Mjenjač u vjetroagregatu važna je mehanička komponenta, a glavna mu je funkcija prijenos snage koju generira vjetrovni kotač pod djelovanjem vjetra na generator i postizanje odgovarajuće brzine.
Uvod:
Općenito, brzina vrtnje vjetrobranskog kotača je vrlo niska, daleko manja od brzine vrtnje potrebna generatoru za proizvodnju električne energije. To se mora realizirati učinkom povećanja brzine zupčastog para mjenjača, pa se zupčanik naziva i kutijom za povećanje brzine. Prema općim rasporednim zahtjevima jedinice, ponekad se pogonsko vratilo (obično poznato kao veliko vratilo) izravno povezano s glavčinom vjetrobranskog kotača integrira sa prijenosnikom ili se velika osovina i prijenosnik postavljaju odvojeno, tijekom kojih Koriste se ekspanzijske čahure ili spojnice Povezana konstrukcija. Da bi se povećao kapacitet kočenja jedinice, kočni uređaj je često instaliran na ulaznom ili izlaznom kraju mjenjača i kombinira se s kočenjem vrha lopatice (vjetrovni kotač s fiksnim korakom) ili kočnim uređajem promjenjivog koraka za zajedničko kočenje prijenosni sustav jedinice.
note:
Budući da je jedinica instalirana u otvorima poput planina, divljina, plaža, otoka itd., Podložna je nepravilnim promjenama smjera i opterećenja te utjecaju jakih udara. Izložen je jakim vrućinama, hladnoći i ekstremnim temperaturnim razlikama tijekom cijele godine, a prirodni okoliš je nezgodan za transport. Mjenjač je instaliran u uskom prostoru na vrhu tornja. Jednom kad zakaže, vrlo ga je teško popraviti. Stoga su njegova pouzdanost i vijek trajanja mnogo veći od onih kod običnih strojeva. Na primjer, zahtjevi za sastavne materijale, osim mehaničkih svojstava u normalnim uvjetima, trebali bi imati i karakteristike poput otpornosti na hladnu krhkost u uvjetima niskih temperatura; treba osigurati nesmetan rad mjenjača kako bi se spriječile vibracije i udarci; trebaju se osigurati odgovarajući uvjeti podmazivanja itd. Za područja s velikim temperaturnim razlikama između zime i ljeta trebaju biti opremljeni odgovarajući uređaji za grijanje i hlađenje. Također postavite nadzorne točke za daljinsko upravljanje radom i statusom podmazivanja.
Različiti oblici vjetroagregata imaju različite zahtjeve, a raspored i struktura prijenosnika su zato različiti. U industriji vjetroelektrana, prijenosnici s fiksnim paralelnim vratilom i planetarni prijenosnici najčešći su za vjetroturbine s vodoravnom osovinom.
Utjecaj prirodnih uvjeta:
Na proizvodnju energije vjetra utječu prirodni uvjeti. Pojava nekih posebnih meteoroloških uvjeta može uzrokovati kvar vjetroagregata. Mala gondola ne može imati čvrstu podlogu kao na tlu. Podudaranje snage i torzijske vibracije cijelog pogonskog sklopa Čimbenici su uvijek koncentrirani na slaboj kariki. Mnogo je prakse pokazalo da je ova karika često mjenjač u jedinici. Stoga je posebno važno ojačati istraživanje mjenjača i obratiti pažnju na njegovo održavanje.
Uvođenjem napredne tehnologije njemačkog RENK-a, tvrtka je uspješno razvila razne proizvode iz serije mjenjača s vjetroenergetskim pogonima snage od 1.5 MW do 5 MW. Trenutno su prototipovi mjenjača vjetroelektrana snage 5 MW povezani na mrežu za proizvodnju električne energije, postignuta je masovna proizvodnja, a rad na terenu je u dobrom stanju. Cjelokupni dizajn sheme prijenosnika snage vjetra može se dizajnirati s različitim strukturama omjera brzine prema zahtjevima korisnika, a može se dizajnirati i s visokim prototipom, visokim temperaturama, niskim temperaturama i pojačivačima brzine niske temperature vjetra prema zahtjevima korisnika.
Povećani jedinični kapacitet pojedine jedinice Povećanje jediničnog kapaciteta vjetroelektrane pogodan je za poboljšanje stupnja iskorištavanja energije vjetra, smanjenje otiska vjetroelektrane, smanjenje troškova rada i održavanja vjetroelektrane i poboljšanje tržišne konkurentnosti snage vjetra.
S jedne strane, sve se vjetroturbine na moru transformiraju iz vjetroturbina na kopnu, a složeni prirodni uvjeti u moru čine da stopa otkaza vjetroagregata ostaje visoka, kao što je najveća svjetska offshore vjetroelektrana u danskoj vjetroelektrani Horn Reef, 80 offshore vjetroelektrana farme Stopa kvara jedinice prelazi 70%. S druge strane, mreža neće moći izdržati ogromnu snagu koju pružaju velika obalna postrojenja za proizvodnju energije vjetra. Stoga, veliki razvoj pučinske energije vjetra još uvijek treba riješiti probleme s proizvodnim jedinicama i pratećim objektima za Internet.
