Cutie de viteze planetară Yaw Drive pentru turbină eoliană

Caracteristicile produsului

Fiind componenta centrală de transmisie a turbinelor eoliene, designul extrem de integrat și fiabil al cutiei de viteze planetare a sistemului de rotire este cheia pentru a asigura alinierea precisă a vântului și funcționarea stabilă pe termen lung a turbinelor eoliene. Acest tip de cutie de viteze adoptă un aspect al trenului de angrenaj planetar în mai multe etape. Prin îmbinarea precisă a angrenajului inel interior, angrenajului solar și angrenajului planetar, intrarea de mare viteză și cuplu redus a motorului de rotire este transformată într-o ieșire de viteză mică și cuplu mare. Raportul de reducere tipic poate ajunge la mai mult de 500:1. De exemplu, într-o turbină eoliană de 3 MW, cuplul său de ieșire poate ajunge stabil la 120.000 Nm, ceea ce este suficient pentru a conduce nacela cu un diametru de 80 de metri pentru a finaliza o rotație nelimitată de ± 360° în condiții de vânt puternic. Acest design nu numai că reduce foarte mult dimensiunea cutiei de viteze, dar reduce și sarcina suprafeței unui singur dinte cu 40% prin structura de împărțire a sarcinii angrenajului cu mai multe planete, prelungind semnificativ durata de viață a angrenajului.

In terms of extreme environmental adaptability, the yaw system planetary gearbox exhibits excellent fatigue resistance and corrosion resistance. Carcasa sa este realizată din fontă ductilă QT400-18AL. After special heat treatment, its tensile strength reaches 600MPa. Cu nivel de protecție IP67 și structură de etanșare triplă, poate rezista la stropii de sare, praf și diferențe extreme de temperatură de la -40℃ la 60℃. Datele măsurate ale unui parc eolian offshore arată că după 5 ani de funcționare continuă, curățenia uleiului de lubrifiere intern al cutiei de viteze a unității care utilizează acest tip de cutie de viteze menține încă standardul NAS 8, care este mult mai mare decât media industriei. Its core gear set adopts carburizing and quenching process, with a surface hardness of HRC58-62. Cu designul modificat al profilului dintelui, nivelul de zgomot sub sarcină dinamică este mai mic de 65dB(A), ceea ce este mult mai mic decât 80dB(A) al cutiilor de viteze tradiționale.

Monitorizarea și întreținerea inteligentă este o altă descoperire tehnologică majoră a cutiilor de viteze planetare moderne cu sistem de rotire. Senzorul de vibrații încorporat și senzorul de temperatură pot monitoriza starea angrenajului angrenajului și temperatura rulmentului în timp real. După ce datele sunt procesate de către modulul edge computing, eventualele defecțiuni pot fi avertizate cu 72 de ore înainte. De exemplu, un anumit model a detectat o frecvență anormală de vibrație a cadrului planetar și a înlocuit la timp rulmentul cu ace uzat, evitând casarea cutiei de viteze în valoare de 2 milioane de yuani. În plus, designul său modular acceptă dezasamblarea și asamblarea rapidă, iar timpul unic de întreținere este scurtat cu 60% în comparație cu structura tradițională. Cu rulmenți relubrifibili și garnituri fără întreținere, costul de întreținere al întregului ciclu de viață este redus cu mai mult de 35%.

Din perspectiva optimizării eficienței energetice, cutia de viteze planetară cu sistem de rotire realizează un echilibru perfect între pierderea de putere și eficiența disipării căldurii prin sistemul de lubrifiere optimizat prin simularea mecanicii fluidelor. Designul circuitului său de ulei adoptă un mod compozit de circulație forțată și lubrifiere prin stropire, care reduce pierderea prin agitare a uleiului la mai puțin de 1,5% din puterea de intrare, asigurând în același timp lubrifierea completă a angrenajelor. Un test comparativ arată că cutia de viteze care utilizează acest sistem de lubrifiere poate economisi 12.000 kWh de energie electrică pe an, comparativ cu cutia de viteze tradițională, cu condiția de a genera 2000 de ore de energie anuală. Pe măsură ce turbinele eoliene se dezvoltă spre o dezvoltare la scară largă și inteligentă, acest tip de cutie de viteze îmbunătățește și mai mult viteza de răspuns și precizia de poziționare a sistemului de rotire prin integrarea acționării hibride electric-hidraulice și a tehnologiei de amortizare adaptivă, oferind suport de bază pentru reducerea costurilor și îmbunătățirea eficienței în industria energiei eoliene.

