在风能生产系统的研究和开发中,由于气象环境和地理条件的限制,不可能以循环的方式对风能生产系统进行实验测试。完整寿命作为评估,尤其是能量传输系统。动链在风能蓄冷器的传动系统中起传递叶轮扭矩的作用。文件描述了用于设计用于海上风力涡轮机的冷藏单元的传动链的可能轴承的构造和构造。
时,对于海上风电应用,传动链的设计应着重于提高存储单元的可靠性,使用冗余设计并允许其潜在的利益。的最高速度。着风能技术逐渐从陆地扩展到海洋,海上风能已成为全球可再生能源发展的中心。陆上风相比,海上风具有风能储备大,风况好,风切变小,湍流强度低的特点,但工作环境复杂,冷藏存储维护困难。
此,在设计和选择海上风能储能装置的传动系统时,应选择结构简单,可靠性高,维护成本低的主要依据。外,风能存储单元必须具有更长的使用寿命(25-30年)和更大的容量(5 MW-10 MW)。着陆上风电场的大规模发展,冷库机组的单位容量具有大规模的趋势。为冷风储能单元的核心系统之一,运输链对设计,配置,应用分析,安装和维护有着极其重要的影响。前,风冷蓄能器的传动系统的配置主要包括几种常见的方法,例如双进给,直接驱动,半直接驱动和液压驱动。于主传动链的形状不同,风能存储单元的主轴的结构方案也采取多种形式。
的结构和布置类型不仅影响风能的转换效率,而且还决定了主传动链的维护成本[1],从而影响了存储单元的竞争力。冷。风力发电站传动链的特征:轮毂由位于底座上的特殊轴承支撑,轮毂牢固地连接到变速箱的输入端。阶段树的中间。速箱通过联轴器连接到发电机。电机,变压器和转换器由底座背面的网格结构支撑。
滑和冷却系统放置在机舱中。点是采用模块化设计,传动链中的每个单元均具有明确的作用,轮毂,变速箱和电机可分别维修或拆卸,以便于维护。前,用于半直接驱动风力涡轮机的冷藏单元基本上分为两种类型:传统的分布式驱动链和集成驱动链。布式传统传动系统(参见图1)与传统冷藏库(例如750 kW金风冷藏库)的运动链基本相同。一端通过配备有机械制动器的膨胀套筒连接到减速器的入口,并通过联轴器连接到发电机。Multbird概念源自变速箱和发电机的传动装置(参见图2),其主要特征是主变速箱与带有永磁体的同步发电机和车轮轮毂集成在一起。接连接到变速箱的输入。由安装在变速箱进口处的特殊主轴承支撑,并由变速箱和发电机壳体支撑,并连接至基础法兰(例如1 MW WinWinD冷库和3兆瓦)或基本集成(例如5兆瓦冷库和1.5兆瓦Miltibrid)。个模型非常紧凑,头部很轻。一方面,如果无法拆卸或更换变速箱,冷藏储藏单元或部件,则必须先拆卸车轮,这相当于重新举升。此,该结构要求齿轮箱和发电机具有很高的可靠性。直接驱动系统的设计和优化也是整体设计技术中的一个技术难题。用将单级变速箱添加到变速器的半直接驱动变速器系统可以减小变速器的尺寸和重量。而,由于一级齿轮传动装置和电动机的连接,出现了两个主要的技术问题:一级齿轮传动装置的设计,包括传动装置类型的选择,传动装置的设计,优化变速箱部件,结构设计,齿轮箱的润滑,冷却和密封问题;变速箱与轮毂和发动机之间的连接方式的选择和设计。动装置是制冷储藏单元最重要的部分,它覆盖了车轮,固定轴,旋转轴,发电机等。据发电机和转子之间的相对位置,变速器的构造可分为内转子构造和外转子构造。驱式冷库无需高速运转的变速箱和旋转部件,车轮直接驱动发电机转子。构简单紧凑,冷凝器价格传动链的转速低。具有高可靠性,高可用性,良好的维护和较低的维护成本。更适合整个机器的海上风能的未来需求。前,根据激励模式,直接驱动式冷库单元主要包括两种类型的励磁电动机和永磁电动机。磁电动机使用永磁材料,没有励磁线圈和滑环碳刷,更可靠,更安全,效率更高,易于维护且价格昂贵。;励磁电机需要励磁线圈和滑环,并需要维护。制线很复杂。永磁电动机相比,效率低且质量很重要,转子部分的重量比永磁蓄冷器的转子重约25%,但具有经济的优势。于对海上存储单元的可靠性有很高的要求,因此直接驱动和永磁式冷存储单元更适合海上使用。其他冷库不同,永磁直接驱动存储单元的发电机和驱动器由于磁电压,安装和提升而耦合且不可分离。统的单目标评估方法不适用,必须详尽地考虑。
计和评估主轴系统。动系统的设计在于确定传动系统主要组件(例如主轴,主轴承,变速箱和发电机)的布置以及不同组件之间的连接。动链的设计在风力涡轮机冷库机组的设计阶段非常重要,因为它将决定整个机器的布局,并且在设计时必须考虑技术原理,经济性,可靠性,可维护性,制造等。些原则可能会在某种程度上重叠和冲突,因此需要对它们进行全面权衡,并专注于动力传动系统的设计。术要求是尽可能使用新的成熟技术,冷凝器价格新材料和新工艺,以确保新冷藏存储单元研发的技术成熟度和新颖性。一方面,应使用最简单的设计来减少传动系统各个组件的难度和设计周期。术原理是技术成熟度和技术新颖性之间相互矛盾的统一,实际上是两者之间的折衷。据技术原理,有时使用“参考原型设计方法”进行新模型的设计。济上的迫切需要使动力总成的制造,操作和维护成本尽可能低。济指标可以通过传输的能源成本来衡量。AEP-年发电量(kWh /年)。3给出了Global Energy Concepts,LLC在功率更新研究实验室(NREL)研究报告中各种动力总成的估计功耗成本。
