风力发电偏航制动器

风力发电偏航控制系统的研究

0 引言

风能是一种清洁能源，在人类实现可持续发展中有着重要作用，由于它的作用大，故此吸引的许多人的开发，风力发电更是受到广大的青睐。其可靠优秀可靠优秀也被更多人认识。

本文主要是对风力偏航控制系统的组成和原理做一个简单的了解，偏航系统主要是由偏航控制机构和偏航驱动机构两大部分组成，控制机构包括风向传感器，偏航控制器，解缆传感器组成，而驱动机构是由偏航轴承，偏航驱动装置，偏航制动器组成。本课题也是在了解了风力发电的一些基本原理的前提下面，进一步对偏航做一个更好的认识，了解简单的控制流程。同样就风力在全世界的快速发展，因此带动了一大批产业的崛起，它对世界经济的上升带来了不可忽视的重大作用。

1 风力发电概况

1.1国外风力发电的发电

根据全国风能理事会发布的全球风电市场装机数据，2011年，全球新增风电装机达到237669MW。这一数据表明全球累计装机实现了21%的年增长，新装数据达到6%。到目前，全球75个过国家有商业运营的风电装机，其中22个国家的装机容量超过1000MW。1996~2011年全球风电发展情况如图1-1和图1-2。

1

图1-1 1996~2011年全球风电每年新增装机容量

图1-2

主要用于起重、运输、冶金、矿山、港口、建筑等机械驱动装置的机械制动,具有制动平稳、安全可靠、维修利便、耗电低、寿命长、无噪音、频率高等长处。

制动器闸瓦，制动器瓦片，制动器瓦块，制动器刹车瓦，制动器摩擦片

块式制动器 制动瓦块

1993-09-21 发布1994-07-01 实施

中华人民共和国机械工业部

发 布

主要用于起重、运输、冶金、矿山、港口、建筑等机械驱动装置的机械制动,具有制动平稳、安全可靠、维修利便、耗电低、寿命长、无噪音、频率高等长处。

中华人民共和国机械行业标准

块式制动器 制动瓦块

JB/T 7021.2－1993

1范围

本标准规定了块式制动器配用的制动瓦块（含总成）的型式、尺寸、技术要求和检验。本标准适用于各种块式制动器用的制动瓦块。

2

引用标准GB 9439JB/T 7021.1JB/T 7021.3

灰铸铁件

块式制动器

连接尺寸块式制动器 制动衬垫

3 型式与尺寸3. 1 型式

3. 1. 1 制动瓦块按其与制动衬垫的连接方式分为：

a. 粘接式制动瓦块，其型式代号为A；b. 铆接式制动瓦块，其型式代号为B；c. 组装式制动瓦块，其型式代号为C。3. 1. 2 制动瓦块按其材料分为：

a. 铸铝制动瓦块，其代号用1表示；b.

制动过程车轮所受的制动力

1）地面制动力

T?是车轮制动器中摩擦片与制动鼓或盘相对滑动时的摩擦力矩，单位为

N?m；Fxb是地面制动力，单位为N；W为车轮垂直载荷、Fp为车轴对车轮的

推力、Fz为地面对车轮的法向反作用力，它们的单位均为N。

Fxb?Ture。 re为车轮的有效半径（m）

地面制动力是使汽车制动而减速行驶的外力，地面制动力取决于两个摩擦副的摩擦力：一个是制动器内制动摩擦片与制动鼓或制动盘间的摩擦力，一个是轮胎与地面间的摩擦力—附着力。

（2）制动器制动力

在轮胎周缘为了克服制动器摩擦力矩所需的力称为制动器制动力，以符号

F?表示，显然

F?Ture

T?是车轮制动器摩擦副的摩擦力矩。制动器制动力F?是由制动器结构参数

所决定的。它与制动器的型式、结构尺寸、摩擦副的而摩擦系数和车轮半径以及踏板力有关。

但是地面制动力是地面摩擦阻力的约束反力，其值不能大于地面附着力F?或最大地面制动力Fxbmax，即:

