Das Getriebe einer Windkraftanlage ist eine wichtige mechanische Komponente. Seine Hauptfunktion besteht darin, die vom Windrad unter Windeinwirkung erzeugte Leistung auf den Generator zu übertragen und die entsprechende Drehzahl zu erreichen.
Einführung:
Im Allgemeinen ist die Drehzahl des Windrads sehr niedrig und weit geringer als die Drehzahl, die der Generator zur Stromerzeugung benötigt. Dies muss durch den drehzahlerhöhenden Effekt des Getriebepaares des Getriebes realisiert werden, daher wird das Getriebe auch als drehzahlerhöhendes Getriebe bezeichnet. Entsprechend den allgemeinen Layoutanforderungen der Einheit wird manchmal die Antriebswelle (allgemein als große Welle bekannt), die direkt mit der Windradnabe verbunden ist, in das Getriebe integriert, oder die große Welle und das Getriebe sind getrennt angeordnet, währenddessen Expansionshülsen oder Kupplungen werden verwendet. Verbundene Struktur. Um die Bremsleistung des Geräts zu erhöhen, wird häufig eine Bremsvorrichtung am Eingangs- oder Ausgangsende des Getriebes installiert und mit einer Blattspitzenbremsung (Windrad mit fester Steigung) oder einer Bremsvorrichtung mit variabler Steigung kombiniert, um die Einheit gemeinsam zu bremsen Übertragungssystem der Einheit.
Hinweise:
Da das Gerät in Lüftungsschlitzen wie Bergen, Wildnis, Stränden, Inseln usw. installiert wird, unterliegt es unregelmäßigen Richtungs- und Belastungsänderungen sowie starken Böen. Es ist das ganze Jahr über starker Hitze und Kälte sowie extremen Temperaturunterschieden ausgesetzt, und die natürliche Umgebung ist für den Transport ungünstig. Das Getriebe ist in dem engen Raum oben auf dem Turm installiert. Sobald es ausfällt, ist es sehr schwierig, es zu reparieren. Daher sind seine Zuverlässigkeit und Lebensdauer viel höher als bei normalen Maschinen. Beispielsweise sollten die Anforderungen an Komponentenmaterialien zusätzlich zu den mechanischen Eigenschaften unter normalen Bedingungen auch Eigenschaften aufweisen, wie z. B. Beständigkeit gegen kalte Sprödigkeit unter Bedingungen niedriger Temperatur; Der reibungslose Betrieb des Getriebes sollte gewährleistet sein, um Vibrationen und Stöße zu vermeiden. Es sollten angemessene Schmierbedingungen gewährleistet sein und so weiter. Für Gebiete mit großen Temperaturunterschieden zwischen Winter und Sommer sollten geeignete Heiz- und Kühlgeräte ausgestattet werden. Richten Sie außerdem Überwachungspunkte ein, um den Betrieb und den Schmierstatus fernzusteuern.
Unterschiedliche Formen von Windkraftanlagen haben unterschiedliche Anforderungen, und die Anordnung und Struktur von Getrieben ist daher unterschiedlich. In der Windkraftindustrie sind feste Parallelwellengetriebe und Planetengetriebe am häufigsten für Windkraftanlagen mit horizontaler Achse.
Einfluss natürlicher Bedingungen:
Die Windenergieerzeugung wird durch natürliche Bedingungen beeinflusst. Das Auftreten bestimmter meteorologischer Bedingungen kann zu Fehlfunktionen der Windkraftanlage führen. Die kleine Gondel kann keine feste Basis wie am Boden haben. Die Leistungsanpassung und Torsionsschwingung des gesamten Antriebsstrangs Die Faktoren konzentrieren sich immer auf ein schwaches Glied. Viel Übung hat bewiesen, dass diese Verbindung häufig das Getriebe in der Einheit ist. Daher ist es besonders wichtig, die Forschung am Getriebe zu verstärken und auf dessen Wartung zu achten.
Durch die Einführung fortschrittlicher Technologie von German RENK hat das Unternehmen erfolgreich verschiedene Produkte der Windkraftgetriebeserie für Schifffahrt und Landnutzung entwickelt, die von 1.5 MW bis 5 MW reichen. Gegenwärtig wurden Prototypen von 5-MW-Windkraftgetrieben zur Stromerzeugung ans Netz angeschlossen, die Massenproduktion wurde erreicht und der Betrieb vor Ort ist in gutem Zustand. Das Gesamtschema-Design von Windkraftgetrieben kann je nach Benutzeranforderungen mit unterschiedlichen Geschwindigkeitsverhältnisstrukturen konstruiert werden und kann je nach Benutzeranforderungen auch mit Geschwindigkeitssteigern mit hohem Prototyp, hoher Temperatur, niedriger Temperatur und niedriger Windgeschwindigkeit entworfen werden.
