A szélturbinában lévő sebességváltó fontos mechanikai alkatrész, és fő feladata az, hogy a szél hatására a szélkerék által generált energiát továbbítsa a generátornak, és elérje a megfelelő sebességet.
Bevezetés:
Általában a szélkerék forgási sebessége nagyon alacsony, jóval kisebb, mint a generátor által az áramtermeléshez szükséges forgási sebesség. A sebességváltó sebességváltó párjának sebességnövelő hatásával kell megvalósítani, így a sebességváltót sebességnövelő doboznak is nevezzük. Az egység általános elrendezési követelményei szerint néha a szélkerék agyához közvetlenül csatlakoztatott hajtótengely (közismert nevén nagy tengely) integrálva van a sebességváltóval, vagy a nagy tengely és a sebességváltó külön vannak elrendezve, amelynek során tágítóhüvelyeket vagy tengelykapcsolókat használnak Csatlakoztatott szerkezet. Az egység fékező képességének növelése érdekében a fékberendezést gyakran a sebességváltó bemeneti vagy kimeneti végére telepítik, és kombinálják a lapátfékezéssel (rögzített ütemű szélkerék) vagy a változtatható hangmagasságú fékberendezéssel a az egység átviteli rendszere.
Megjegyzés:
Mivel az egységet szellőzőnyílásokba, például hegyekbe, vadonba, strandokba, szigetekbe stb. Szerelik fel, rendszertelen irány- és terhelésváltozásnak, valamint erős széllökéseknek van kitéve. Egész évben súlyos hő- és hideghatásnak, valamint szélsőséges hőmérséklet-különbségeknek van kitéve, a természetes környezet pedig kényelmetlen a szállításhoz. A sebességváltó a torony tetején lévő szűk helyre van felszerelve. Ha nem sikerül, nagyon nehéz megjavítani. Ezért megbízhatósága és élettartama sokkal magasabb, mint a közönséges gépeké. Például az alkatrészekre vonatkozó követelményeknek a normál körülmények közötti mechanikai tulajdonságok mellett olyan jellemzőkkel kell rendelkezniük, mint például hideg ridegségállóság alacsony hőmérsékleti körülmények között; Biztosítani kell a sebességváltó zavartalan működését a rezgés és az ütés megelőzése érdekében; megfelelő kenési körülményeket kell biztosítani, és így tovább. A tél és a nyár közötti hőmérséklet-különbségekkel rendelkező területeken megfelelő fűtő- és hűtőberendezéseket kell felszerelni. Állítson be felügyeleti pontokat is a működés és a kenési állapot távvezérléséhez.
A szélerőművek különböző formáinak eltérő követelményei vannak, ezért a hajtóművek elrendezése és szerkezete eltérő. A szélenergia-iparban a vízszintes tengelyű szélturbináknál a rögzített párhuzamos tengelyes és a bolygókerekes hajtóművek a leggyakoribbak.
A természeti viszonyok hatása:
A szélenergia-termelést a természetes körülmények befolyásolják. Néhány speciális meteorológiai körülmény megjelenése a szélturbina meghibásodását okozhatja. A kis nacellának nem lehet szilárd alapja, mint a földön. A teljes hajtáslánc teljesítmény-illesztése és torziós rezgése A tényezők mindig egy gyenge láncszemre koncentrálódnak. Sok gyakorlat bebizonyította, hogy ez a kapcsoló gyakran az egység sebességváltója. Ezért különösen fontos a sebességváltóval kapcsolatos kutatások megerősítése és annak karbantartására való odafigyelés.
A német RENK fejlett technológiájának bevezetésével a vállalat sikeresen kifejlesztett különféle tengeri és szárazföldi használatú szélerőművek sorozat termékeit, amelyek 1.5 és 5 MW között mozognak. Jelenleg 5MW szélerőmű sebességváltó prototípusai vannak csatlakoztatva a hálózathoz az áramtermelés érdekében, és elérték a tömegtermelést, a helyszíni működés pedig jó állapotban van. A szélerőművek átfogó kialakítása a felhasználói igényeknek megfelelően különböző sebesség-arányos szerkezetekkel tervezhető, és a felhasználói igényeknek megfelelően magas prototípusú, magas hőmérsékletű, alacsony hőmérsékletű és alacsony szélsebességű típusú sebességnövelőkkel is megtervezhető.