??????≤????=?????? ????????????=????=?????? 当制动踏板力上升到一定值时，地面制动力Fxb达到最大地面制动力Fxb=F?,随着制动踏板力以及制动管路压力的继续升高，制动器制动力F?继续增加，直至踏板

4.6鼓式制动器

4.6.1鼓式制动器的结构参数

（1）制动鼓内径

输入力P一定时，制动鼓内径越大，则制动力矩越大，且散热能力也越强，但D的增大受轮辋内径限制，制动鼓与轮辋之间应保持足够的间隙，通常要求该间隙不小于20mm，否则不仅制动鼓散热条件太差，而且轮辋受热后可能粘住内胎或烤坏气门嘴。制动鼓应有足够的壁厚，用来保证有较大的刚度和热容量，以减少制动时的温度。制动鼓的直径小，刚度就大，并有利于保证制动鼓的加工精度。

制动鼓直径与轮辋直径之比D/Dr的范围如下： 乘用车 D/Dr=0.64-0.74 商用车 D/Dr=0.70-0.83

轿车制动鼓内径一般比轮辋外径小125mm-150mm，载货汽车和客车的制动鼓内径一般比轮辋外径小80mm-100mm，设计时可按轮辋直径初步确定制动鼓内径。

表4-1制动鼓最大内径

轮辋直径/in 制动鼓最大内径/mm 轿车 货车， 客车 12 180 220 13 200 240 14 240 260 15 260 300 16 -- 320 20 -- 420 轮辋直径为Dr16in=16×25.4mm=406.4mm 而该车的最大内径为D320mm

D/Dr=320/406.4=0.78在0

摘 要

能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题。风力发电作为一种可持续发展的新能源，不仅可以节约常规能源，而且减少环境污染，具有较好的经济效益和社会效益，越来越受到各国的重视。

由于风能具有能量密度低、随机性和不稳定性等特点，风力发电机组是复杂多变量非线性不确定系统，因此，控制技术是机组安全高效运行的关键。偏航控制系统成为水平轴风力发电机组控制系统的重要组成部分。风力发电机组的偏航控制系统，主要分为两大类：被动迎风偏航系统和主动迎风系统。前者多用于小型的独立风力发电系统，由尾舵控制，风向改变时，被动对风。后者则多用大型并网型风力发电系统，由位于下风向的风向标发出的信号进行主动对风控制。本文设计是大型风力发电机组根据风速仪、风向标等传感器数据，对风、制动、开闸并确定起动，达到同步转速一段时间后，进行并网操作，开始发电。

本文介绍了风力机的偏航控制机构、驱动机构的基础上，采用PLC作为主控单元，设计了风电机组的偏航控制系统。系统根据风向、风速传感器采集的数据，采取逻辑控制主动对风，实现了对风过程可控。论文给出了基于风向标、风速仪的偏航控制系统的软硬件设计结果。

关键词：风力发电机；风向标；偏航控制系统；驱动机构

I

湖南电气职业技

学年设计

汽车设计及制造

论文题目 客车后轮制动器设计

学生姓名 王松 专 业 车辆工程 班 级 车辆工程10-2班 指导教师 贾冬开

哈尔滨理工大学学年设计 摘要

汽车的制动系，是汽车行驶安全的保障。许多制动法规对制动系的设计提出了详细而具体的要求，这是我们设计的出发点。

从制动系的功用及设计要求出发，依据给定的设计参数，进行了方案论证。在对各种形式的制动器优缺点进行了比较后，选择了气压凸轮驱动鼓式制动器。尽管制动效能不算太高，但有着有较高的制动效能稳定性。随后，对鼓式制动器具体结构的设计过程进行了详尽的阐述。在设计中，选择了简气压凸轮驱动机构和双管路系统，选用了间隙手动调节装置。

在设计计算部分，通过初选同步附着系数，得到制动力分配系数。然后选择制动器结构参数，计算制动效能因素。用电算程序计算在不同制动气压下的制动距离。最后验算了设计参数选择的合理性。

1

哈尔滨理工大学学年设计 目录

摘要……………………………………......................

