Caixa de câmbio planetária de unidade de guinada para turbina eólica

Recursos do produto

Como o componente de transmissão do núcleo das turbinas eólicas, o design altamente integrado e confiável da caixa de câmbio planetário do sistema de guinada é a chave para garantir o alinhamento preciso do vento e a operação estável a longo prazo das turbinas eólicas. Esse tipo de caixa de engrenagens adota um layout de trem de engrenagens planetárias em vários estágios. Através da malha precisa da engrenagem interna do anel, a engrenagem solar e a engrenagem planetária, a entrada de alta e baixa velocidade do motor da guinada é convertida em uma saída de baixa e alta torque. A taxa de redução típica pode atingir mais de 500: 1. Por exemplo, em uma turbina eólica de 3MW, seu torque de saída pode atingir de maneira estável 120.000 nm, o que é suficiente para acionar a nacele com um diâmetro de 80 metros para completar ± 360 ° de rotação ilimitada sob fortes condições de vento. Esse design não apenas reduz muito o tamanho da caixa de engrenagens, mas também reduz a carga da superfície do dente única em 40% através da estrutura de compartilhamento de carga de engrenagem de várias planos, estendendo significativamente a vida útil da engrenagem.

Em termos de extrema adaptabilidade ambiental, a caixa de engrenagens planetária do sistema de guinadas exibe excelente resistência à fadiga e resistência à corrosão. Sua concha é feita de ferro dúctil qt400-18al. Após um tratamento térmico especial, sua resistência à tração atinge 600MPa. Com o nível de proteção IP67 e a estrutura de vedação tripla, ele pode suportar spray de sal, poeira e diferença de temperatura extrema de -40 ℃ a 60 ℃. Os dados medidos de um parque eólico offshore mostram que, após 5 anos de operação contínua, a limpeza do óleo lubrificante interno da caixa de engrenagens da unidade usando esse tipo de caixa de engrenagens ainda mantém o padrão NAS 8, que é muito maior que a média da indústria. Seu principal conjunto de equipamentos adota o processo de carburismo e extinção, com uma dureza superficial do HRC58-62. Com o projeto do perfil de dente modificado, o nível de ruído sob carga dinâmica é inferior a 65dB (a), que é muito menor que o 80dB (a) das caixas de câmbio tradicionais.

O monitoramento e a manutenção inteligentes são outro grande avanço tecnológico das caixas de câmbio planetárias modernas do sistema de guinada. O sensor de vibração embutido e o sensor de temperatura podem monitorar o estado de malha da engrenagem e a temperatura do rolamento em tempo real. Depois que os dados são processados pelo módulo de computação de borda, as falhas em potencial podem ser avisadas com 72 horas de antecedência. Por exemplo, um determinado modelo detectou uma frequência de vibração anormal da estrutura planetária e substituiu o rolamento de agulha gasto no tempo, evitando a demolição da caixa de engrenagens no valor de 2 milhões de yuan. Além disso, seu design modular suporta rápida desmontagem e montagem, e o tempo de manutenção único é reduzido em 60% em comparação com a estrutura tradicional. Com rolamentos reverbáveis e vedações livres de manutenção, o custo de manutenção de todo o ciclo de vida é reduzido em mais de 35%.

Do ponto de vista da otimização da eficiência energética, a caixa de engrenagens planetária do sistema de guinadas alcança um equilíbrio perfeito entre perda de energia e eficiência de dissipação de calor através do sistema de lubrificação otimizado pela simulação de mecânica de fluidos. Seu projeto de circuito de óleo adota um modo composto de circulação forçada e lubrificação por respingo, o que reduz a perda de óleo para menos de 1,5% da potência de entrada, garantindo a lubrificação total das engrenagens. Um teste comparativo mostra que a caixa de engrenagens usando esse sistema de lubrificação pode economizar 12.000 kWh de eletricidade por ano em comparação com a caixa de engrenagens tradicional sob a condição de 2000 horas de geração anual de energia. À medida que as turbinas eólicas se desenvolvem em direção ao desenvolvimento em larga escala e inteligente, esse tipo de caixa de engrenagens está melhorando ainda mais a velocidade de resposta e a precisão do posicionamento do sistema de guinada através da integração da unidade híbrida hidráulica elétrica e tecnologia de amortecimento adaptável, fornecendo suporte central para redução de custos e melhoria da eficiência na indústria de energia eólica.