Erhöhte Kapazität der einzelnen Einheiten Die Erhöhung der Kapazität der Windkraftanlagen trägt dazu bei, die Auslastung der Windenergie zu verbessern, den Platzbedarf des Windparks zu verringern, die Betriebs- und Wartungskosten des Windparks zu senken und die Wettbewerbsfähigkeit des Marktes zu verbessern der Windkraft.
Einerseits werden alle Offshore-Windkraftanlagen von Onshore-Windkraftanlagen umgewandelt, und die komplexen natürlichen Offshore-Bedingungen lassen die Ausfallrate von Windkraftanlagen hoch bleiben, wie beispielsweise der weltweit größte Offshore-Windpark im dänischen Horn Reef Windpark, 80 Offshore-Windkraftanlagen Betriebe Die Ausfallrate der Einheit übersteigt 70%. Auf der anderen Seite wird das Netz der enormen Leistung von Offshore-Windkraftanlagen in großem Maßstab nicht standhalten können. Daher muss die groß angelegte Entwicklung der Offshore-Windenergie noch die Probleme der Erzeugung von Einheiten und der Unterstützung von Einrichtungen für das Internet lösen.
Die Technologie mit konstanter Frequenz und variabler Geschwindigkeit wird schnell gefördert. Gegenwärtig verwenden Windkraftanlagen, die auf dem Markt mit konstanter Drehzahl betrieben werden, im Allgemeinen asynchrone Generatoren mit einer Doppelwicklungsstruktur und arbeiten mit zwei Drehzahlen. Im Abschnitt mit hoher Windgeschwindigkeit läuft der Generator mit einer höheren Geschwindigkeit; Im Abschnitt mit niedriger Windgeschwindigkeit läuft der Generator mit einer niedrigeren Geschwindigkeit. Seine Vorteile sind einfache Steuerung und hohe Zuverlässigkeit; Der Nachteil ist, dass die Rotationsgeschwindigkeit im Wesentlichen konstant ist und sich die Windgeschwindigkeit häufig ändert, sodass sich das Gerät häufig in einem Zustand mit einem niedrigen Windenergienutzungsfaktor befindet und die Windenergie nicht vollständig genutzt werden kann.
Mit der Weiterentwicklung der Windkrafttechnologie begannen die Entwicklung und die Hersteller von Windkraftanlagen, die Konstantfrequenztechnologie mit variabler Geschwindigkeit zu verwenden, und kombinierten sie mit der Anwendung der Technologie mit variabler Steigung, um Windkraftanlagen mit variabler Steigung und variabler Geschwindigkeit zu entwickeln. Im Vergleich zu Windkraftanlagen mit konstanter Drehzahl haben Windkraftanlagen mit variabler Drehzahl die Vorteile einer großen Stromerzeugung, einer guten Anpassungsfähigkeit an Änderungen der Windgeschwindigkeit, niedriger Produktionskosten und eines hohen Wirkungsgrads. Daher sind Windkraftanlagen mit variabler Drehzahl auch einer der zukünftigen Entwicklungstrends. Deutsche Unternehmen sind derzeit das Unternehmen, das die Windkraftanlagen mit variabler Drehzahl der Welt produziert.
Windkraftanlagen mit Direkt- und Halbdirektantrieb Windkraftanlagen mit Direktantrieb verwenden mehrpolige Motoren und Laufräder, die direkt zum Antrieb angeschlossen sind, sodass keine Getriebe mit hohen Ausfallraten, hohem Wirkungsgrad bei niedrigen Windgeschwindigkeiten, geringem Geräuschpegel und langer Lebensdauer erforderlich sind Die Vorteile niedriger Betriebs- und Wartungskosten. In den letzten Jahren hat der Anteil der installierten Leistung von Windkraftanlagen mit Direktantrieb erheblich zugenommen, aber aus technischen und Kostengründen werden Windkraftanlagen mit drehzahlerhöhenden Getrieben den Markt auch in Zukunft noch lange dominieren. Semi-Direktantrieb ist ein Antriebsmodus zwischen Getriebeantrieb und Direktantrieb. Es verwendet ein Getriebe der ersten Stufe, um die Geschwindigkeit zu erhöhen, hat eine kompakte Struktur und eine relativ hohe Geschwindigkeit und ein kleines Drehmoment. Im Vergleich zum herkömmlichen Getriebeantrieb erhöht der semi-direkte Antrieb die Zuverlässigkeit des Systems. Im Vergleich zum Direktantrieb mit großem Durchmesser reduziert der Semi-Direktantrieb das Volumen und Gewicht des Systems durch eine effizientere und kompaktere Kabinenanordnung.
