本实用新型涉及风力发电机制动保护技术领域，特别是涉及一种用于风力发电机的电磁刹车装置。
背景技术：
风力发电机组主要由风轮、传动系统、偏航系统、液压系统、制动系统、发电机、控制与安全系统、机场、塔架和基础等组成，其工作原理是风力推动叶轮旋转，再通过传动系统增速来达到发电机的转速后来驱动发电机发电，从而将风能有效转化成电能。由于风力的不稳定性和不可预料性，风力发电机的构成部分中必须包括能够使风力发电机在大风情况下防止飞车的制动系统，制动系统的主要功能是在风速过大、外界环境改变或者是风力发电机出现故障时对风力发电机实施停机制动。
目前，用于风力发电机的制动系统经常使用的是机械制动器，这种机械制动器具有制动时间短的优点，但是其设备要求精度较高，制造成本高，一旦出现机械故障将无法对风力发电机进行有效制动等问题。
技术实现要素：
基于此，有必要针对现有技术中机械制动器存在的设备要求精度较高，制造成本高，一旦出现机械故障将无法对风力发电机进行有效制动等问题，提供一种用于风力发电机的电磁刹车装置。
为解决上述问题，本实用新型采取如下的技术方案：
一种用于风力发电机的电磁刹车装置，包括柱式制动盘、用于为所述柱式制动盘提供制动的筒式电磁块和与所述筒式电磁块连接的控制器，所述筒式电磁块的底座与风力发电机的齿轮箱固定连接，所述柱式制动盘位于所述筒式电磁块的侧壁围成的腔体内，所述齿轮箱的输出轴穿过所述筒式电磁块的底座后与所述柱式制动盘的中心固定连接；
所述柱式制动盘沿圆周方向均布至少两个凹槽，每一个所述凹槽内设有至少一个刹车块，所述刹车块与所述凹槽侧壁之间有间隙，且每一个所述凹槽内至少固定有一对第一限位弹簧固定块；所述刹车块包括t形本体、一对第二限位弹簧固定块、弧形刹车片和一对限位弹簧，一对所述第二限位弹簧固定块分别设置在所述t形本体相对的两个侧面上，所述弧形刹车片设置在所述t形本体的顶部，且所述弧形刹车片的外径与所述筒式电磁块的侧壁的内径相同，相邻的所述第一限位弹簧固定块和所述第二限位弹簧固定块分别与所述限位弹簧的端部固定连接。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型所提出的用于风力发电机的电磁刹车装置包括柱式制动盘、筒式电磁块和控制器，其中控制器控制筒式电磁块的通断电，当风力发电机需要刹车制动时，控制器控制筒式电磁块通电，由于限位弹簧以及柱式制动盘上凹槽对刹车块的限制，即使筒式电磁块通电刹车块也不会完全脱离凹槽，筒式电磁块吸引刹车块，刹车块克服限位弹簧的拉力，其上的弧形刹车片与筒式电磁块的侧壁之间产生摩擦，最终使得筒式电磁块对柱式制动盘产生制动，进而对风力发电机的齿轮箱的输出轴制动；同时，当风速达到一定的阈值时，风力发电机的齿轮箱的输出轴转速达到相应的值，在控制器没有控制筒式电磁块通电的情况下，刹车块在离心力的作用下也会克服限位弹簧的拉力与筒式电磁块的侧壁产生摩擦，进而自动地对输出轴进行制动。本实用新型的电磁刹车装置具有结构简单、成本低、制动时间短、制动效果好的特点，在刹车装置控制器意外断电或者意外故障的情况下，仍然可以对风力发电机齿轮箱的输出轴进行一定的制动，为风力发电机提供了多重制动保护，是一种实用性和有效性都较高的风力发电机制动装置。
附图说明
图1为本实用新型其中一个实施例中用于风力发电机的电磁刹车装置的立体结构示意图；
图2为图1所示用于风力发电机的电磁刹车装置的正视图；
