Desenvolupament de la tecnologia de transmissió d'engranatges per a grans aerogeneradors
El gran aerogenerador està format principalment per una roda de vent, un sistema de transmissió mecànica, un dispositiu de generació d'energia i un sistema de control. El sistema de transmissió mecànica és un dispositiu intermedi que transmet mecànicament l'energia eòlica absorbida per la roda del vent, inclòs el sistema d'eix de transmissió i l'eix d'acoblament. Per facilitar la captura de l'energia eòlica i adaptar-se al control del rendiment de la unitat, la unitat també ha d'estar equipada amb accionament de tracció, accionament de talls i dispositius auxiliars com amortiment i frenada. La figura 1 mostra un típic aerogenerador gran. El costat esquerre de l'aerogenerador transmet la potència a través de la caixa de canvis cap al generador dret a través de l'eix principal. L'equip de la góndola es munta sobre la base i es recolza sobre la torre per coixinets. . .
L'ambient especial i les condicions de funcionament dels grans aerogeneradors imposen requisits inusuals sobre la transmissió, i un gran nombre d'incerteses,
La càrrega dinàmica externa i la variable de la roda de vent polivalent, la càrrega anormal de la xarxa elèctrica, la forta vibració provocada per la rigidesa insuficient de la sala de màquines i l'espectre de càrrega que només es pot estimar i simular.
I la distribució final de la càrrega, etc., són tots els temes importants que ha de tenir en compte la transmissió.
La caixa de canvis principal d'un gran aerogenerador es troba entre l'aerogenerador i el generador. Es tracta d'un dispositiu de transmissió de velocitat creixent d'engranatges que funciona sota l'acció de càrrega variable irregular i càrrega d'impacte instantània forta. La caixa de canvis és un dels components més importants i més vulnerables de l'eix d'accionament de la turbina eòlica.
La caixa de canvis no té una base sòlida a la cabina com el sòl. La combinació de potència i la vibració torsional de tot el tren d'accionament es reflecteixen sempre en un enllaç feble, que sovint és la caixa de canvis de la unitat. Per descomptat, la situació ideal és permetre a la caixa de canvis completar la tasca de transmetre el parell i augmentar la velocitat sense acceptar altres càrregues addicionals. De fet, això no només es pot aconseguir, sinó que a causa de la varietat de condicions del vent i la deformació complexa de la unitat no es pot evitar el paper de moltes càrregues addicionals, afegint molts factors incerts al disseny de la caixa de canvis.
Evidentment, és important reduir la mida i el pes dels components en un petit espai de cabina. Per tant, el disseny de la caixa de canvis ha d'assegurar-se que l'estructura es simplifica i el pes més lleuger mentre es compleix la fiabilitat i l'esperança de vida. Requisits fàcils de mantenir. Segons els paràmetres proporcionats per la unitat, el disseny d'optimització de CAD, d'acord amb l'esquema òptim de transmissió, selecciona una estructura i materials estables i fiables amb bones propietats mecàniques i es manté estable sota una gran diferència de temperatura, lubricació completa, refrigeració i monitorització. El sistema és necessari requisit previ per al disseny de la caixa de canvis. .
Per tant, el disseny de la transmissió i la selecció de components s'ha de seleccionar d'acord amb els requisits de l'amfitrió, segons les diferents condicions d'ús, després de l'anàlisi i la comparació. Els principals factors a considerar són:
1) condicions de funcionament de host i paràmetres de rendiment, resultats d'anàlisi dinàmic;
2) Distribució de càrrega i forma estructural del sistema de transmissió;
3) requisits per a la transmissió i la seva connexió;
4) Requisits de seguretat i protecció del medi ambient;
5) Esperança de vida;
6) Anàlisi econòmica i de beneficis;
7) Condicions d'explotació i manteniment. .
La caixa de canvis principal de la unitat convencional s'utilitza per canviar la velocitat i el parell de manera que es pugui aplicar un generador estàndard compacte a la unitat. Les caixes de canvis de diferents classes de potència utilitzen diferents formes de transmissió.
A la dècada de 1980, es van aplicar engranatges d'eixos paral·lels a aerogeneradors estàndard de 100 a 500 kW. A la dècada de 1990, la potència mitjana dels aerogeneradors va augmentar fins a 600 a 800 kW. Per tal d'estalviar espai i obtenir una ràtio de velocitat més gran, es va adoptar una transmissió planetària d'engranatges amb forma cilíndrica o una combinació d'engranatges d'eixos planetaris i paral·lels per aconseguir millors resultats. .