Tehnologija s konstantnom frekvencijom promjenjive brzine se brzo promovira. Trenutno vjetroturbine koje rade konstantnom brzinom na tržištu uglavnom prihvaćaju asinkrone generatore s dvostrukom namotanom strukturom i rade s dvije brzine. U dijelu s velikom brzinom vjetra generator radi većom brzinom; u dijelu s malom brzinom vjetra generator radi manjom brzinom. Njegove su prednosti jednostavna kontrola i visoka pouzdanost; nedostatak je što je brzina rotacije u osnovi konstantna i brzina vjetra se često mijenja, pa je jedinica često u stanju s niskim faktorom iskorištavanja energije vjetra, a energija vjetra ne može se u potpunosti iskoristiti.
S napretkom tehnologije vjetroelektrana, razvoj vjetroagregata i proizvođači su počeli koristiti tehnologiju s konstantnom frekvencijom promjenjive brzine, te u kombinaciji s primjenom tehnologije promjenjivog koraka za razvoj vjetroturbina promjenjivog koraka i promjenjive brzine. U usporedbi s vjetroagregatima koji rade na konstantnim brzinama, vjetroagregati koji rade s promjenjivim brzinama imaju prednosti velike proizvodnje električne energije, dobre prilagodljivosti promjenama brzine vjetra, niskih troškova proizvodnje i visoke učinkovitosti. Stoga su vjetroturbine s promjenjivom brzinom također jedan od budućih razvojnih trendova. Njemačke tvrtke trenutno su tvrtka koja proizvodi najviše vjetroturbina s promjenjivom brzinom na svijetu.
Vjetroturbine s izravnim pogonom i poluizravnim pogonom Vjetroturbine s izravnim pogonom koriste višepolne motore i impelere izravno povezane za vožnju, eliminirajući potrebu za mjenjačima s velikom stopom otkaza, velikom učinkovitošću pri malim brzinama vjetra, malom bukom i dugim vijekom trajanja , Prednosti niskih troškova rada i održavanja. Posljednjih godina udio instalirane snage vjetroturbina s izravnim pogonom znatno se povećao, ali zbog tehničkih i troškovnih razloga, vjetroturbine s prijenosnicima koji povećavaju brzinu i dalje će dugo dominirati na tržištu. Poluizravni pogon je način pogona između pogona mjenjača i izravnog pogona. Za povećanje brzine koristi prvostupanjski mjenjač, kompaktne je strukture, relativno velike brzine i malog okretnog momenta. U usporedbi s tradicionalnim pogonom mjenjača, poluizravni pogon povećava pouzdanost sustava; i u usporedbi s izravnim pogonom velikog promjera, poluizravni pogon smanjuje volumen i težinu sustava učinkovitijim i kompaktnijim rasporedom kabine.
Vanjski zupčanici vjetroelektrana općenito usvajaju postupak mljevenja zupčanika za kaliranje. Zahvaljujući uvođenju velikog broja visoko učinkovitih i preciznih CNC strojeva za brušenje zupčanika, razina završne obrade vjetroelektrana je znatno poboljšana. Velike veličine prstenastih zupčanika i visoki zahtjevi preciznosti obrade prijenosnika snage vjetra trebali bi se odraziti na postupak izrade zuba i kontrolu deformacije spiralnog unutarnjeg zupčanika.
Preciznost obrade kućišta, nosača planeta, ulaznog vratila i ostalih strukturnih dijelova prijenosnika vjetroelektrana ima vrlo važan utjecaj na kvalitetu umrežavanja prijenosnika zupčanika i vijek trajanja ležaja. Kvaliteta sklopa također određuje životni vijek prijenosnika snage vjetra. Razina pouzdanosti. Stoga nabava visokokvalitetnih i visoko pouzdanih prijenosnika snage vjetra zahtijeva strogu kontrolu kvalitete u svim aspektima proizvodnog procesa, uz tehnologiju dizajna i potrebnu podršku proizvodne opreme.
Za glavni prijenosnik vjetroagregata, nakon što je ulje zagađeno vodom i ne može se pronaći i na vrijeme tretirati, utjecaj je nesumnjivo koban. To uključuje smanjenje viskoznosti ulja, uništavanje uljnog filma, ubrzavanje oksidacije ulja, što dovodi do taloženja aditiva, a zatim uzrokuje oštećenje dijelova.
Kako bi se osigurala sigurnost ulja u glavnom prijenosniku ventilatora, sprječavanje ulaska vode u sustav učinkovit je način rješavanja onečišćenja vode, poput redovite zamjene i ugradnje vlažnih zaštitnih respiratora, ali kada je sustav onečišćene vodom, također treba poduzeti odgovarajuće metode liječenja.
Ugradite usisnu cijev u sustav zaobilaznog filtra u mjenjaču vjetroagregata, ugrađeni super upijajući polimer, učinkovitost apsorpcije vode je čak 95%. Ulje se zagrijava, a voda isparava u sušilici ne uzrokujući oksidaciju ulja na prekomjerno visokim temperaturama. Stroj za visoku vakuumsku dehidraciju može ukloniti 80% do 90% otopljene vode.