Die Außenzahnräder von Windkraftgetrieben verwenden im Allgemeinen das Schleifverfahren für das Aufkohlungslöschgetriebe. Durch die Einführung einer großen Anzahl hocheffizienter und hochpräziser CNC-Formschleifmaschinen wurde das Endbearbeitungsniveau von Windkraftgetrieben erheblich verbessert. Die großen Hohlradgrößen und die hohen Anforderungen an die Bearbeitungsgenauigkeit von Windkraftgetrieben sollten sich im Zahnherstellungsprozess und in der Wärmebehandlungsverformungskontrolle des Schrägverzahnungsrads widerspiegeln.
Die Bearbeitungsgenauigkeit des Gehäuses, des Planetenträgers, der Eingangswelle und anderer Bauteile des Windkraftgetriebes hat einen sehr wichtigen Einfluss auf die Eingriffsqualität des Getriebes und die Lebensdauer des Lagers. Die Qualität der Baugruppe bestimmt auch die Lebensdauer des Windkraftgetriebes. Das Maß an Zuverlässigkeit. Daher erfordert der Erwerb hochwertiger und zuverlässiger Windkraftgetriebe neben der Designtechnologie und der erforderlichen Unterstützung der Fertigungsausrüstung eine strenge Qualitätskontrolle in allen Aspekten des Herstellungsprozesses.
Für das Hauptgetriebe einer Windkraftanlage ist der Aufprall zweifellos tödlich, sobald das Öl durch Wasser verschmutzt ist und nicht rechtzeitig gefunden und behandelt werden kann. Dies beinhaltet die Verringerung der Viskosität des Öls, die Zerstörung des Ölfilms, die Beschleunigung der Oxidation des Öls, die zur Ausfällung von Additiven führt und dann die Beschädigung von Teilen verursacht.
Um die Sicherheit des Öls im Hauptgetriebe des Lüfters zu gewährleisten, ist das Verhindern des Eindringens von Wasser in das System ein wirksames Mittel, um mit Wasserverschmutzung umzugehen, z. B. durch regelmäßigen Austausch und Einbau feuchtigkeitsbeständiger Atemschutzgeräte, jedoch wenn das System in Betrieb ist Durch Wasser verschmutzt sollten auch entsprechende Behandlungsmethoden angewendet werden.
Installieren Sie ein Saugrohr im Bypass-Filtersystem des Windturbinengetriebes, ein eingebautes superabsorbierendes Polymer. Die Wasserabsorptionseffizienz beträgt bis zu 95%. Das Öl wird erhitzt und das Wasser verdampft im Trockner, ohne dass das Öl bei zu hohen Temperaturen oxidiert wird. Die Hochvakuum-Dehydratisierungsmaschine kann 80% bis 90% des gelösten Wassers entfernen.
Ein großer Teil der Ausfälle von Windkraftgetrieben wird durch Zahnräder verursacht. Die Betriebsumgebung des Getriebes ist komplizierter, eine langfristige Überlastung, eine schlechte Schmierung, ein falscher Einbau von Lagern oder Zahnrädern und ein schlechter Eingriff der Zahnräder selbst führen zu Zahnradausfällen und einer verkürzten Lebensdauer. .
Die Vibrationserkennung ist derzeit eine umfassende und effektive Erkennungsmethode zur Erkennung von Ausfällen von Windkraftgetrieben. Solange die Verwendung geeigneter Schwingungserkennungsgeräte zum Sammeln und Analysieren von Daten den Betrieb des Getriebes bestimmen kann, können fehlerhafte Teile rechtzeitig repariert und ausgetauscht werden, um den normalen Betrieb des Geräts sicherzustellen, und auch frühzeitige Ausfälle verhindern, um die Lebensdauer der Komponenten zu verlängern.
Wenn sich das Zahnrad eines Windkraftgetriebes abnutzt, nimmt die Amplitude des Seitenbandes der Eingriffsfrequenz erheblich zu. In schweren Fällen erscheint die Eigenfrequenz des Zahnrads und es kommt zu einer Frequenzmodulation. Wenn die Last hoch ist, erscheinen im Allgemeinen eine sehr hohe Eingriffsfrequenz und ihre harmonische Frequenz. Die Zahnrad-Eingriffsfrequenz und ihre Harmonischen werden durch die Drehfrequenz moduliert, und es treten Eigenfrequenzschwingungen auf. Wenn das Zahnrad falsch ausgerichtet ist, werden im Allgemeinen höhere Harmonische der Zahnrad-Eingriffsfrequenz erzeugt, und die Amplitude der ersten Frequenz ist niedriger und die Amplitude des Zwei- und Dreifachen ist höher.
