1、偏航制动盘涡流柱模型,Yaw brake disc eddy current column model 指导老师：张新艳制作人：赛尔山伙加居曼,1 .风力发电机偏航制动器的结构设计形式 目前，风力发电机偏航制动器的结构主要有两种形式。第一种是整体式（图1），它的摩擦片底座是一体的，摩擦片直接放置在周 边封闭的凹槽中。 这种结构的优点是：结构紧凑，制作工艺简单，成本低。 这种结构的缺点是： 、在更换摩擦片时，需要将整个制动器全部拆下，摩擦片更换之后，再重 新安装，很不方便。尤其是1.5MW以上的风机，安装的是大规格的偏航制动器， 通常重达二百多公斤，共有个安装螺栓，每个安装螺栓的紧固扭矩高达两千
2、 多牛米。加之风机机舱内的空间又很狭小，更换难度很大（如果拆卸或紧固一个,螺栓的时间按分钟计算，那么光是拆卸和紧固十几个螺栓的时间就需要两 三个小时）。业主的维护工作量和维护成本都大为增加。 、摩擦片与制动体之间的间隙不可调。随着摩擦片的磨损，时间长了摩擦 片与制动体之间间隙就会逐渐增大。这时，活塞密封圈将会受到切向力，从而影 响密封圈的寿命，增大了漏油的可能。图 图,法国西姆公司的偏航制动器采用的是另一种分体式结构（图）。这种结构在摩擦片的两侧设置了可拆卸、可调整的楔形挡块。与整体式结构 相比，它的制作工艺复杂，成本高。但它却成功地解决了整体式结构所固有的上 述两个问题： 、更换摩擦片时，只
3、要拆卸摩擦片两侧的楔形挡块即可，无需拆装整个制动器，即方便又省时省力。大大降低了维护工作量，减少了维护成本。 、在摩擦片两侧的楔形挡块上还设置有调节螺丝，通过调节螺丝可以消除 摩擦片与制动体之间的间隙，提高了活塞密封圈的寿命。,风力发电机上制动器的寿命通常在20年，每台风机上配置的偏航制动器少则4至6台，多则8到10台。日常维护的工作量和成本、风机关键部件的寿命是不容忽视的问题。随着风电行业的日益发展和成熟，越来越多的主机制造厂和业主都意识到了这一问题的重要性。 2 偏航制动盘涡流柱模型 作用在风轮盘上垂直于风轮盘平面的推力F使偏航风轮的尾流偏向一侧，所以总有一个分量垂直于气流方向。因此，作用
4、在气流上的力与F风向相反，使气流在逆风向和侧向被加速。尾流的中心线与旋转轴有一个角度 称作尾流偏斜角。,二叶片偏航风轮偏转涡尾流,没有尾流膨胀时的偏航风轮尾流,奥-萨伐尔定律，推导出风轮盘上诱导平均速度为 ，方向在偏航角和中心转轴家教的平分线上，如图。垂直于风轮平面的平均轴向诱导速度为 与没有偏航的情况一样。在完全形成的尾流中，诱导速度是在风轮盘上的2倍。,偏航制动盘和倾斜的涡流柱面尾流,在圆盘上的平均诱导速度不在风轮的轴向上，所以在轴向方向作用在圆 盘上的力F不是单独造成整个气流动量变化率的原因；在垂直于转轴的 方向上，存在动量变化。在风轮盘上的速度分量定义的偏斜角为,近似表达为,根据右图和伯努利方程 在上游：在下游：（Ud为圆盘中的合速度）,偏航制动盘引起的平均诱导速度定义如图,两个方程相减，得到通过圆盘的压降为 因此，在圆盘上的推力系数为,两个方程相减，得到通过圆盘的压降为,因此，在圆盘上的推力系数为,风能利用系数为,比较动量推导、Glauert定理及制动盘涡流柱推导可知Cp最大值随偏航角的变化的比较如图,Thank you very much for the teacher and the students to listen to my class,
