Caja de cambios planetaria de guiñada para turbina eólica

Características del producto

Como componente de transmisión central de las turbinas eólicas, el diseño altamente integrado y confiable de la caja de cambios planetaria del sistema de guiñada es la clave para garantizar la alineación del viento preciso y la operación estable a largo plazo de las turbinas eólicas. Este tipo de caja de cambios adopta un diseño de tren de engranajes planetarios en varias etapas. A través de la malla precisa del engranaje de anillo interno, el engranaje solar y el engranaje planetario, la entrada de alta velocidad y baja en torque del motor de guiñada se convierte en una salida de baja velocidad y alta en torque. La relación de reducción típica puede alcanzar más de 500: 1. Por ejemplo, en una turbina eólica de 3MW, su par de salida puede alcanzar de manera estable 120,000 nm, lo que es suficiente para conducir la góndola con un diámetro de 80 metros para completar ± 360 ° de rotación ilimitada en fuertes condiciones de viento. Este diseño no solo reduce en gran medida el tamaño de la caja de cambios, sino que también reduce la carga de la superficie del diente único en un 40% a través de la estructura de carga de engranajes de múltiples planes, extendiendo significativamente la vida útil del engranaje.

En términos de adaptabilidad ambiental extrema, la caja de cambios planetaria del sistema de guiñada exhibe una excelente resistencia a la fatiga y resistencia a la corrosión. Su carcasa está hecha de hierro dúctil QT400-18al. Después de un tratamiento térmico especial, su resistencia a la tracción alcanza 600MPA. Con el nivel de protección IP67 y la estructura de sellado triple, puede resistir el rocío de sal, el polvo y la diferencia de temperatura extrema de -40 ℃ a 60 ℃. Los datos medidos de un parque eólico marino muestran que después de 5 años de operación continua, la limpieza del aceite lubricante interno de la caja de cambios de la unidad que usa este tipo de caja de cambios todavía mantiene el estándar NAS 8, que es mucho más alto que el promedio de la industria. Su conjunto de engranajes centrales adopta el proceso de carburación y enfriamiento, con una dureza superficial de HRC58-62. Con el diseño de perfil del diente modificado, el nivel de ruido bajo carga dinámica es inferior a 65dB (a), que es mucho más bajo que el 80dB (a) de las cajas de cambios tradicionales.

El monitoreo y el mantenimiento inteligente es otro avance tecnológico importante de las cajas de cambios planetarias del sistema de guiñada moderna. El sensor de vibración incorporado y el sensor de temperatura pueden monitorear el estado de malla de engranaje y la temperatura del rodamiento en tiempo real. Después de que el módulo de computación de borde procesa los datos, se pueden advertir fallas potenciales con 72 horas de anticipación. Por ejemplo, un determinado modelo detectó la frecuencia de vibración anormal del marco planetario y reemplazó el rodamiento de agujas desgastado en el tiempo, evitando el desguace de la caja de cambios por valor de 2 millones de yuanes. Además, su diseño modular admite un rápido desmontaje y ensamblaje, y el tiempo de mantenimiento único se acorta en un 60% en comparación con la estructura tradicional. Con rodamientos relubribles y sellos sin mantenimiento, el costo de mantenimiento de todo el ciclo de vida se reduce en más del 35%.

Desde la perspectiva de la optimización de la eficiencia energética, la caja de cambios planetaria del sistema de guiñada logra un equilibrio perfecto entre la pérdida de potencia y la eficiencia de disipación de calor a través del sistema de lubricación optimizado por la simulación de mecánica de fluidos. Su diseño de circuito de aceite adopta un modo compuesto de circulación forzada y lubricación de salpicaduras, lo que reduce la pérdida de agitación de aceite a menos del 1.5% de la potencia de entrada al tiempo que garantiza la lubricación completa de los engranajes. Una prueba comparativa muestra que la caja de cambios que usa este sistema de lubricación puede ahorrar 12,000kwh de electricidad por año en comparación con la caja de cambios tradicional bajo la condición de 2000 horas de generación anual de energía. A medida que se desarrollan turbinas eólicas hacia un desarrollo inteligente a gran escala e inteligente, este tipo de caja de cambios está mejorando aún más la velocidad de respuesta y la precisión de posicionamiento del sistema de guiñada a través de la integración de la unidad híbrida hidráulica eléctrica y la tecnología de amortiguación adaptativa, proporcionando soporte central para la reducción de costos y la mejora de la eficiencia en la industria eólica.