Parametri de performanță

Principiul produsului

Logica de transmisie a cutiei de viteze planetare a sistemului de rotire se bazează pe structura mecanică precisă a sistemului de angrenaje planetare. Componentele sale de bază includ angrenajul solar, angrenajul planetar, angrenajul inel interior și suportul planetar. După ce motorul de antrenare este pornit, angrenajul solar, ca capăt de intrare a puterii, antrenează mai multe angrenaje planetare pentru a rula de-a lungul angrenajului inel interior. Angrenajele planetare se rotesc în jurul angrenajului solar în timp ce se rotesc și, în cele din urmă, transmit puterea arborelui de rotație a nacelei prin suportul planetei. Acest design dispersează sarcina prin funcționarea în colaborare a mai multor viteze. De exemplu, într-o turbină eoliană pe uscat de 3MW, cuplul transportat de un singur angrenaj planetar este controlat la aproximativ 18.000 Nm, evitând deteriorarea suprafeței dinților cauzate de concentrarea locală a tensiunilor în angrenajele tradiționale cu o singură treaptă. Raportul său de reducere se realizează prin ajustarea numărului de angrenaje planetare (de obicei 3-4) și a raportului de transmisie. De exemplu, un anumit model folosește o structură cu 3 angrenaje planetare cu o roată dințată interioară de 120 de dinți și un angrenaj solar cu 20 de dinți pentru a obține un raport de reducere între etape de 6:1. Raportul final de reducere totală poate ajunge la 540:1, ținând cont de echilibrul dintre viteza de rotire și cuplul de ieșire.

Stabilitatea dinamică a cutiei de viteze vine din mecanismul său de compensare mecanică. Când nacela este supusă forței vântului și produce fluctuații ale momentului de rotire, sistemul de angrenaj planetar ajustează automat jocul de angrenare a angrenajului prin designul suportului planetar plutitor pentru a se asigura că cel puțin trei dinți sunt în contact în același timp. Datele măsurate ale unui parc eolian offshore arată că, în condițiile unei fluctuații instantanee a momentului de rotație de ± 12%, eroarea de transmisie a cutiei de viteze este întotdeauna controlată cu 0,08 °, care este semnificativ mai mică decât eroarea de 0,3 ° a cutiei de viteze tradiționale cu arbore paralel. Această stabilitate se datorează structurii elastice de susținere a suportului planetar, care utilizează o combinație de cauciuc cu amortizare ridicată și garnituri metalice pentru a absorbi vibrațiile de înaltă frecvență și pentru a preveni microfisurile în angrenaj din cauza impactului rigid. În plus, profilul dinților inelului dințat interior a fost optimizat și modificat din punct de vedere topologic pentru a reduce forța de impact de angrenare cu 35%. După trei ani de funcționare continuă, suprafața dinților angrenajului a unui anumit model rămâne în continuare lipsită de zâmbituri evidente.

Designul coordonat al sistemului de lubrifiere și disipare a căldurii este cheia pentru funcționarea fiabilă pe termen lung a cutiei de viteze. Sistemul său de lubrifiere adoptă modul dublu de „circulație cu presiune + lubrifiere prin stropire”: atunci când angrenajul se rotește, uleiul de lubrifiere este aruncat în canalul de ulei al carcasei și, în același timp, pompa de ulei forțează alimentarea cu ulei la părțile cheie, cum ar fi rulmentul angrenajului planetar, la un debit de 8L/min. Un test de mediu la temperatură scăzută arată că în condiții de lucru de -25℃, sistemul poate menține în continuare vâscozitatea uleiului în intervalul ISO VG 320 pentru a preveni lipirea angrenajelor din cauza lubrifierii insuficiente. Designul de disipare a căldurii este realizat prin combinarea canalului de ulei în spirală cu radiatorul. Uleiul transferă căldura către carcasă în timpul procesului de curgere și apoi o disipează prin convecție naturală sau printr-un dispozitiv opțional de răcire cu aer. Datele arată că în timpul funcționării continue, temperatura uleiului cutiei de viteze poate fi controlată sub 60 ℃, ceea ce este cu aproximativ 12 ℃ mai mică decât structura tradițională, întârziind efectiv rata de îmbătrânire a uleiului de lubrifiere.