Nachdem die Schwingungsdaten gesammelt wurden, kann die Eingriffsfrequenz des Zahnrads gemäß den Daten wie der Anzahl der Zähne und der Geschwindigkeit des Windkraftgetriebes berechnet werden, und die Eigenschaften im Zeitbereich oder im Frequenzspektrum können zur Diagnose verwendet werden der Fehler des Getriebes. In praktischen Anwendungen ist die Drehzahl jedoch nicht statisch, da das Getriebe mehrere Sätze von Zahnrädern und Lagern enthält. Die Spektrumanalyse weist häufig verschiedene Frequenzen auf, von denen einige sehr nahe beieinander liegen, was die Identifizierung erschwert.
Zu diesem Zeitpunkt müssen wir die Amplitudenanalyse basierend auf der Position des Messpunkts kombinieren. Sammeln Sie für jedes Getriebe, wenn es sich in einem guten Betriebszustand befindet, das Referenzfrequenzspektrum und vergleichen Sie es mit dem Referenzfrequenzspektrum bei der Zustandsüberwachung und Fehlerdiagnose. Problem.
Die Windenergieerzeugung nutzt Wind, um die Rotation der Windmühlenblätter anzutreiben, und erhöht dann die Rotationsgeschwindigkeit durch einen Geschwindigkeitssteigerer, um den Generator zur Stromerzeugung zu bewegen. Nach der aktuellen Windmühlentechnologie kann die Stromerzeugung mit einer Windgeschwindigkeit von etwa drei Metern pro Sekunde beginnen.
Die Windkraftanlage besteht aus einer Nase, einem rotierenden Körper, einem Heck und Schaufeln. Jeder Teil ist wichtig. Die Blätter werden verwendet, um Wind aufzunehmen und durch die Nase in Elektrizität umzuwandeln. Das Heck hält die Blätter immer in Richtung des einströmenden Windes, um große Windenergie zu erhalten. Der rotierende Körper kann die Nase flexibel drehen lassen, um die Funktion des Einstellens der Richtung des Schwanzes zu realisieren. Der Rotor des Maschinenkopfes ist ein Permanentmagnet, und die Statorwicklung schneidet die magnetischen Kraftlinien, um Elektrizität zu erzeugen.
Die Gondel enthält die Hauptausrüstung der Windkraftanlage, einschließlich Getriebe und Generatoren. Das Wartungspersonal kann die Gondel durch den Windturbinenturm betreten. Das linke Ende der Gondel ist der Rotor der Windkraftanlage, nämlich die Rotorblätter und die Welle. Die Rotorblätter dienen dazu, den Wind aufzufangen und auf die Rotorachse zu übertragen.
Die langsame Welle der Windenergieerzeugung verbindet die Rotorwelle mit dem Getriebe. Die Niedriggeschwindigkeitswelle befindet sich auf der linken Seite des Getriebes, wodurch die Drehzahl der Hochgeschwindigkeitswelle auf das 50-fache der Niedrigdrehzahlwelle erhöht werden kann. Hochgeschwindigkeitswelle und ihre mechanische Bremse: Die Hochgeschwindigkeitswelle läuft mit 1500 Umdrehungen pro Minute und treibt den Generator an. Es ist mit einer mechanischen Notbremse ausgestattet, die verwendet wird, wenn die aerodynamische Bremse ausfällt oder wenn die Windkraftanlage repariert wird.
Die elektronische Steuerung der Windenergieerzeugung umfasst einen Computer, der den Status des Windkraftgenerators ständig überwacht und das Giergerät steuert. Um Fehlfunktionen zu vermeiden, kann die Steuerung die Drehung der Windkraftanlage automatisch stoppen und den Windkraftanlagenbetreiber über das Telefonmodem anrufen.
Das Hydrauliksystem der Windkraft wird verwendet, um die aerodynamische Bremse des Windgenerators zurückzusetzen; Das Kühlelement enthält einen Lüfter zur Kühlung des Generators. Zusätzlich enthält es ein Ölkühlelement zur Kühlung des Öls im Getriebe. Einige Windkraftanlagen haben wassergekühlte Generatoren.