图3为图2沿a-a的剖面图；
图4为图3中刹车块的结构示意图；
图5为图4中t形本体的立体结构示意图；
图6为图5所示t形本体的右侧视图。
具体实施方式
下面将结合附图及较佳实施例对本实用新型的技术方案进行详细描述。
在其中一个实施例中，如图1所示，本实用新型公开一种用于风力发电机的电磁刹车装置，该电磁刹车装置具体包括柱式制动盘1、用于为柱式制动盘1提供制动的筒式电磁块2和与筒式电磁块2连接的控制器，控制器用于控制筒式电磁块2的通断电，控制器可采用单片机实现，例如51单片机或者stm32单片机等。
参见图2和图3，筒式电磁块2的底座与风力发电机的齿轮箱3固定连接，柱式制动盘1位于筒式电磁块2的侧壁围成的腔体内，齿轮箱3的输出轴4穿过筒式电磁块2的底座后与柱式制动盘1的中心固定连接，柱式制动盘1随输出轴4的转动而转动，筒式电磁块2的底座上设有供输出轴4通过的开孔，输出轴4经过开孔后与柱式制动盘1的中心固定连接，筒式电磁块2不随输出轴4的转动而转动。
柱式制动盘1沿圆周方向均布至少两个凹槽5，优选地，为进一步提高柱式制动盘1的制动效果，凹槽的数量可以为4个、6个或者8个中的任意一个。每一个凹槽5内设有至少一个刹车块6，刹车块6与凹槽5侧壁之间有间隙，以保证刹车块6在制动时能够在凹槽5内移动，刹车块6与凹槽5侧壁之间的间隙不能过小或者过大，间隙过小会增加刹车块6与凹槽5之间的摩擦，且不利于快速制动，间隙过大则容易造成刹车块6脱离凹槽5，优选地，刹车块6与凹槽5侧壁之间的间隙大小为1mm～5mm。每一个凹槽5内至少固定有一对第一限位弹簧固定块7，两个第一限位弹簧固定块7沿凹槽5的长度方向分布。
参见图4-6，刹车块6包括t形本体6-1、一对第二限位弹簧固定块6-2、弧形刹车片6-3和一对限位弹簧6-4，其中t形本体6-1包括顶部和与顶部相垂直的垂直部，顶部用于固定弧形刹车片6-3，垂直部用于嵌入在凹槽5内，以为弧形刹车片6-3在刹车制动时提供作用力，t形本体6-1的顶部和垂直部一体化成型制备而成。优选地，t形本体6-1的垂直部的长度与凹槽5的深度相同，以增加t形本体6-1上的弧形刹车片6-3与筒式电磁块2的侧壁之间的摩擦力。一对第二限位弹簧固定块6-2分别设置在t形本体6-1相对的两个侧面上，弧形刹车片6-3设置在t形本体6-1的顶部，并且弧形刹车片6-3的外径与筒式电磁块2的侧壁的内径相同，相邻的第一限位弹簧固定块7和第二限位弹簧固定块6-2分别与限位弹簧6-4的端部固定连接。在非刹车制动状态下，限位弹簧6-4通过第一限位弹簧固定块7和第二限位弹簧固定块6-2对t形本体6-1产生拉力，使得弧形刹车片6-3不能与筒式电磁块2的侧壁接触，此时刹车块6在凹槽5内随柱式制动盘1的转动而转动，并不会产生制动力；当风力发电机需要刹车制动时，控制器控制筒式电磁块2通电，筒式电磁块2的侧壁对各个刹车块6同时产生吸力，在筒式电磁块2的吸力作用下，刹车块6克服限位弹簧6-4的拉力而与筒式电磁块2的侧壁接触，产生摩擦，刹车块6随柱式制动盘1转动，且刹车块6不能绕柱式制动盘1转动，而筒式电磁块2不能转动，因此刹车块6能够对输出轴4产生制动力。由于刹车块6与凹槽5侧壁之间的间隙远远小于凹槽5的深度或者t形本体6-1的垂直部的长度，同时由于限位弹簧以及柱式制动盘上凹槽对刹车块的限制，因此即使筒式电磁块2通电刹车块6也不会完全脱离凹槽5。