Parâmetros de desempenho

Princípio do produto

A lógica de transmissão da caixa de câmbio planetária do sistema de guinada é baseada na estrutura mecânica precisa do sistema de engrenagens planetárias. Seus componentes principais incluem a engrenagem solar, a engrenagem planetária, a engrenagem interna do anel e o transportador do planeta. Depois que o motor de acionamento é iniciado, a engrenagem solar, à medida que a extremidade da entrada de energia, aciona várias engrenagens planetárias para rolar ao longo da engrenagem do anel interno. As engrenagens planetárias giram em torno da engrenagem solar enquanto giram e, finalmente, transmitem a energia para o eixo de rotação da nacele pelo transportador do planeta. Esse projeto dispersa a carga através da operação colaborativa de várias engrenagens. Por exemplo, em uma turbina eólica em terra de 3MW, o torque transportado por uma única engrenagem planetária é controlada a cerca de 18.000 nm, evitando os danos na superfície dentária causados pela concentração de tensão local nas engrenagens tradicionais de estágio único. Sua taxa de redução é alcançada ajustando o número de engrenagens planetárias (geralmente 3-4) e a relação de transmissão. Por exemplo, um determinado modelo usa uma estrutura de engrenagem de três planetários com uma engrenagem interna de 120 dentes e uma engrenagem solar de 20 dentes para obter uma taxa de redução entre estágio de 6: 1. A taxa de redução total final pode atingir 540: 1, levando em consideração o saldo da velocidade da guinada e da saída de torque.

A estabilidade dinâmica da caixa de engrenagens vem de seu mecanismo de compensação mecânica. Quando a nacele é submetida a força de vento e produz flutuações de momento de guinada, o sistema de engrenagens planetárias ajusta automaticamente a folga da malha de engrenagem através do design da transportadora planetária flutuante para garantir que pelo menos três dentes estejam em contato ao mesmo tempo. Os dados medidos de um parque eólico offshore mostram que, sob a condição da flutuação instantânea do momento da guinada de ± 12%, o erro de transmissão da caixa de engrenagens é sempre controlado dentro de 0,08 °, o que é significativamente menor que o erro de 0,3 ° da caixa de engrenagem do eixo paralela tradicional. Essa estabilidade é devida à estrutura de suporte elástica do transportador planetário, que usa uma combinação de juntas de borracha de alto amortecedor e metal para absorver vibrações de alta frequência e impedir microfracks nas engrenagens devido ao impacto rígido. Além disso, o perfil dentário do anel interno da engrenagem foi otimizado e modificado para reduzir a força de impacto de malha em 35%. Após três anos de operação contínua, a superfície do dente da engrenagem de um determinado modelo ainda permanece livre de picadas óbvias.

O design coordenado do sistema de lubrificação e dissipação de calor é a chave para a operação confiável de longo prazo da caixa de câmbio. Seu sistema de lubrificação adota o modo duplo de "circulação de pressão + lubrificação por respingo": quando a engrenagem gira, o óleo lubrificante é jogado no canal de óleo da habitação e, ao mesmo tempo, a bomba de óleo força o suprimento de óleo para peças -chave, como a engrenagem planetária, com uma taxa de fluxo de 8L/min. Um teste de ambiente de baixa temperatura mostra que, com -25 ℃ Condições de trabalho, o sistema ainda pode manter a viscosidade do petróleo dentro da faixa ISO VG 320 para impedir que as engrenagens colam devido à lubrificação insuficiente. O projeto de dissipação de calor é alcançado combinando o canal de óleo em espiral com o dissipador de calor. O óleo transfere o calor para o alojamento durante o processo de fluxo e depois a dissipa através da convecção natural ou de um dispositivo de resfriamento de ar opcional. Os dados mostram que, durante a operação contínua da guinada, a temperatura do óleo da caixa de engrenagens pode ser controlada abaixo de 60 ℃, que é cerca de 12 ℃ menor que a estrutura tradicional, atrasando efetivamente a taxa de envelhecimento do óleo lubrificante.

