Планетарна скоростна кутия Yaw Drive за вятърна турбина

Характеристики на продукта

Като основен трансмисионен компонент на вятърните турбини, силно интегрираният и надежден дизайн на планетарната скоростна кутия на системата за обръщане е ключът към осигуряването на прецизно подравняване на вятъра и дългосрочна стабилна работа на вятърните турбини. Този тип скоростна кутия приема многостепенна планетарна схема на предаване. Чрез прецизното зацепване на вътрешното пръстеновидно зъбно колело, слънчевото зъбно колело и планетарното зъбно колело, входът с висока скорост и нисък въртящ момент на двигателя за отклонение се преобразува в изход с ниска скорост и висок въртящ момент. Типичното съотношение на намаление може да достигне повече от 500:1. Например, при вятърна турбина с мощност 3 MW, нейният изходен въртящ момент може стабилно да достигне 120 000 Nm, което е достатъчно, за да задвижи гондолата с диаметър 80 метра, за да завърши неограничено въртене на ±360° при условия на силен вятър. Този дизайн не само значително намалява размера на скоростната кутия, но също така намалява повърхностното натоварване на единичен зъб с 40% чрез многопланетната структура за споделяне на натоварването на зъбното колело, което значително удължава живота на зъбното колело.

От гледна точка на екстремна адаптивност към околната среда, планетарната скоростна кутия със система за обръщане показва отлична устойчивост на умора и устойчивост на корозия. Обвивката му е изработена от сферографитен чугун QT400-18AL. След специална термична обработка, якостта му на опън достига 600MPa. С ниво на защита IP67 и структура с тройно уплътнение, той може да издържи на солен спрей, прах и екстремни температурни разлики от -40 ℃ до 60 ℃. Измерените данни на офшорен вятърен парк показват, че след 5 години непрекъсната работа, чистотата на вътрешното смазочно масло на скоростната кутия на блока, използващ този тип скоростна кутия, все още поддържа стандарта NAS 8, който е много по-висок от средния за индустрията. Неговият основен комплект зъбни колела приема процес на карбуризиране и закаляване с повърхностна твърдост HRC58-62. С модифицирания дизайн на профила на зъбите нивото на шума при динамично натоварване е по-малко от 65dB(A), което е много по-ниско от 80dB(A) на традиционните скоростни кутии.

Интелигентното наблюдение и поддръжка е друг голям технологичен пробив на модерните планетарни скоростни кутии със система за обръщане. Вграденият сензор за вибрации и температурен сензор могат да наблюдават състоянието на зацепване на зъбното колело и температурата на лагера в реално време. След като данните бъдат обработени от периферния изчислителен модул, потенциалните повреди могат да бъдат предупредени 72 часа предварително. Например, определен модел откри необичайна честота на вибрации на планетарната рамка и замени износения иглен лагер навреме, избягвайки бракуването на скоростната кутия на стойност 2 милиона юана. В допълнение, неговият модулен дизайн поддържа бързо разглобяване и сглобяване, а времето за поддръжка е съкратено с 60% в сравнение с традиционната структура. С повторно смазващи лагери и уплътнения без поддръжка, разходите за поддръжка през целия жизнен цикъл са намалени с повече от 35%.

От гледна точка на оптимизиране на енергийната ефективност, планетарната скоростна кутия на системата за отклонение от посоката на движение постига перфектен баланс между загуба на мощност и ефективност на разсейване на топлината чрез системата за смазване, оптимизирана чрез симулация на механика на флуидите. Дизайнът на неговата маслена верига приема комбиниран режим на принудителна циркулация и смазване чрез пръскане, което намалява загубата на масло при разбъркване до по-малко от 1,5% от входящата мощност, като същевременно осигурява пълно смазване на зъбните колела. Сравнителен тест показва, че скоростната кутия, използваща тази система за смазване, може да спести 12 000 kWh електроенергия годишно в сравнение с традиционната скоростна кутия при условие за 2000 часа годишно производство на електроенергия. Тъй като вятърните турбини се развиват към широкомащабно и интелигентно развитие, този тип скоростна кутия допълнително подобрява скоростта на реакция и точността на позициониране на системата за завъртане чрез интегриране на електрическо-хидравлично хибридно задвижване и технология за адаптивно затихване, осигурявайки основна поддръжка за намаляване на разходите и подобряване на ефективността във вятърната енергийна индустрия.