此外，对于本实施例所提出的电磁刹车装置而言，当风速达到一定的较高的阈值时，风力发电机的齿轮箱的输出轴转速达到相应的值，在控制器没有控制筒式电磁块通电的情况下，刹车块6在离心力的作用下也会克服限位弹簧6-4的拉力与筒式电磁块2的侧壁产生摩擦，进而自动地对输出轴4进行制动。在刹车装置控制器意外断电或者意外故障的情况下，本实施例的电磁刹车装置仍然可以对风力发电机齿轮箱的输出轴进行一定的制动。
进一步地，筒式电磁块2的侧壁与刹车块6对应的一侧设有摩擦面，摩擦面的设置可以增加筒式电磁块2的侧壁与刹车块6中弧形刹车片6-3之间的摩擦力，并且摩擦面与筒式电磁块2的侧壁之间设有隔热层，以延长摩擦面的使用寿命。
进一步地，弧形刹车片6-3与t形本体6-1的顶部之间设有隔热层，以延长t形本体6-1的使用寿命。
本实施例所提出的用于风力发电机的电磁刹车装置具有结构简单、成本低、制动时间短、制动效果好的特点，在刹车装置控制器意外断电或者意外故障的情况下，仍然可以对风力发电机齿轮箱的输出轴进行一定的制动，为风力发电机提供了多重制动保护，是一种实用性和有效性都较高的风力发电机制动装置。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
1.一种用于风力发电机的电磁刹车装置，其特征在于，包括柱式制动盘(1)、用于为所述柱式制动盘(1)提供制动的筒式电磁块(2)和与所述筒式电磁块(2)连接的控制器，所述筒式电磁块(2)的底座与风力发电机的齿轮箱(3)固定连接，所述柱式制动盘(1)位于所述筒式电磁块(2)的侧壁围成的腔体内，所述齿轮箱(3)的输出轴(4)穿过所述筒式电磁块(2)的底座后与所述柱式制动盘(1)的中心固定连接；
所述柱式制动盘(1)沿圆周方向均布至少两个凹槽(5)，每一个所述凹槽(5)内设有至少一个刹车块(6)，所述刹车块(6)与所述凹槽(5)侧壁之间有间隙，且每一个所述凹槽(5)内至少固定有一对第一限位弹簧固定块(7)；所述刹车块(6)包括t形本体(6-1)、一对第二限位弹簧固定块(6-2)、弧形刹车片(6-3)和一对限位弹簧(6-4)，一对所述第二限位弹簧固定块(6-2)分别设置在所述t形本体(6-1)相对的两个侧面上，所述弧形刹车片(6-3)设置在所述t形本体(6-1)的顶部，且所述弧形刹车片(6-3)的外径与所述筒式电磁块(2)的侧壁的内径相同，相邻的所述第一限位弹簧固定块(7)和所述第二限位弹簧固定块(6-2)分别与所述限位弹簧(6-4)的端部固定连接。
2.根据权利要求1所述的用于风力发电机的电磁刹车装置，其特征在于，
所述凹槽(5)的数量为4个、6个或者8个。
3.根据权利要求1或2所述的用于风力发电机的电磁刹车装置，其特征在于，
所述筒式电磁块(2)的侧壁与所述刹车块(6)对应的一侧设有摩擦面，且所述摩擦面与所述筒式电磁块(2)的侧壁之间设有隔热层。
4.根据权利要求1或2所述的用于风力发电机的电磁刹车装置，其特征在于，
所述弧形刹车片(6-3)与所述t形本体(6-1)的顶部之间设有隔热层。
5.根据权利要求1或2所述的用于风力发电机的电磁刹车装置，其特征在于，
所述t形本体(6-1)的垂直部的长度与所述凹槽(5)的深度相同。
6.根据权利要求1或2所述的用于风力发电机的电磁刹车装置，其特征在于，
所述刹车块(6)与所述凹槽(5)侧壁之间的间隙大小为1mm～5mm。
技术总结