Планетарний редуктор Yaw Drive для вітрової турбіни

Особливості продукту

Будучи основним компонентом трансмісії вітрових турбін, високоінтегрована та надійна конструкція планетарної коробки передач системи повороту є ключем до забезпечення точного вирівнювання вітру та тривалої стабільної роботи вітрових турбін. Цей тип коробки передач використовує багатоступінчасту схему планетарної передачі. Завдяки точному зачепленню внутрішнього вінця, сонячної та планетарної шестерні високошвидкісний і низький крутний момент обертального двигуна перетворюється на низькошвидкісний і високий крутний момент. Типовий коефіцієнт зменшення може досягати більше 500:1. Наприклад, у вітряній турбіні потужністю 3 МВт її вихідний крутний момент може стабільно досягати 120 000 Нм, чого достатньо, щоб привести гондолу діаметром 80 метрів до необмеженого обертання на ±360° за умов сильного вітру. Ця конструкція не тільки значно зменшує розмір коробки передач, але також зменшує навантаження на поверхню одного зуба на 40% завдяки багатопланетній структурі розподілу навантаження, що значно подовжує термін служби шестерні.

З точки зору екстремальної адаптованості до навколишнього середовища, планетарна коробка передач має чудову стійкість до втоми та корозії. Його корпус виготовлений з ковкого чавуну QT400-18AL. Після спеціальної термічної обробки його міцність на розрив досягає 600 МПа. Завдяки рівню захисту IP67 і структурі з потрійною герметизацією він може витримувати сольові бризки, пил і екстремальний перепад температур від -40 ℃ до 60 ℃. Дані вимірювань морської вітрової електростанції показують, що після 5 років безперервної роботи чистота внутрішньої мастила коробки передач блоку, в якому використовується цей тип коробки передач, все ще відповідає стандарту NAS 8, що є набагато вищим за середній показник по галузі. Його основний набір шестерень використовує процес цементації та загартування з твердістю поверхні HRC58-62. З модифікованою конструкцією профілю зубів рівень шуму під динамічним навантаженням становить менше 65 дБ (A), що набагато нижче, ніж 80 дБ (A) традиційних коробок передач.

Інтелектуальний моніторинг і технічне обслуговування є ще одним великим технологічним проривом сучасних планетарних редукторів з поворотною системою. Вбудований датчик вібрації та датчик температури можуть контролювати стан зачеплення шестерні та температуру підшипника в реальному часі. Після обробки даних периферійним обчислювальним модулем можливі несправності можна попередити за 72 години. Наприклад, певна модель виявила ненормальну частоту вібрації планетарної рами та вчасно замінила зношений голчастий підшипник, уникнувши злому коробки передач вартістю 2 мільйони юанів. Крім того, його модульна конструкція підтримує швидке розбирання та збирання, а час одноразового обслуговування скорочується на 60% порівняно з традиційною структурою. Завдяки підшипникам, які можна змащувати, і ущільненням, які не потребують технічного обслуговування, вартість технічного обслуговування протягом усього життєвого циклу знижується більш ніж на 35%.

З точки зору оптимізації енергоефективності, планетарна коробка передач системи повороту забезпечує ідеальний баланс між втратою потужності та ефективністю розсіювання тепла завдяки системі змащення, оптимізованій моделюванням механіки рідини. Конструкція масляного контуру використовує комбінований режим примусової циркуляції та змащування розбризкуванням, що зменшує втрати мастила на перемішування до менш ніж 1,5% вхідної потужності, забезпечуючи при цьому повне змащування шестерень. Порівняльний тест показує, що коробка передач, яка використовує цю систему змащення, може заощаджувати 12 000 кВт·год електроенергії на рік порівняно з традиційною коробкою передач за умови 2000 годин щорічного виробництва електроенергії. Оскільки вітрові турбіни розвиваються в напрямку великомасштабного та інтелектуального розвитку, цей тип коробки передач ще більше покращує швидкість відгуку та точність позиціонування системи повороту через інтеграцію електрогідравлічного гібридного приводу та технології адаптивного демпфування, забезпечуючи основну підтримку для зниження витрат та підвищення ефективності у вітроенергетичній галузі.