Параметри на производителност

Принцип на продукта

Логиката на трансмисията на планетарната скоростна кутия на системата за отклонение от посоката на движение се основава на прецизната механична структура на планетарната предавка. Неговите основни компоненти включват слънчево зъбно колело, планетарно зъбно колело, вътрешно зъбно колело и планетен носач. След стартиране на задвижващия двигател, слънчевото зъбно колело, като край на входа на мощността, задвижва множество планетарни зъбни колела, за да се търкалят по вътрешното зъбно колело. Планетарните зъбни колела се въртят около слънчевото зъбно колело, докато се въртят, и накрая предават мощността към въртящия се вал на гондолата през планетарния носач. Този дизайн разпръсква натоварването чрез съвместната работа на множество предавки. Например, в вятърна турбина на сушата с мощност 3 MW, въртящият момент, пренасян от една планетарна предавка, се контролира на около 18 000 Nm, като се избягва увреждането на зъбната повърхност, причинено от локална концентрация на напрежение в традиционните едностепенни предавки. Неговото предавателно число се постига чрез регулиране на броя на планетарните предавки (обикновено 3-4) и предавателното отношение. Например, определен модел използва структура с 3 планетарни зъбни колела със 120-зъбно вътрешно зъбно колело и слънчево зъбно колело с 20 зъба, за да се постигне междустепенно съотношение на редукция 6:1. Крайното общо съотношение на намаление може да достигне 540:1, като се вземе предвид балансът между скоростта на отклонение и изходния въртящ момент.

Динамичната стабилност на скоростната кутия идва от нейния механичен компенсационен механизъм. Когато гондолата е подложена на силата на вятъра и предизвиква флуктуации на момента на отклонение, планетарната зъбна предавка автоматично регулира хлабината на зацепване на зъбното колело чрез конструкцията на плаващия планетарен носач, за да гарантира, че поне три зъба са в контакт едновременно. Измерените данни на офшорен вятърен парк показват, че при условие на моментна флуктуация на момента на отклонение от ±12%, грешката на предаване на скоростната кутия винаги се контролира в рамките на 0,08°, което е значително по-ниско от грешката от 0,3° на традиционната скоростна кутия с паралелен вал. Тази стабилност се дължи на еластичната поддържаща структура на планетарния носач, който използва комбинация от гумени и метални уплътнения с висока амортизация, за да абсорбира високочестотни вибрации и да предотврати микропукнатини в зъбните колела поради твърд удар. В допълнение, профилът на зъбите на вътрешния зъбен венец е топологично оптимизиран и модифициран, за да намали силата на удара на зацепване с 35%. След три години непрекъсната работа повърхността на зъбите на зъбното колело на определен модел все още остава без явни хлътвания.

Координираният дизайн на системата за смазване и разсейване на топлината е ключът към дългосрочната надеждна работа на скоростната кутия. Неговата система за смазване приема двойния режим на „циркулация под налягане + смазване с пръскане“: когато зъбното колело се върти, смазочното масло се изхвърля към масления канал на корпуса и в същото време маслената помпа принуждава подаването на масло към ключови части като лагера на планетарното зъбно колело с дебит от 8 л/мин. Тест при ниска температура на околната среда показва, че при работни условия от -25 ℃ системата все още може да поддържа вискозитета на маслото в диапазона ISO VG 320, за да предотврати залепването на зъбните колела поради недостатъчно смазване. Дизайнът на разсейване на топлината се постига чрез комбиниране на спиралния маслен канал с радиатора. Маслото пренася топлината към корпуса по време на процеса на потока и след това я разсейва чрез естествена конвекция или допълнително устройство за въздушно охлаждане. Данните показват, че по време на непрекъсната работа с отклонение, температурата на маслото на скоростната кутия може да се контролира под 60 ℃, което е с около 12 ℃ по-ниско от традиционната структура, което ефективно забавя скоростта на стареене на смазочното масло.