Pe măsură ce tehnologia energiei eoliene se dezvoltă spre inteligență, cutiile de viteze planetare moderne cu sistem de rotire integrează strategii de control adaptiv. Prin integrarea senzorilor de cuplu și a codificatoarelor de înaltă precizie, cutia de viteze poate monitoriza cuplul de intrare/ieșire, viteza și poziția cabinei în timp real și poate ajusta dinamic parametrii de transmisie pe baza datelor despre viteza vântului și direcția. De exemplu, în condiții de rafală, sistemul poate comuta în mod activ la modul cu raport de reducere scăzut pentru a scurta timpul de răspuns la deviație la mai puțin de 3 secunde; în timp ce în condiții de vânt constant, trece la modul cu raport de reducere ridicat pentru a reduce consumul de energie al motorului. După aplicarea acestei tehnologii la un model offshore de 10MW, consumul de energie al sistemului de rotire a fost redus cu 15%, iar precizia de poziționare a nacelei a fost îmbunătățită la ±0,12°, oferind garanție hardware pentru alinierea precisă a palelor cu vântul. Această combinație de structură mecanică și algoritm inteligent conduce la modernizarea cutiilor de viteze planetare de la componentele tradiționale de transmisie la „articulații inteligente” ale sistemelor de energie eoliană.

Mărturii ale clienților

Sunt Hans Müller din Germania. În calitate de director de achiziții tehnice al grupului EnerWind Energy, folosesc cutia de viteze planetară Yaw Drive de la Raydafon pentru turbine eoliene de mai bine de un an. Performanța și fiabilitatea sa excelente sunt impresionante. În ceața sărată puternică și în mediul de încărcare puternică a vântului din parcul eolian din Marea Nordului, cutia de viteze a funcționat de 18 luni fără nicio defecțiune. Designul sigilat și anticoroziv a redus costul de întreținere cu 40%. Viteza de răspuns la rotație în condiții de taifun este cu 25% mai rapidă decât cea a produselor concurente, iar precizia de poziționare a nacelei este de ±0,15°, ceea ce ajută la creșterea producției de energie a unității cu 8%. Ceea ce este și mai rar este că echipa de ingineri a companiei dumneavoastră a oferit suport eficient pe tot parcursul procesului, iar depanarea de la distanță a rezolvat problema de potrivire în decurs de 3 ore, eliminând complet preocupările tehnice ale proiectelor de peste mări. Raydafon a devenit furnizorul principal al proiectelor noastre de energie eoliană offshore și așteptăm cu nerăbdare să aprofundăm cooperarea pe modele de megawați mai mari în viitor!

Sunt Lucas Thompson de la GreenPower Renewables din Statele Unite. Anul trecut, am achiziționat cutia de viteze planetară Yaw Drive de la Raydafon pentru turbine eoliene pentru modernizarea unității de 3MW a parcului eolian din deșert din California. Până acum, rezultatele operaționale au depășit cu mult așteptările - produsul nu doar rezistă la mediul extrem de diferență de temperatură de 60°C între zi și noapte, dar și reduce zgomotul cutiei de viteze cu 30% în comparație cu echipamentul vechi, iar precizia de poziționare a viciului este stabilă în ±0,1°, ceea ce crește direct eficiența de generare a energiei a unității cu 7%; ceea ce este și mai surprinzător este că echipa de post-vânzare a companiei dumneavoastră oferă în mod proactiv servicii de inspecție trimestrială, descoperă și înlocuiește în avans filtrele de ulei lubrifiant uzate și evită potențialele defecțiuni. De la performanța produsului la răspunsul la serviciu, Raydafon mi-a schimbat complet stereotipul despre Made in China. Voi acorda prioritate companiei dumneavoastră pentru toate proiectele viitoare de energie eoliană onshore și offshore!

Sunt Ethan Carter, de la WindHorizon Energy din Marea Britanie. Am achiziționat cutia de viteze planetară Yaw Drive de la Raydafon pentru turbină eoliană pentru proiectul scoțian de energie eoliană offshore. După ce l-am folosit jumătate de an, am fost complet impresionați de puterea produsului. Într-un mediu cu o viteză medie a vântului de 12 m/s și coroziune severă prin pulverizare de sare, cutia de viteze nu numai că a avut zero scurgeri și zero zgomot anormal, dar a avut și o viteză de răspuns cu 20% mai rapidă decât soluția originală, ceea ce a crescut direct eficiența vântului a unității cu 9%. Mai rar este că echipa tehnică a companiei dumneavoastră a urmărit întregul proces, oferind suport personalizat de la instalare și punere în funcțiune până la monitorizarea datelor și chiar a optimizat în mod proactiv parametrii sistemului de lubrifiere, prelungind durata de viață estimată a echipamentului cu 15%. De la calitate la servicii, Raydafon mi-a răsturnat complet percepția despre furnizorii emergenti. În viitor, toate proiectele de energie eoliană offshore vă vor alege mai întâi compania!