Egyetlen egység megnövekedett egység kapacitása A szélerőmű egység teljesítményének növekedése elősegíti a szélenergia kihasználtságának javítását, a szélerőműpark lábnyomának csökkentését, a szélerőmű üzemeltetési és karbantartási költségeinek csökkentését, valamint a piaci versenyképesség javítását. szélenergia.
Egyrészt az összes tengeri szélerőmű átalakul a szárazföldi szélturbinákból, és a bonyolult tengeri természeti viszonyok miatt a szélturbinák meghibásodási aránya továbbra is magas, például a dán Horn Reef szélerőműben a világ legnagyobb tengeri szélerőműve, 80 tengeri szélerőmű. gazdaságok Az egység meghibásodási aránya meghaladja a 70% -ot. Másrészt a hálózat nem lesz képes ellenállni a hatalmas tengeri szélerőművek nagy teljesítményének. Ezért a tengeri szélenergia széleskörű fejlesztésének még mindig meg kell oldania az internetet előállító egységek és támogató létesítmények problémáit.
A változó sebességű állandó frekvenciájú technológiát gyorsan elősegítik. Jelenleg a piacon állandó sebességgel működő szélturbinák általában kettős tekercselésű aszinkron generátorokat fogadnak el, és két sebességgel működnek. A nagy szélsebességű szakaszban a generátor nagyobb sebességgel működik; az alacsony szélsebességű szakaszban a generátor alacsonyabb sebességgel működik. Előnyei az egyszerű vezérlés és a magas megbízhatóság; hátránya, hogy a forgási sebesség alapvetően állandó, és a szél sebessége gyakran változik, ezért az egység gyakran alacsony szélenergia-felhasználási tényezőjű állapotban van, és a szélenergiát nem lehet teljes mértékben kihasználni.
A szélenergia-technológia fejlődésével a szélturbinák fejlesztése és a gyártók elkezdték használni a változó fordulatszámú állandó frekvenciájú technológiát, és a változó hangmagasságú technológia alkalmazásával együtt változtatható hangmagasságú és változó sebességű szélturbinák kifejlesztésére. Az állandó sebességgel működő szélturbinákhoz képest a változó sebességgel működő szélturbinák előnyei a nagy áramtermelés, a szélsebesség változásához való jó alkalmazkodóképesség, az alacsony gyártási költségek és a magas hatékonyság. Ezért a változó sebességű szélturbinák is a jövőbeni fejlesztési trendek egyike. Jelenleg német cégek gyártják a világ legtöbb változó sebességű szélturbináját.
Közvetlen meghajtású és félig közvetlen meghajtású szélturbinák A közvetlen meghajtású szélturbinák többpólusú motorokat és járókereket használnak, amelyek közvetlenül kapcsolódnak a vezetéshez, így nincs szükség nagy sebességű, alacsony szélsebességű, alacsony zajszintű és hosszú élettartamú sebességváltókra. , Az alacsony üzemeltetési és karbantartási költségek előnyei. Az elmúlt években a közvetlen meghajtású szélturbinák beépített kapacitásának aránya jelentősen megnőtt, de műszaki és költségi okokból a sebességet növelő sebességváltóval rendelkező szélturbinák a jövőben még hosszú ideig uralják a piacot. A félvezető hajtás a sebességváltó-meghajtás és a közvetlen meghajtás közötti hajtási mód. Az első fokozatú sebességváltót használja a sebesség növelésére, kompakt felépítésű, viszonylag nagy sebességű és kis nyomatékú. A hagyományos sebességváltó-hajtáshoz képest a félvezető hajtás növeli a rendszer megbízhatóságát; és a nagy átmérőjű közvetlen meghajtással összehasonlítva a félvezető hajtás hatékonyabb és kompaktabb kabinelrendezéssel csökkenti a rendszer térfogatát és súlyát.