Parámetros de rendimiento

Principio del producto

La lógica de transmisión de la caja de cambios planetaria del sistema de guiñada se basa en la estructura mecánica precisa del sistema de engranajes planetarios. Sus componentes centrales incluyen el engranaje solar, el engranaje planetario, el engranaje del anillo interno y el portador del planeta. Después de que se inicia el motor de transmisión, el engranaje solar, como extremo de entrada de energía, impulsa múltiples engranajes planetarios para rodar a lo largo del engranaje del anillo interno. Los engranajes planetarios giran en torno al engranaje solar mientras giran, y finalmente transmiten la potencia al eje de rotación de la góndola a través del portador del planeta. Este diseño dispersa la carga a través de la operación colaborativa de múltiples engranajes. Por ejemplo, en una turbina eólica en tierra de 3MW, el par transportado por un solo engranaje planetario se controla a aproximadamente 18,000 nm, evitando el daño de la superficie del diente causado por la concentración de tensión local en engranajes tradicionales de una sola etapa. Su relación de reducción se logra ajustando el número de engranajes planetarios (generalmente 3-4) y la relación de engranaje. Por ejemplo, un determinado modelo utiliza una estructura de engranajes de 3 planetrosos con un engranaje de anillo interno de 120 dientes y un engranaje solar de 20 dientes para lograr una relación de reducción entre estacas 6: 1. La relación de reducción total final puede alcanzar 540: 1, teniendo en cuenta el saldo de velocidad de guiñada y salida de par.

La estabilidad dinámica de la caja de cambios proviene de su mecanismo de compensación mecánica. Cuando la góndola se somete a la fuerza del viento y produce fluctuaciones de momento de guiñada, el sistema de engranajes planetarios ajusta automáticamente el espacio libre de la mezcla de engranajes a través del diseño del portador planetario flotante para garantizar que al menos tres dientes estén en contacto al mismo tiempo. Los datos medidos de un parque eólico marino muestran que bajo la condición de la fluctuación de momento de guiñada instantánea de ± 12%, el error de transmisión de la caja de cambios siempre se controla dentro de 0.08 °, que es significativamente más bajo que el error de 0.3 ° de la caja de cambios de eje paralelo tradicional. Esta estabilidad se debe a la estructura de soporte elástica del portador planetario, que utiliza una combinación de juntas de caucho y metal de alto daming para absorber vibraciones de alta frecuencia y evitar microcracks en los engranajes debido al impacto rígido. Además, el perfil dental del anillo de engranaje interno se ha optimizado y modificado topológicamente para reducir la fuerza de impacto de malla en un 35%. Después de tres años de operación continua, la superficie del diente de engranajes de un determinado modelo sigue siendo libre de picaduras obvias.

El diseño coordinado del sistema de lubricación y disipación de calor es la clave para la operación confiable a largo plazo de la caja de cambios. Su sistema de lubricación adopta el modo dual de "circulación de presión + lubricación de salpicaduras": cuando el engranaje gira, el aceite lubricante se arroja al canal de aceite de la carcasa, y al mismo tiempo, la bomba de aceite obliga al suministro de aceite a piezas clave como el engranaje planetario que lleva una velocidad de flujo de 8L/min. Una prueba de entorno de baja temperatura muestra que bajo -25 ℃ condiciones de trabajo, el sistema aún puede mantener la viscosidad del aceite dentro del rango ISO VG 320 para evitar que los engranajes se peguen debido a una lubricación insuficiente. El diseño de disipación de calor se logra combinando el canal de aceite espiral con el disipador de calor. El aceite transfiere el calor a la carcasa durante el proceso de flujo y luego lo disipa a través de la convección natural o un dispositivo de enfriamiento de aire opcional. Los datos muestran que durante la operación continua de guiñada, la temperatura del aceite de la caja de cambios se puede controlar por debajo de 60 ℃, que es aproximadamente 12 ℃ más baja que la estructura tradicional, retrasando efectivamente la velocidad de envejecimiento del aceite lubricante.