Параметри продуктивності

Принцип продукту

Логіка трансмісії планетарної коробки передач системи повороту базується на точній механічній структурі планетарної системи. Його основні компоненти включають сонячну шестерню, планетарну шестерню, внутрішнє кільце шестерні та водило планети. Після запуску приводного двигуна сонячна шестерня, як кінець вхідної потужності, приводить у рух кілька планетарних шестерень, які котяться вздовж внутрішнього вінця. Планетарні шестерні обертаються навколо сонячної шестерні під час обертання і, нарешті, передають потужність на вал обертання гондоли через водило планетарної передачі. Ця конструкція розподіляє навантаження завдяки спільній роботі кількох передач. Наприклад, у береговій вітровій турбіні потужністю 3 МВт крутний момент однієї планетарної шестерні регулюється приблизно на рівні 18 000 Нм, що дозволяє уникнути пошкодження поверхні зубів, спричиненого концентрацією локальної напруги в традиційних одноступінчастих шестернях. Його передавальне число досягається регулюванням числа планетарних передач (зазвичай 3-4) і передавального числа. Наприклад, певна модель використовує 3-планетарну структуру шестерні з внутрішнім вінцем на 120 зубів і сонячною шестернею на 20 зубів для досягнення міжступеневого редукційного відношення 6:1. Остаточне загальне передаточне число може сягати 540:1, враховуючи баланс швидкості повороту й крутного моменту.

Динамічна стабільність коробки передач забезпечується її механічним компенсаційним механізмом. Коли гондола піддається впливу сили вітру та створює коливання моменту повороту, система планетарної передачі автоматично регулює зазор між шестернями через конструкцію плаваючого планетарного водила, щоб забезпечити одночасний контакт принаймні трьох зубів. Дані вимірювань морської вітрової електростанції показують, що за умови миттєвої флуктуації моменту повороту ±12% похибка передачі коробки передач завжди контролюється в межах 0,08°, що значно менше, ніж похибка 0,3° традиційної коробки передач з паралельним валом. Ця стабільність зумовлена ​​еластичною опорною структурою планетарного водила, яка використовує комбінацію гумових і металевих прокладок із високим демпфуванням для поглинання високочастотних коливань і запобігання мікротріщин у шестернях через жорсткий удар. Крім того, профіль зуба внутрішнього зубчастого вінця був топологічно оптимізований і модифікований, щоб зменшити силу удару зачеплення на 35%. Після трьох років безперервної експлуатації поверхня зуба шестерні певної моделі все ще залишається вільною від явних ямок.

Злагоджена конструкція системи змащення і тепловідведення є запорукою тривалої надійної роботи коробки передач. Його система змащення використовує подвійний режим «циркуляція під тиском + змащування бризками»: коли шестерня обертається, мастило викидається в масляний канал корпусу, і в той же час масляний насос забезпечує подачу масла до ключових частин, таких як підшипник планетарної передачі, зі швидкістю потоку 8 л/хв. Випробування при низькій температурі навколишнього середовища показує, що за робочих умов -25 ℃ система все ще може підтримувати в'язкість масла в діапазоні ISO VG 320, щоб запобігти склеюванню шестерень через недостатнє змащення. Конструкція розсіювання тепла досягається шляхом поєднання спірального масляного каналу з радіатором. Масло передає тепло до корпусу під час процесу потоку, а потім розсіює його через природну конвекцію або додатковий пристрій повітряного охолодження. Дані показують, що під час безперервного повороту можна контролювати температуру мастила в коробці передач нижче 60 ℃, що приблизно на 12 ℃ нижче, ніж у традиційній структурі, ефективно затримуючи швидкість старіння мастила.

