为两位三通阀，第一电磁阀包括P口、T口与A口，第一单向阀的出口与P口相连通，A口与串联液压缸组的无杆腔的一个接口相连通，T口与第二单向阀的进口相连通。第二电磁阀为两位两通阀，失电时，第二电磁阀的两端相互断开；得电时，第二电磁阀的两端相连通。第二电磁阀的两端分别与串联液压缸组的无杆腔的另一个接口、第二单向阀的进口相连通。利用本装置能够实现风电风电机组偏航快速制动，提高了风力发电机组运行的可靠性。

Description

制动器及包含其的疲劳测试***

技术领域

本发明涉及一种制动器及包含其的疲劳测试***。

背景技术

随着风力发电产业的发展和升级，大型的兆瓦级风力发电机近几年在国内外得到了不断的发展。由于单机容量的逐步增大及装机数量的增加，风轮安全控制成为重中之重，为了确保发电机组的正常有效运行，在检修等特殊状态下必须准确控制风轮转动或停止，因此在风力发电机组上一般都会安装制动器。现有动力装置结构复杂、可靠性不高，维护不方便。制动器的安全性与可靠性直接关系到风力发电机组运行的安全性与可靠性。为了能够确保制动器的可靠性，因此需要一种测试装置在设计生产阶段进行疲劳测试，以确保使用过程中经过反复多次使用不会出现疲劳损坏，影响风力发电机组的安全性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中风力发电机的制动器结构复杂、缺乏疲劳测试装置的缺陷，提供一种能够解决上述问题的制动器及包含其的疲劳测试***。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种制动器，其特点在于，其包括：

动力模块，所述动力模块包括泵组件和油箱，所述泵组件用于提供压力油；

偏航制动模块，所述偏航制动模块包括第一单向阀、第二单向阀、第一电磁阀、第二电磁阀和串联液压缸组，所述第一单向阀的进口与所述泵组件相连通，所述第二单向阀的出口与所述油箱相连通，所述第一电磁阀为两位三通阀，所述第一电磁阀包括P口、T口与A口，所述第一单向阀的出口与所述P口相连通，所述A口与所述串联液压缸组的无杆腔的一个接口相连通，所述T口与所述第二单向阀的进口相连通；所述第一电磁阀失电时，所述P口与所述A口相连通，所述T口断开；所述第一电磁阀得电时，所述T口与所述A口相连通，所述P口断开；所述第二电磁阀为两位两通阀，失电时，所述第二电磁阀的两端相互断开；得电时，所述第二电磁阀的两端相连通；所述第二电磁阀的两端分别与所述串联液压缸组的无杆腔的另一个接口、所述第二单向阀的进口相连通。

较佳地，所述偏航制动模块还包括第一溢流阀，所述第一溢流阀的进口与所述T口连通，所述第一溢流阀的出口与所述第二电磁阀、所述第二单向阀的进口相连通。

较佳地，所述偏航制动模块还包括第一节流阀，所述第一节流阀的两端分别连接于所述第二电磁阀的一端与所述串联液压缸组的无杆腔的一个接口。

较佳地，所述制动器还包括第二节流阀与阻尼堵头，所述第二节流阀与所述阻尼堵头串联于所述第一单向阀与所述第一电磁阀之间的管路上，所述第二节流阀连接于所述第一单向阀的出口。

较佳地，所述制动器还包括第三单向阀，所述第三单向阀连接于所述第二节流阀与所述阻尼堵头之间。

较佳地，所述制动器还包括第二溢流阀，所述第二溢流阀的两端连接于所述第一单向阀的出口与所述第二单向阀的进口。

较佳地，所述制动器还包括蓄能器，所述蓄能器与所述第一单向阀的出口相连通。

较佳地，所述制动器还包括手动泵与第四单向阀，所述手动泵的进油口连接于所述油箱，所述手动泵的出油口连接于所述第四单向阀的进口，所述第四单向阀的出口连接于所述第一单向阀的出口。

较佳地，所述制动器还包括第一过滤组件，所述第一过滤组件连接于所述泵组件的出口与所述第一单向阀的进口之间，所述第一过滤组件包括相互并联的第一过滤器、第五单向阀和第一压差发讯器。

较佳地，所述制动器还包括第二过滤组件，所述第二过滤组件连接于所述第二单向阀的出口与所述油箱之间，所述第二过滤组件包括相互并联的第二过滤器、第六单向阀和第二压差发讯器。

较佳地，所述制动器还包括风冷却器，所述风冷却器连接于所述油箱与所述第二过滤组件之间。

较佳地，所述动力模块还包括液位计，所述液位计安装于所述油箱上。

较佳地，所述制动器的疲劳测试***包括压力传感器、控制器以及如上所述的制动器，所述压力传感器连接于所述第一单向阀的出口，所述控制器与所述压力传感器通信连接，所述控制器控制所述泵组件的运动状态。