A szélerőművek külső hajtóművei általában a karburáló oltóberendezés csiszolási folyamatát alkalmazzák. A nagyszámú nagy hatékonyságú és nagy pontosságú CNC-formázó fogaskerék-köszörűgép bevezetése miatt a szélerőművek befejező szintje jelentősen javult. A szélerőművek nagy gyűrűméretének és nagy megmunkálási pontossági követelményeinek tükröződniük kell a spirális belső hajtómű foggyártási folyamatában és hőkezelési alakváltozásának szabályozásában.
A tok, a bolygóhordozó, a bemeneti tengely és a szélerőmű sebességváltójának egyéb szerkezeti részei megmunkálási pontossága nagyon fontos hatással van a sebességváltó hálós minőségére és a csapágy élettartamára. Az összeszerelés minősége meghatározza a szélerőművek élettartamát is. A megbízhatóság szintje. Ezért a jó minőségű és nagy megbízhatóságú szélerőművek beszerzése szigorú minőség-ellenőrzést igényel a gyártási folyamat minden aspektusában, a tervezési technológia és a szükséges gyártóberendezések támogatása mellett.
A szélturbina fő sebességváltójának esetében, ha az olajat víz szennyezi, és nem sikerül időben megtalálni és kezelni, a hatás kétségkívül végzetes. Ez magában foglalja az olaj viszkozitásának csökkentését, az olajfilm elpusztítását, az olaj oxidációjának felgyorsítását, adalékanyagok kicsapásához, majd alkatrészkárosodást okozhat.
A ventilátor fő sebességváltójában lévő olaj biztonságának biztosítása érdekében a víz behatolásának megakadályozása a vízszennyezés kezelésének hatékony módja, például a nedvességálló légzőkészülékek rendszeres cseréje és felszerelése, de a rendszer vízzel szennyezve, megfelelő kezelési módszereket is kell alkalmazni.
Szereljen be egy szívócsövet a szélturbina sebességváltó bypass szűrőrendszerébe, beépített szuperabszorbens polimer, a vízabszorpciós hatásfok eléri a 95% -ot. Az olajat felmelegítik, és a víz elpárolog a szárítóban anélkül, hogy az olajat túl magas hőmérsékleten oxidálnák. A nagyvákuumú dehidratáló gép képes eltávolítani az oldott víz 80-90% -át.
A szélerőművek meghibásodásainak nagy részét a fogaskerekek okozzák. A fogaskerék működési környezete bonyolultabb, hosszú távú túlterhelés, rossz kenés, a csapágyak vagy a fogaskerekek helytelen telepítése, és maguk a fogaskerekek rossz hálózása a fogaskerék meghibásodásait és az élettartam lerövidülését okozza. .
A rezgésérzékelés jelenleg egy átfogó és hatékony érzékelési módszer a szélerőmű sebességváltójának meghibásodásainak felderítésére. Amíg a megfelelő rezgésérzékelő berendezés használata az adatok gyűjtésére és elemzésére meghatározhatja a sebességváltó működését, a hibás alkatrészek időben történő javítását és cseréjét a berendezés normális működésének biztosítása érdekében, még az alkatrészek élettartamának meghosszabbítása érdekében is megelőzze a korai hibákat.
Ha egy szélerőmű sebességváltója elhasználódik, a hálózási frekvencia oldalsávjának amplitúdója jelentősen megnő. Súlyos esetekben megjelenik a sebességváltó természetes frekvenciája, és frekvenciamoduláció lesz. Általában, ha a terhelés nagy, akkor nagyon nagy hálós frekvencia és annak harmonikus frekvenciája jelenik meg. A fogaskerék hálós frekvenciáját és annak harmonikusait a forgási frekvencia modulálja, és természetes frekvencia rezgés lép fel; ha a fogaskerék rosszul van beállítva, akkor általában a fogaskerék hálós frekvenciájának magasabb harmonikusai keletkeznek, és az első frekvencia amplitúdója alacsonyabb, és a kétszer és háromszor nagyobb.