学年设计

汽车设计及制造

论文题目 客车后轮制动器设计

学生姓名 王松 专 业 车辆工程 班 级 车辆工程10-2班 指导教师 贾冬开

哈尔滨理工大学学年设计 摘要

汽车的制动系，是汽车行驶安全的保障。许多制动法规对制动系的设计提出了详细而具体的要求，这是我们设计的出发点。

从制动系的功用及设计要求出发，依据给定的设计参数，进行了方案论证。在对各种形式的制动器优缺点进行了比较后，选择了气压凸轮驱动鼓式制动器。尽管制动效能不算太高，但有着有较高的制动效能稳定性。随后，对鼓式制动器具体结构的设计过程进行了详尽的阐述。在设计中，选择了简气压凸轮驱动机构和双管路系统，选用了间隙手动调节装置。

在设计计算部分，通过初选同步附着系数，得到制动力分配系数。然后选择制动器结构参数，计算制动效能因素。用电算程序计算在不同制动气压下的制动距离。最后验算了设计参数选择的合理性。

1

哈尔滨理工大学学年设计 目录

摘要……………………………………......................

学年设计

汽车设计及制造

论文题目 客车后轮制动器设计

学生姓名 王松 专 业 车辆工程 班 级 车辆工程10-2班 指导教师 贾冬开

哈尔滨理工大学学年设计 摘要

汽车的制动系，是汽车行驶安全的保障。许多制动法规对制动系的设计提出了详细而具体的要求，这是我们设计的出发点。

从制动系的功用及设计要求出发，依据给定的设计参数，进行了方案论证。在对各种形式的制动器优缺点进行了比较后，选择了气压凸轮驱动鼓式制动器。尽管制动效能不算太高，但有着有较高的制动效能稳定性。随后，对鼓式制动器具体结构的设计过程进行了详尽的阐述。在设计中，选择了简气压凸轮驱动机构和双管路系统，选用了间隙手动调节装置。

在设计计算部分，通过初选同步附着系数，得到制动力分配系数。然后选择制动器结构参数，计算制动效能因素。用电算程序计算在不同制动气压下的制动距离。最后验算了设计参数选择的合理性。

1

哈尔滨理工大学学年设计 目录

摘要……………………………………......................

主 要 符 号 表

z 齿轮齿数

? 齿轮压力角

? 中点螺旋角或名义螺旋角

?1、?2 ?01、?02?R1、?R2? ?T ?LB ?j ?W ? ?s 分别为双曲面齿轮主、从动齿轮的节

锥角

分别为主、从动齿轮的面锥角 分别为主、从动齿轮的根锥角

轮胎与路面的附着系数

汽车传动系效率

轮边减速器的传递效率 接触应力

弯曲应力

扭转应力

剪切应力

I

目 录

中文摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ⅰ 英文摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ⅱ 主要符号表．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ⅲ 1 绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１

1.1综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

由此可见，采用这种主缸的双回路液压制动系，当制动系统中任一回路失效时，串联双腔制动主缸的另一腔仍能工作，只是所需踏板行程加大，导致汽车制动距离增长，制动力减小。大大提高了工作的可靠性。

制动系统设计计算

制动系统主要参数数值

相关主要技术参数

整车质量： 空载：1550kg 满载：2000kg

质心位置： a=1.35m b=1.25m 质心高度： 空载：hg=0.95m 满载：hg=0.85m 轴 距： L=2.6m 轮 距: L=1.8m 最高车速： 160km/h 车轮工作半径：370mm 轮 胎： 195/60R14 85H 同步附着系数：

=0.6

同步附着系数的分析 (1)当＜(2)当＞定性；

(3)当＝力。

分析表明，汽车在同步附着系数为的路面上制动(前、后车轮同时抱死)时，其制动减速度为

，即

，为制动强度。而在其他附着系数

这表明只有在＝

的路面上制动

时：制动时汽车前、后轮同时抱死，是一种稳定工况，但也丧失了转向能时：制动时总是前轮先抱死，这是一种稳定工况，但丧失了转向能力； 时：制动时总是后轮先抱死，这时容易发生后轴侧滑而使汽车失去方向稳

时，达到前轮或后轮即将抱死的制动