较佳地，所述动力模块还包括液位液温开关，所述液位液温开关与所述控制器通信连接。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：利用本装置能够实现风电风电机组偏航快速制动，提高了风力发电机组运行的可靠性。

附图说明

图1为本发明优选实施例中制动器的疲劳测试***的液压原理图。

附图标记说明：

动力模块100

泵组件110

油箱120

液位计130

液位液温140

偏航制动模块200

第一单向阀210

第二单向阀220

第一电磁阀230

P口231

T口232

A口233

第二电磁阀240

串联液压缸组250

第一溢流阀260

第一节流阀270

第二节流阀310

阻尼堵头320

第三单向阀330

第二溢流阀400

蓄能器500

手动泵610

第四单向阀620

第一过滤组件700

第一过滤器710

第五单向阀720

第一压差发讯器730

第二过滤组件800

第二过滤器810

第六单向阀820

第二压差发讯器830

风冷却器900

压力传感器1000

控制器1100

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

图1示出了一种制动器，其包括：动力模块100和偏航制动模块200。动力模块100包括泵组件110和油箱120，泵组件110用于提供压力油。偏航制动模块200包括第一单向阀210、第二单向阀220、第一电磁阀230、第二电磁阀240和串联液压缸组250。第一单向阀210的进口与泵组件110相连通，第二单向阀220的出口与油箱120相连通。第一电磁阀230为两位三通阀，第一电磁阀230包括P口231、T口232与A口233，第一单向阀210的出口与P口231相连通，A口233与串联液压缸组250的无杆腔的一个接口相连通，T口232与第二单向阀220的进口相连通。第一电磁阀230失电时，P口231与A口233相连通，T口232断开；第一电磁阀230得电时，T口232与A口233相连通，P口231断开。第二电磁阀240为两位两通阀，失电时，第二电磁阀240的两端相互断开；得电时，第二电磁阀240的两端相连通。第二电磁阀240的两端分别与串联液压缸组250的无杆腔的另一个接口、第二单向阀220的进口相连通。

利用本制动器对风力发电机组进行偏航制动时，第一电磁阀230处于失电状态，P口231与A口233连通；第二电磁阀240处于失电状态，第二电磁阀240的两端处于断开状态。泵组件110将油箱120内的液压油输入到制动***内，液压油经过第一单向阀210、P口231、A口233输入串联液压缸组250的无杆腔内，而串联液压缸组250的另一端与第二电磁阀240相连处于断开状态，因此液压油能够推动活塞杆向有杆腔移动，从而能够快速制动偏航装置。当需要松开制动器时，则需要使第一电磁阀230和/或第二电磁阀240得电，从而使无杆腔内的液压油快速回流至油箱120内。

在实际应用中，部分工作状态下并不需要使偏航装置完全制动，而仅仅需要偏航装置在一定的压力下处于半制动的状态，本方案中，偏航制动模块200还包括第一溢流阀260，第一溢流阀260的进口与T口232连通，第一溢流阀260的出口与第二电磁阀240、第二单向阀220的进口相连通。即，当第一电磁阀230得电、第二电磁阀240失电时，串联液压缸组250的无杆腔与A口233、T口232、第一溢流阀260、油箱120相连通，从而能够使串联液压缸组250的无杆腔内的液压保持在第一溢流阀260的设定压力值，实现偏航半制动。

本实施例中，偏航制动模块200还包括第一节流阀270，第一节流阀270的两端分别连接于第二电磁阀240的一端与串联液压缸组250的无杆腔的一个接口。第一节流阀270主要是为了保护偏航制动模块200的安全，在发生故障时，及时打开第一节流阀270，实现快速泄压。一般工作情况下，第一节流阀270处于关闭状态。

另外，制动器还包括第二节流阀310与阻尼堵头320，第二节流阀310与阻尼堵头320串联于第一单向阀210与第一电磁阀230之间的管路上，第二节流阀310连接于第一单向阀210的出口。第二节流阀310能够起到控制进油管路通断的目的，防止液压***失控造成制动装置损坏。另外，阻尼堵头320能够降低压力油对第一电磁阀230、串联液压缸组250的冲击，避免高压冲击造成元件损坏。

制动器还包括第三单向阀330，第三单向阀330连接于第二节流阀310与阻尼堵头320之间。第三单向阀330能够进一步防止油液倒流造成泵组件110损坏。

本方案中，制动器还包括第二溢流阀400，第二溢流阀400的两端连接于第一单向阀210的出口与第二单向阀220的进口。当***内的油压超过安全压力时，则第二溢流阀400泄压，避免压力继续升高，确保***安全。