Тъй като технологията за вятърна енергия се развива към интелигентност, модерните планетарни скоростни кутии със система за обръщане интегрират адаптивни стратегии за управление. Чрез интегриране на сензори за въртящ момент и високопрецизни енкодери, скоростната кутия може да следи входния/изходния въртящ момент, скоростта и позицията на кабината в реално време и динамично да коригира параметрите на предаване въз основа на данните за скоростта и посоката на вятъра. Например, при поривисти условия, системата може активно да превключи в режим с ниско съотношение на намаление, за да съкрати времето за реакция на отклонение до по-малко от 3 секунди; докато при условия на постоянен вятър, той превключва в режим с високо съотношение на намаляване, за да намали консумацията на енергия от двигателя. След прилагане на тази технология към офшорен модел с мощност 10 MW, потреблението на енергия на системата за отклонение от посоката на движение беше намалено с 15%, а точността на позициониране на гондолата беше подобрена до ±0,12°, осигурявайки хардуерна гаранция за точното подравняване на лопатките спрямо вятъра. Тази комбинация от механична структура и интелигентен алгоритъм води до надграждането на планетарните скоростни кутии от традиционни трансмисионни компоненти до „интелигентни съединения“ на вятърни енергийни системи.

Отзиви на клиенти

Аз съм Ханс Мюлер от Германия. Като технически мениджър по доставките на EnerWind Energy Group, използвам планетарната скоростна кутия Yaw Drive на Raydafon за вятърна турбина повече от година. Отличната му производителност и надеждност са впечатляващи. В среда с висока солена мъгла и силно натоварване от вятъра на вятърния парк в Северно море, скоростната кутия работи 18 месеца без никакви повреди. Запечатаният и антикорозионен дизайн е намалил разходите за поддръжка с 40%. Скоростта на реакция на отклонение при условия на тайфун е с 25% по-бърза от тази на конкурентните продукти, а точността на позициониране на гондолата е ±0,15°, което спомага за увеличаване на генерирането на мощност на устройството с 8%. Още по-рядко е, че инженерният екип на вашата компания е осигурил ефективна поддръжка по време на целия процес, а отдалеченото отстраняване на грешки е разрешило съвпадащия проблем в рамките на 3 часа, като напълно елиминира техническите проблеми на задгранични проекти. Raydafon се превърна в основен доставчик на нашите офшорни проекти за вятърна енергия и очакваме с нетърпение задълбочаване на сътрудничеството за по-големи мегаватови модели в бъдеще!

I am Lucas Thompson from GreenPower Renewables in the United States. Last year, we purchased Raydafon's Yaw Drive Planetary Gearbox for Wind Turbine for upgrading the 3MW unit of the California desert wind farm. Досега оперативните резултати далеч надхвърлят очакванията - продуктът не само издържа на екстремна среда от 60°C температурна разлика между деня и нощта, но също така намалява шума от скоростната кутия с 30% в сравнение със старото оборудване, а точността на позициониране на отклонение е стабилна в рамките на ±0,1°, което директно повишава ефективността на генериране на енергия на уреда със 7%; още по-изненадващо е, че екипът за следпродажбено обслужване на вашата компания проактивно предоставя тримесечни инспекционни услуги, открива и подменя предварително износени филтри за смазочно масло и избягва потенциални повреди. From product performance to service response, Raydafon has completely changed my stereotype of Made in China. I will give priority to your company for all future onshore and offshore wind power projects!

Аз съм Итън Картър от WindHorizon Energy в Обединеното кралство. Закупихме планетарната скоростна кутия Yaw Drive на Raydafon за вятърна турбина за шотландския проект за офшорна вятърна енергия. След като го използвахме половин година, бяхме напълно впечатлени от силата на продукта. В среда със средна скорост на вятъра от 12 m/s и тежка корозия от солни пръски, скоростната кутия не само имаше нулеви течове и нулев необичаен шум, но също така имаше скорост на реакция при отклонение от посоката на посоката с 20% по-бърза от оригиналното решение, което директно увеличи ефективността на вятъра на уреда с 9%. По-рядко е, че техническият екип на вашата компания е проследил целия процес, предоставяйки персонализирана поддръжка от монтажа и пускането в експлоатация до мониторинга на данните и дори проактивно оптимизира параметрите на системата за смазване, удължавайки очаквания живот на оборудването с 15%. От качество до обслужване, Raydafon напълно преобърна представата ми за нововъзникващите доставчици. В бъдеще всички офшорни проекти за вятърна енергия ще изберат първо вашата компания!