750 kW和3 MW kWh的成本来自1.5 MW的冷藏存储单元。放并获得能源成本。据他们的研究结果,在直接,半直接和冷存储单元中,直接驱动存储单元具有最高的能耗并随容量的增加而增加。力总成具有成本效益,而单机组(单PM)冷库消耗的功率最少。是,北方电力系统公司的NREL研究报告[1]的另一个结论与上述结论有所不同。于传动系统,他们估计半直接链的成本比传统传动系统高1%,而直接传动链的成本比链传动高14%。规运动学。总能源成本而言,直接驱动存储单元相当于传统的冷存储单元(3.42美分/ kWh),而半直接驱动存储单元是三者中最低的(3.39美分/千瓦时)。输的固有可靠性可以使用串行模型进行测量,也就是说,传输的可用性等于组件可用性的乘积。这个意义上讲,传输链越长,传输中存在的组件越多,发生故障的风险就越大,存储单元的可靠性越低,而传输链则越长。
存储单元的固有可靠性更好。此,可以认为在上述三个传动系统中,直接驱动式冷库的直接可靠性是最好的,第二种是半直接驱动方式,而传统的分配方式是平庸的。于维护是广泛可靠性的一部分:良好的维护能力有助于减少停机时间并提高冷藏单元的可用性,并且可以在某种程度上补偿存储单元的固有可靠性。藏存储。能历史一直很重要的原因之一。于维护要求冷藏单元的动力传动系易于维护,并且它必须尽快完成缺陷零件的维修和缺陷零件的更换,即也就是说,它需要足够的维护空间,并且容易在传动系统的各个零件之间拆卸。
接方式。艺要求要求冷库的动力传动系统易于制造和组装,并且每个零件都具有良好的可加工性(可模制性,可焊接性,机加工,热处理,装配等)。家制造业的技术水平和生产设备与发达国家相距不远,为了保证冷库的定位率,制造过程是要考虑的因素之一。设计传动系统时要考虑并确定是否是工业化的关键。驱式冷库主轴系统的设计具有边界条件特征,许多不均匀的目标因素和影响约束,必须迭代地进行迭代。此,通过系统的设计和评估,要考虑各种因素以达到主轴系统性能的总体平衡。冷机组的轴结构主要有两种:刚性轴系统和柔性轴系统。性轴系统的特点是使用预紧的圆锥滚子轴承来合理选择轴承的预紧值,以满足冷库机组不同负载条件的要求。于风力涡轮机并提高树木的刚性;一般采用挠性轴系统。个用于弯矩的调心滚子轴承(SRB SRB)适用于长轴设计。驱式冷库轴系统的主要功能之一是在运行条件下将发电机气隙保持在允许的设计范围内。电机可接受的气隙的变化对应于设计间隙宽度的10%至30%。容量直接驱动式冷库的发电机组在转子之间的气隙直径为约6至8m,宽度仅为约10mm。此,在大的空气间隙的要求下保持间隙宽度的变化要求轴系统首先具有足够的刚性。了确保发电机气隙的稳定性,直驱式冷库主要采用刚性轴承构造,并且这些轴系统的圆锥滚子轴承通常已预紧。性轴的主要类型为三种:两列圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴承组件(DRTRB CRB),单个广角圆锥滚子轴承(DRTRB),两个圆锥滚子轴承单行(TRB )TRB)。图4-6所示,图中所示的结构是直接驱动式冷库单元的三轴承构造的可能结构。于海上风电场的噪声水平高于陆上噪声水平,因此可以提高冷库的峰值速度比。常,正在运行或当前设计的海上风能存储单元的最高速度大于90 m / s。些国外机构正在研究120 m / s最高速度的可行性[3]。于具有相同容量和相同轮径的直驱式制冷储藏单元,在叶片具有高倾斜率的情况下,叶片负荷和传动链负荷可以降低[1](相较于陆地上的相同容量和相同涡轮机)(直径冷库)。此,减少传动链的结构部件的重量是有利的。
时,叶片端部的高转速增加了发电机的速度,并且减小了传动链的扭矩,这有利于减小发电机的直径并减少诸如电磁钢。现有的离岸直接驱动式冷库机组的设计中,通常采用2套冗余设计-4套独立绕组和电动机转换器(容量为1/4至1 /电机额定容量的2%),以最大程度地减少由发电机或变频器故障引起的停机时间,从而减少了因停机而造成的功率损失。时,必须在传输链中对在线状态和错误诊断设备进行预评估,以便预测冷藏单元的运行状态,从而减少运行时间。止。如,改善对发电机状态的监视(气隙,温度监视),振动监视和温度监视。此,对于直接驱动式海上冷藏库的驱动链的设计,相应的传动链的设计必须适应叶片的高速和冗余设计。须采用。格。于海上风能冷藏存储单元,应提高冷藏存储单元的可靠性,并应选择用于传输链的叶尖高速的优点,以选择合适的冷藏存储单元布局。输链。对离岸海上风能冷库的研究和对风能行业发展方向的分析的基础上,选择了几个独立的风能冷库,然后在不同的链中进行统一和耦合。过定性方法和得分。
该表单进行详细分析,最后,基于初步的三维建模和组件选择,使用幻灯片等软件执行初步的载荷计算,并且定量负荷,零件重量和每个组件的估计价格用作确定它的依据。适合海上风能储能单元的传输线设计方案。
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