制动器还包括蓄能器500，蓄能器500与第一单向阀210的出口相连通。蓄能器500主要是为了节能。在***内的压力达到蓄能器500的设定压力值时，可使泵组件110停止工作，由蓄能器500提供***压力。在蓄能器500的压力减小到某一数值时，泵组件110启动工作为***提供压力，并为蓄能器500补充压力。

制动器还包括手动泵610与第四单向阀620，手动泵610的进油口连接于油箱120，手动泵610的出油口连接于第四单向阀620的进口，第四单向阀620的出口连接于第一单向阀210的出口。原有的泵组件110出现故障时，为保证此时制动***仍能够有效工作，则此时可启动手动泵610。手动泵610抽取液压油经过第四单向阀620输送至偏航制动模块200内，驱动串联液压缸组250工作，执行制动功能，提高了制动器的可靠性。

为了避免液压油中的杂质进入液压元件造成制动器失效，制动器还包括第一过滤组件700，第一过滤组件700连接于泵组件110的出口与第一单向阀210的进口之间，第一过滤组件700包括相互并联的第一过滤器710、第五单向阀720和第一压差发讯器730。当第一过滤器710被堵塞，则第一压差发讯器730发出信号，提醒工作人员清洗或更换第一过滤器710。

另外，制动器还包括第二过滤组件800，第二过滤组件800连接于第二单向阀220的出口与油箱120之间，第二过滤组件800包括相互并联的第二过滤器810、第六单向阀820和第二压差发讯器830。当第二过滤器810被堵塞，则第二压差发讯器830发出信号，提醒工作人员清洗或更换第二过滤器810。

为防止液压油长期工作造成温度过高，影响制动器的安全性、可靠性，制动器还包括风冷却器900，风冷却器900连接于油箱120与第二过滤组件800之间。风冷却器900能够有效降低制动器内的液压油温度，保证整个***在安全的温度范围内工作。

另外，动力模块100还包括液位计130，液位计130安装于油箱120上。液位计130用于测量油箱120内的液压油体积，以便于操作人员增加或减少液压油。

请结合图1予以理解，本实施例还公开了一种制动器的疲劳测试***，其包括压力传感器1000、控制器1100以及如上的制动器。压力传感器1000连接于第一单向阀210的出口，控制器1100与压力传感器1000通信连接，控制器1100控制泵组件110的运动状态。

利用疲劳测试***进行测试，首先要确定测试的高压值与低压值，即在压力传感器1000中设定一个高压控制信号与低压控制信号，当油液压力达到高压值时，压力传感器1000向控制器1100发送控制信号，驱动泵组件110停止运动；当油液压力达到低压值时，则压力传感器1000向控制器1100发送控制信号，驱动泵组件110开始工作。如此反复，检测制动器在正常工作状态下的可靠性。为了提高测试的效率，一般需要将蓄能器500关闭。

以本实施例为例，先设定好制动器的闭合压力(185bar)和松开压力(5bar)，按下控制器1100测试按钮，控制器1100中PLC自动控制串联液压缸组250进行5-185bar压力开合循环。串联液压缸组250闭合时，第一电磁阀230和第二电磁阀240同时失电，***自动启动泵组件110，制动器压力上升到185bar，到达压力传感器1000设定的高点压力值(185bar)时，压力传感器1000向控制器1100输出信号，从而控制泵组件110停止工作。此时，PLC自动控制延时1s，第一电磁阀230得电，制动器压力开始下降，下降到第一溢流阀260的设定压力(5bar)时，到达压力传感器1000设定的低点压力值(5bar)，串联液压缸组250松开，压力传感器1000向控制器1100输出信号，控制启动泵组件110，制动器压力再次升压到185bar，依次循环，实现制动器开合疲劳循环试验，PLC控制柜记录循环疲劳试验次数。

为了能够保证测试的安全性与准确性，一般需要对测试装置的管路进行冲洗，确保管路通畅。本方案中，测试前对管路进行冲洗时，第一电磁阀230处于失电状态，第一节流阀270处于打开状态，液压油经泵组件110抽送后直接经过第一单向阀210、第一电磁阀230、串联液压缸组250、第一节流阀270以及第二单向阀220，快速回流至油箱120内，从而保证测试***的管理通畅。

利用本测试***还能够测试***的自动保压能力，本实施例中，通过控制柜的操作，设定好保压时间和保压压力，泵组件110自动启动，制动器内压力升高到保压压力185bar，到达压力传感器1000设定的高点压力值(185bar)时，压力传感器1000输出信号控制泵组件110停止，液压***进入保压状态，PLC控制自动计时和记录压差值，保压时间到达设定值时，结束保压，从而实现制动器保压能力测试。