À medida que a tecnologia de energia eólica se desenvolve para a inteligência, as caixas de câmbio planetárias modernas do sistema de guinadas estão integrando estratégias de controle adaptativo. Ao integrar sensores de torque e codificadores de alta precisão, a caixa de engrenagens pode monitorar o torque de entrada/saída, velocidade e posição da cabine em tempo real e ajustar dinamicamente os parâmetros de transmissão com base nos dados de velocidade e direção do vento. Por exemplo, em condições de raiva, o sistema pode mudar ativamente para o modo de baixa taxa de redução para reduzir o tempo de resposta da guinada para menos de 3 segundos; Enquanto sob condições constantes do vento, muda para o modo de alta taxa de redução para reduzir o consumo de energia do motor. Após aplicar essa tecnologia a um modelo offshore de 10MW, o consumo de energia do sistema de guinada foi reduzido em 15%e a precisão do posicionamento da nacele foi melhorada para ± 0,12 °, fornecendo garantia de hardware para o alinhamento preciso das lâminas com o vento. Essa combinação de estrutura mecânica e algoritmo inteligente está impulsionando a atualização das caixas de câmbio planetárias, desde componentes de transmissão tradicionais até "juntas inteligentes" dos sistemas de energia eólica.

Depoimentos de clientes

Eu sou Hans Müller da Alemanha. Como gerente de compras técnicas do Enerwind Energy Group, eu uso a caixa de câmbio planetária da Raydafon Drive para turbina eólica há mais de um ano. Seu excelente desempenho e confiabilidade são impressionantes. No alto nevoeiro de sal e forte ambiente de carga do vento do parque eólico do Mar do Norte, a caixa de velocidades está funcionando há 18 meses sem falha. O design selado e anticorrosão reduziu o custo de manutenção em 40%. A velocidade de resposta da guinada sob condições de tufão é 25% mais rápida que a dos produtos concorrentes, e a precisão do posicionamento da nacele é de ± 0,15 °, o que ajuda a aumentar a geração de energia da unidade em 8%. O que é ainda mais raro é que a equipe de engenharia da sua empresa forneceu suporte eficiente durante todo o processo, e a depuração remota resolveu o problema correspondente em 3 horas, eliminando completamente as preocupações técnicas dos projetos no exterior. Raydafon se tornou o fornecedor principal de nossos projetos de energia eólica offshore e esperamos aprofundar a cooperação em modelos maiores de megawatt no futuro!

Eu sou Lucas Thompson, da Greenpower Renowables, nos Estados Unidos. No ano passado, compramos a caixa de engrenagens planetária de Drive de Raydafon para turbina eólica para atualizar a unidade de 3MW do parque eólico do deserto da Califórnia. Até o momento, os resultados operacionais excederam em muito as expectativas - o produto não apenas suporta o ambiente extremo da diferença de temperatura de 60 ° C entre dia e noite, mas também reduz o ruído da caixa de engrenagens em 30% em comparação com o equipamento antigo, e a precisão do posicionamento da guinada é estável em ± 0,1 °, o que aumenta diretamente a eficiência de energia da unidade em 7%; O que é ainda mais surpreendente é que a equipe pós-venda da sua empresa fornece proativamente os serviços de inspeção trimestral, descobre e substitui os filtros de petróleo lubrificantes gastos com antecedência e evita possíveis falhas. Do desempenho do produto à resposta do serviço, Raydafon mudou completamente meu estereótipo de Made na China. Vou dar prioridade à sua empresa para todos os futuros projetos de energia eólica onshore e offshore!

Eu sou Ethan Carter, da Windhorizon Energy no Reino Unido. Compramos a caixa de engrenagens planetária da Raydafon Drive para turbina eólica para o projeto escocês de energia eólica offshore. Depois de usá -lo por meio ano, ficamos completamente impressionados com a força do produto. Em um ambiente com uma velocidade média do vento de 12m/se e corrosão grave por spray de sal, a caixa de câmbio não apenas teve vazamento zero e ruído anormal zero, mas também teve uma velocidade de resposta da guinada 20% mais rápida que a solução original, que aumentou diretamente a eficiência do vento da unidade em 9%. O mais raro é que a equipe técnica da sua empresa seguiu todo o processo, fornecendo suporte personalizado da instalação e comissionamento ao monitoramento de dados e até otimizou proativamente os parâmetros do sistema de lubrificação, estendendo a vida útil estimada em 15%. Da qualidade ao serviço, Raydafon anulou completamente minha percepção de fornecedores emergentes. No futuro, todos os projetos de energia eólica offshore escolherão sua empresa primeiro!