Veliki dio kvarova na vjetroelektranama uzrokuju zupčanici. Radno okruženje zupčanika je složenije, dugotrajno preopterećenje, loše podmazivanje, nepravilna ugradnja ležajeva ili zupčanika, a loše spajanje samih zupčanika uzrokovat će kvarove zupčanika i skraćeni vijek trajanja. .
Otkrivanje vibracija trenutno je sveobuhvatna i učinkovita metoda otkrivanja za otkrivanje kvarova na mjenjaču s vjetrom. Sve dok upotreba prikladne opreme za otkrivanje vibracija za prikupljanje podataka i analizu može odrediti rad zupčanika, pravodobni popravak i zamjena neispravnih dijelova kako bi se osigurao normalan rad opreme, čak i Spriječiti rane kvarove kako bi se produžio životni vijek komponenata.
Kada se zupčanik prijenosnika vjetroelektrana istroši, amplituda bočnog pojasa frekvencije mrežnog povezivanja znatno će se povećati. U težim slučajevima pojavit će se prirodna frekvencija zupčanika i bit će frekvencijske modulacije. Općenito, kada je opterećenje veliko, pojavit će se vrlo visoka učestalost umrežavanja i njegova harmonijska frekvencija. Frekvencija umrežavanja zupčanika i njezini harmoniki modulirani su frekvencijom rotacije i javljaju se vibracije prirodne frekvencije; kada je zupčanik pogrešno poravnat, generiraju se općenito viši harmoniki učestanosti umrežavanja zupčanika, a amplituda prve frekvencije je niža, a amplituda dva puta i tri puta veća.
Nakon prikupljanja podataka o vibracijama, učestalost prijenosa zupčanika može se izračunati prema podacima kao što su broj zubaca i brzina vjetrenjača, a karakteristike u vremenskom području ili frekvencijskom spektru mogu se koristiti za dijagnozu kvar na mjenjaču. Međutim, u praktičnoj primjeni, jer u prijenosniku postoji više kompleta zupčanika i ležajeva, brzina nije statična. Analiza spektra često ima različite frekvencije, od kojih su neke vrlo bliske, što otežava identifikaciju.
U ovom trenutku moramo kombinirati amplitudsku analizu na temelju položaja mjerne točke. Za svaki prijenosnik, u ispravnom stanju, sakupljajte referentni frekvencijski spektar i uspoređujte ga s referentnim frekvencijskim spektrom u nadzoru stanja i dijagnozi kvara. problem.
Proizvodnja energije vjetra koristi vjetar da pokreće rotaciju lopatica vjetrenjača, a zatim povećava brzinu rotacije pomoću uređaja za povećanje brzine kako bi generator promovirao da proizvodi električnu energiju. Prema trenutnoj tehnologiji vjetrenjača, proizvodnja električne energije može započeti pri vjetru od oko tri metra u sekundi.
Vjetroagregat se sastoji od nosa, rotirajućeg tijela, repa i lopatica. Svaki dio je važan. Lopatice se koriste za primanje vjetra i pretvaranje u električnu energiju kroz nos; rep drži lopatice uvijek okrenute smjeru dolaznog vjetra kako bi se dobila velika energija vjetra; rotirajuće tijelo može učiniti da se nos fleksibilno okreće kako bi se ostvarila funkcija podešavanja smjera repa; Rotor glave stroja trajni je magnet, a statorski namot presijeca magnetske vodove sile da bi stvorio električnu energiju.
Gondola sadrži ključnu opremu vjetroagregata, uključujući prijenosnike i generatore. Osoblje za održavanje može ući u gondolu kroz toranj vjetroagregata. Lijevi kraj gondole je rotor vjetroagregata, naime lopatice rotora i osovina. Lopatice rotora koriste se za hvatanje vjetra i njegovo prenošenje na os rotora.
Osovina male brzine proizvodnje energije vjetra povezuje osovinu rotora s prijenosnikom. Osovina s malim brojem okretaja nalazi se na lijevoj strani prijenosnika, što može povećati brzinu vratila za velike brzine na 50 puta veću od brzine vratila s malim brojem okretaja. Brzo vratilo i njegova mehanička kočnica: Brzo vratilo radi s 1500 okretaja u minuti i pokreće generator. Opremljen je mehaničkom kočnicom u slučaju nužde, koja se koristi kada aerodinamična kočnica zakaže ili kada se vjetroturbina popravlja.
Elektronički kontroler proizvodnje energije vjetra uključuje računalo koje neprestano prati status generatora energije vjetra i kontrolira uređaj za okretanje. Kako bi spriječio bilo kakav kvar, regulator može automatski zaustaviti rotaciju vjetroagregata i putem telefonskog modema nazvati operatora vjetroagregata.
Hidraulički sustav snage vjetra koristi se za resetiranje aerodinamičke kočnice generatora vjetra; rashladni element sadrži ventilator za hlađenje generatora. Uz to sadrži element za hlađenje ulja za hlađenje ulja u mjenjaču. Neke vjetroturbine imaju generatore hlađene vodom.