本方案中，动力模块100还包括液位液温140开关，液位液温140开关与控制器1100通信连接。液位液温140开关可对油箱120内的液位、油温进行检测。当液位低于液位液温140开关最低点时，液位液温140开关输出开关信号到控制器1100中，控制器1100报警并停止***的运行，以保护制动器液压***安全；当温度低于液位液温140开关最低点时，液位液温140开关输出开关信号到控制器1100中，控制器1100报警并停止***的运行，以保护制动器液压***安全。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种制动器，其特征在于，其包括：

动力模块，所述动力模块包括泵组件和油箱，所述泵组件用于提供压力油；

偏航制动模块，所述偏航制动模块包括第一单向阀、第二单向阀、第一电磁阀、第二电磁阀和串联液压缸组，所述第一单向阀的进口与所述泵组件相连通，所述第二单向阀的出口与所述油箱相连通，所述第一电磁阀为两位三通阀，所述第一电磁阀包括P口、T口与A口，所述第一单向阀的出口与所述P口相连通，所述A口与所述串联液压缸组的无杆腔的一个接口相连通，所述T口与所述第二单向阀的进口相连通；所述第一电磁阀失电时，所述P口与所述A口相连通，所述T口断开；所述第一电磁阀得电时，所述T口与所述A口相连通，所述P口断开；所述第二电磁阀为两位两通阀，失电时，所述第二电磁阀的两端相互断开；得电时，所述第二电磁阀的两端相连通；所述第二电磁阀的两端分别与所述串联液压缸组的无杆腔的另一个接口、所述第二单向阀的进口相连通。

2.如权利要求1所述的制动器，其特征在于，所述偏航制动模块还包括第一溢流阀，所述第一溢流阀的进口与所述T口连通，所述第一溢流阀的出口与所述第二电磁阀、所述第二单向阀的进口相连通。

3.如权利要求1所述的制动器，其特征在于，所述偏航制动模块还包括第一节流阀，所述第一节流阀的两端分别连接于所述第二电磁阀的一端与所述串联液压缸组的无杆腔的一个接口。

4.如权利要求1所述的制动器，其特征在于，所述制动器还包括第二节流阀与阻尼堵头，所述第二节流阀与所述阻尼堵头串联于所述第一单向阀与所述第一电磁阀之间的管路上，所述第二节流阀连接于所述第一单向阀的出口。

5.如权利要求4所述的制动器，其特征在于，所述制动器还包括第三单向阀，所述第三单向阀连接于所述第二节流阀与所述阻尼堵头之间。

6.如权利要求1所述的制动器，其特征在于，所述制动器还包括第二溢流阀，所述第二溢流阀的两端连接于所述第一单向阀的出口与所述第二单向阀的进口。

7.如权利要求1所述的制动器，其特征在于，所述制动器还包括蓄能器，所述蓄能器与所述第一单向阀的出口相连通。

8.如权利要求1所述的制动器，其特征在于，所述制动器还包括手动泵与第四单向阀，所述手动泵的进油口连接于所述油箱，所述手动泵的出油口连接于所述第四单向阀的进口，所述第四单向阀的出口连接于所述第一单向阀的出口。

9.如权利要求1所述的制动器，其特征在于，所述制动器还包括第一过滤组件，所述第一过滤组件连接于所述泵组件的出口与所述第一单向阀的进口之间，所述第一过滤组件包括相互并联的第一过滤器、第五单向阀和第一压差发讯器。

10.如权利要求1所述的制动器，其特征在于，所述制动器还包括第二过滤组件，所述第二过滤组件连接于所述第二单向阀的出口与所述油箱之间，所述第二过滤组件包括相互并联的第二过滤器、第六单向阀和第二压差发讯器。

11.如权利要求10所述的制动器，其特征在于，所述制动器还包括风冷却器，所述风冷却器连接于所述油箱与所述第二过滤组件之间。

12.如权利要求1所述的制动器，其特征在于，所述动力模块还包括液位计，所述液位计安装于所述油箱上。

13.一种制动器的疲劳测试***，其特征在于，所述制动器的疲劳测试***包括压力传感器、控制器以及如权利要求1-12中任一项所述的制动器，所述压力传感器连接于所述第一单向阀的出口，所述控制器与所述压力传感器通信连接，所述控制器控制所述泵组件的运动状态。

14.如权利要求13所述的制动器的疲劳测试***，其特征在于，所述动力模块还包括液位液温开关，所述液位液温开关与所述控制器通信连接。

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