二、机械制动机构
风力发电机上所使用的制动器全部为性能可靠、制动力矩大、体积小的钳盘式制动器，并要求具有力矩调整、间隙补偿、随位和退距均等功能。
1.钳盘式制动器的结构
钳盘式制动器又称为碟式制动器，是因为其形状而得名。它由液压控制，主要零部件有制动盘、油缸（图中末示出）、制动钳、油管（图中末示出）等。制动盘用合金钢制造并固定在轮轴上，随轮轴转动。油缸固定在制动器的底板上，固定不动。制动钳上的两个摩擦片分别装在制动盘的两侧。油缸的活塞受油管输送来的液压作用，推动摩擦片压向制动盘，发生摩擦制动，动作起来就像用钳子钳住旋转中的盘子，迫使它停下来一样，其结构如图2-4所示。
图2-4 钳盘式制动器的结构
钳盘式制动器摩擦副中的旋转元件是以端面工作的金属圆盘，称为制动盘。工作面积不大的摩擦块与其金属背板组成的制动块，每个制动器中有2～4个。这些制动块及其驱动装置，都装在横跨制动盘两侧的夹钳形支架中，总称为制动钳。这种由制动盘和制动钳组成的制动器，称为钳盘式制动器。
2.工作原理
当风力发电机不需要制动时，接通电机和电磁阀的电源，电机向系统提供压力油，压力油通过主油路进入制动钳的油缸里，压缩弹簧使活塞向后运动松开制动钳。压力继电器控制着系统的压力保持恒定。当系统的压力大于溢流阀的启动压力时，为保护系统，部分压力油溢流回油池。当风力发电机需要制动时，电机和电磁阀断电，弹簧推动活塞向前运动，压力油通过卸油回路流回油池。
3.风力发电机用钳盘式制动器
（1）高速轴制动器
风力发电机的高速轴为齿轮箱的输出轴，此处转动力矩较低速轴小几十倍，高速轴制动器的体积比较小。制动盘安装在高速轴上，制动钳安装在齿轮箱体的安装面上，用高强度螺栓固定，参见图2-5。
图2-5 高速轴上安装的制动器
（2）低速轴制动器
大型风机一般采用变桨距系统，不必在低速轴上使用制动器。定桨距风机则必须在低速轴上使用制动器。由于风力发电机的低速轴转矩非常大，所以制动盘的直径比较大，有安装在主轴上的，也有将制动盘制成与联轴器一体的。制动钳一般至少使用两个，直接安装在风机底盘的支架上，参见图2-6。
图2-6 低速轴上安装的制动器
（3）偏航制动器
偏航制动器制动盘是以塔架上的法兰盘作为制动盘。由于风力发电机的机舱和风轮总共有几十吨到上百吨，所以转动起来转动惯量很大。为保证可靠制动一台风力发电机，至少需要8个偏航制动钳，除制动功能外，还要有阻尼功能以使偏航稳定。制动钳安装在底盘的安装支架上，用高强度螺栓固定，参见图2-7。
图2-7 偏航系统上安装的制动器
由于安全的需要，风力发电机设有风轮锁定装置，如图2-8所示。锁定装置由锁紧手柄、机械销轴等组成。当需要锁定风轮时，先使风力发电机组停止运行，确定叶片处于顺桨位置；然后顺时针摇动锁紧手柄，直至机械销轴完全插于定位盘。如果需要，可以转动转子锁定圆盘，使定位圆盘上的孔与机械销轴相对。操作方法是松开高速轴制动器，用手盘动高速轴制动盘，直到机械销轴传入定位盘为止。
图2-8 风轮锁定装置
习 题
1.气动制动机构是大型风力发电机组的主要制动装置。对于定桨恒速风力发电机组，气动制动机构是 ；对于具有变桨机构的风力发电机组，气动制动机构是 。
2.机械制动机构是风力发电机组安全保护系统的辅助制动机构。机械制动有两种执行方式：一种是 ，这样可以保证在电网断电情况下的制动效果；另一种是 ，这样可以实现可控的柔性机械制动。
3.机械制动机构由安装在高速轴上的 与布置在四周的 构成。
4.机械制动机构中的制动夹钳装置中会有哪些传感器？