У міру того, як технологія вітроенергетики розвивається в бік інтелекту, сучасні планетарні коробки передач з поворотною системою інтегрують стратегії адаптивного керування. Завдяки інтеграції датчиків крутного моменту та високоточних кодерів коробка передач може відстежувати вхідний/вихідний крутний момент, швидкість і положення кабіни в режимі реального часу, а також динамічно коригувати параметри передачі на основі даних про швидкість і напрям вітру. Наприклад, за поривчастих умов система може активно перемикатися в режим низького коефіцієнта зниження, щоб скоротити час реакції на поворот до менш ніж 3 секунд; а за умов постійного вітру він перемикається в режим високого коефіцієнта зниження, щоб зменшити споживання енергії двигуном. Після застосування цієї технології до офшорної моделі потужністю 10 МВт енергоспоживання системи повороту було зменшено на 15%, а точність позиціонування гондоли була покращена до ±0,12°, забезпечуючи апаратну гарантію для точного вирівнювання лопатей за вітром. Ця комбінація механічної структури та інтелектуального алгоритму сприяє модернізації планетарних коробок передач від традиційних компонентів трансмісії до «розумних з’єднань» вітроенергетичних систем.

Відгуки клієнтів

Я Ганс Мюллер з Німеччини. Як технічний менеджер із закупівель EnerWind Energy Group, я використовую планетарний редуктор Yaw Drive від Raydafon для вітрової турбіни вже більше року. Його чудова продуктивність і надійність вражають. В умовах високого соляного туману та сильного вітрового навантаження на вітроелектростанції Північного моря коробка передач працювала без жодних збоїв протягом 18 місяців. Герметична та антикорозійна конструкція знизила вартість обслуговування на 40%. Швидкість реагування на поворот в умовах тайфуну на 25% вище, ніж у конкуруючих продуктів, а точність позиціонування гондоли становить ±0,15°, що сприяє збільшенню потужності установки на 8%. Що ще більш рідко, так це те, що команда інженерів вашої компанії забезпечила ефективну підтримку протягом усього процесу, а віддалене налагодження вирішило проблему відповідності протягом 3 годин, повністю усунувши технічні проблеми закордонних проектів. Raydafon став основним постачальником наших морських вітроенергетичних проектів, і ми з нетерпінням чекаємо на поглиблення співпраці щодо більших мегаватних моделей у майбутньому!

Я Лукас Томпсон з GreenPower Renewables у Сполучених Штатах. Минулого року ми придбали планетарний редуктор Raydafon Yaw Drive для вітрової турбіни для модернізації установки потужністю 3 МВт каліфорнійської пустельної вітрової електростанції. Поки що робочі результати значно перевершили очікування - продукт не тільки витримує екстремальне середовище 60°C різниці температур між днем ​​і ніччю, але також знижує шум коробки передач на 30% у порівнянні зі старим обладнанням, а точність позиціонування щодо повороту стабільна в межах ±0,1°, що безпосередньо підвищує ефективність генерації електроенергії агрегатом на 7%; що ще більш дивно, так це те, що відділ післяпродажного обслуговування вашої компанії активно надає щоквартальні послуги перевірки, заздалегідь виявляє та замінює зношені мастильні фільтри та уникає потенційних несправностей. Raydafon повністю змінив мій стереотип «Зроблено в Китаї», починаючи від ефективності продукту і закінчуючи відповіддю на обслуговування. Я буду віддавати перевагу вашій компанії для всіх майбутніх проектів наземної та морської вітрової енергетики!

Я Ітан Картер з WindHorizon Energy у Великобританії. Ми придбали планетарний редуктор Yaw Drive для вітряної турбіни Raydafon для шотландського офшорного проекту вітроелектростанції. Після піврічного використання ми були повністю вражені міцністю продукту. У середовищі із середньою швидкістю вітру 12 м/с і сильною корозією із сольових бризок коробка передач не лише мала витоки та ненормальний шум, але також мала швидкість реагування на відхилення на 20% швидше, ніж оригінальне рішення, що безпосередньо підвищило ефективність блоку від вітру на 9%. Більш рідко трапляється, що технічна команда вашої компанії стежила за всім процесом, забезпечуючи індивідуальну підтримку від встановлення та введення в експлуатацію до моніторингу даних і навіть завчасно оптимізувала параметри системи змащення, подовжуючи очікуваний термін служби обладнання на 15%. Від якості до обслуговування, Raydafon повністю перевернув моє уявлення про нових постачальників. У майбутньому всі офшорні вітроенергетичні проекти вибиратимуть вашу компанію в першу чергу!