A medida que la tecnología de energía eólica se desarrolla hacia la inteligencia, las cajas de cambios planetarias del sistema de guiñada modernos están integrando estrategias de control adaptativo. Al integrar los sensores de torque y los codificadores de alta precisión, la caja de cambios puede monitorear el par de entrada/salida, la velocidad y la posición de la cabina en tiempo real, y ajustar dinámicamente los parámetros de transmisión según la velocidad del viento y los datos de dirección. Por ejemplo, en condiciones de ráfaga, el sistema puede cambiar activamente al modo de relación de reducción baja para acortar el tiempo de respuesta de guiñada a menos de 3 segundos; Mientras que en condiciones de viento constantes, cambia a un modo de relación de reducción alta para reducir el consumo de energía del motor. Después de aplicar esta tecnología a un modelo offshore de 10MW, el consumo de energía del sistema de guiñada se redujo en un 15%, y la precisión de posicionamiento de la góndola se mejoró a ± 0.12 °, proporcionando garantía de hardware para la alineación precisa de las cuchillas con el viento. Esta combinación de estructura mecánica y algoritmo inteligente está impulsando la actualización de las cajas de cambios planetarias desde componentes de transmisión tradicionales hasta "juntas inteligentes" de los sistemas de energía eólica.

Testimonios de clientes

Soy Hans Müller de Alemania. Como gerente técnico de adquisiciones de Enerwind Energy Group, he estado utilizando la caja de cambios planetaria de guiñas de Raydafon para la turbina eólica durante más de un año. Su excelente rendimiento y confiabilidad son impresionantes. En la alta niebla de sal y el fuerte ambiente de carga de viento del parque eólico del Mar del Norte, la caja de cambios ha estado funcionando durante 18 meses sin ninguna falla. El diseño sellado y anticorrosión ha reducido el costo de mantenimiento en un 40%. La velocidad de respuesta de guiñada en condiciones de tifón es un 25% más rápida que la de los productos competitivos, y la precisión del posicionamiento de la góndola es de ± 0.15 °, lo que ayuda a aumentar la generación de energía de la unidad en un 8%. Lo que es aún más raro es que el equipo de ingeniería de su empresa ha brindado un apoyo eficiente durante todo el proceso, y la depuración remota resolvió el problema de correspondencia en 3 horas, eliminando por completo las preocupaciones técnicas de los proyectos en el extranjero. Raydafon se ha convertido en el proveedor central de nuestros proyectos de energía eólica offshore, ¡y esperamos profundizar la cooperación en modelos de megavatios más grandes en el futuro!

Soy Lucas Thompson de GreenPower Renewables en los Estados Unidos. El año pasado, compramos la caja de cambios planetaria de guijarros de Raydafon para la turbina eólica para actualizar la unidad de 3MW del parque eólico del desierto de California. Hasta ahora, los resultados operativos han superado con creces las expectativas: el producto no solo resiste el entorno extremo de la diferencia de temperatura de 60 ° C entre día y noche, sino que también reduce el ruido de la caja de cambios en un 30% en comparación con el equipo anterior, y la precisión de posicionamiento de guiñada es estable dentro de ± 0.1 °, lo que aumenta directamente la eficiencia de generación de energía de la unidad por 7%; Lo que es aún más sorprendente es que el equipo postventa de su empresa proporciona de manera proactiva los servicios de inspección trimestrales, descubre y reemplaza a los filtros de aceite lubricantes desgastados por adelantado, y evita fallas potenciales. Desde el rendimiento del producto hasta la respuesta al servicio, Raydafon ha cambiado por completo mi estereotipo de Made in China. ¡Daré prioridad a su empresa para todos los futuros proyectos de energía eólica en tierra y en alta mar!

Soy Ethan Carter, de Windhorizon Energy en el Reino Unido. Compramos la caja de cambios planetaria de guijarros de Raydafon para la turbina eólica para el proyecto de energía eólica escocesa en alta mar. Después de usarlo durante medio año, nos impresionó completamente la fuerza del producto. En un entorno con una velocidad de viento promedio de 12 m/s y corrosión severa de pulverización de sal, la caja de cambios no solo tuvo fugas cero y ruido anormal cero, sino que también tenía una velocidad de respuesta de guiñada un 20% más rápida que la solución original, lo que aumentó directamente la eficiencia del viento de la unidad en un 9%. Lo más raro es que el equipo técnico de su empresa siguiera todo el proceso, proporcionando el soporte personalizado de la instalación y la puesta en servicio al monitoreo de datos, e incluso optimizó proactivamente los parámetros del sistema de lubricación, extendiendo la vida útil estimada del equipo en un 15%. Desde la calidad hasta el servicio, Raydafon ha revocado por completo mi percepción de los proveedores emergentes. ¡En el futuro, todos los proyectos de energía eólica en alta mar elegirán primero su empresa!