A rezgési adatok összegyűjtését követően a sebességváltó hálós frekvenciája kiszámítható az adatok, például a szélerőmű sebességváltójának száma és sebessége alapján, és az időtartomány vagy a frekvenciaspektrum jellemzői felhasználhatók a diagnózis felállításához a sebességváltó hibája. A gyakorlati alkalmazásokban azonban, mivel a sebességváltóban több hajtómű- és csapágykészlet található, a sebesség nem statikus. A spektrumelemzésnek gyakran különböző frekvenciái vannak, amelyek némelyike nagyon közel van, ami megnehezíti az azonosítást.
Ekkor össze kell kapcsolnunk az amplitúdóelemzést a mérési pont helyzete alapján. Minden jó sebességváltóhoz, ha jó állapotban van, gyűjtsük össze a referencia frekvenciaspektrumot, és hasonlítsuk össze a referencia frekvenciaspektrummal az állapotfigyelés és a hibadiagnosztika során. probléma.
A szélenergia-termelés a szél segítségével hajtja a szélmalom lapátjainak forgását, majd a sebességnövelő segítségével növeli a forgási sebességet, hogy elősegítse a generátor áramtermelését. A jelenlegi szélmalom-technológia szerint az áramtermelés körülbelül három méter / másodperc sebességgel indulhat el.
A szélturbina orrból, forgó testből, farokból és pengékből áll. Minden rész fontos. A pengék a szél fogadására szolgálnak, és az orron keresztül villamos energiává alakulnak; a farok a pengéket mindig a bejövő szél irányába fordítja, hogy nagy szélenergiát nyerjen; a forgó test az orrot rugalmasan forgathatja, hogy megvalósítsa a farok irányának beállításának funkcióját; A gépfej forgórésze állandó mágnes, és az állórész tekercse mágneses erővonalakat vág le az áramtermelés érdekében.
A nacelle tartalmazza a szélturbina legfontosabb felszereltségét, beleértve a sebességváltókat és a generátorokat. A karbantartó személyzet a szélturbina tornyán keresztül juthat be a nacellába. A nacelle bal vége a szélturbina rotora, nevezetesen a rotorlapátok és a tengely. A rotorlapátokat a szél megfogására és a rotor tengelyébe továbbítására használják.
A szélerőművek kis sebességű tengelye összeköti a rotor tengelyét a sebességváltóval. A kis sebességű tengely a sebességváltó bal oldalán található, amely a nagy sebességű tengely sebességét a kis sebességű tengely sebességének 50-szeresére növelheti. Nagy sebességű tengely és mechanikus fékje: A nagy sebességű tengely 1500 fordulat / perc sebességgel működik, és hajtja a generátort. Vészhelyzeti mechanikus fékkel van felszerelve, amelyet akkor használnak, amikor az aerodinamikai fék meghibásodik, vagy amikor a szélturbinát javítják.
A szélenergia-termelés elektronikus vezérlője tartalmaz egy számítógépet, amely folyamatosan figyeli a szélenergia-generátor állapotát, és vezérli a rézsútos készüléket. Az esetleges meghibásodások elkerülése érdekében a vezérlő automatikusan leállíthatja a szélturbina forgását, és telefonos modemen keresztül felhívhatja a szélturbina üzemeltetőjét.
A szélenergia hidraulikus rendszerét a szélgenerátor aerodinamikai fékjének visszaállítására használják; a hűtőelem ventilátort tartalmaz a generátor hűtésére. Ezenkívül tartalmaz egy olajhűtő elemet az olaj hűtésére a sebességváltóban. Egyes szélturbinák vízhűtéses generátorokkal rendelkeznek.
