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风电齿轮箱技术讨论| 风能@中国

作者:企业资讯策划团队 来源:rwfb 发布时间:2010-01-15 浏览:217

之前一段时忙着一些个人的事情,一直没时间,这么晚回复网友uestclzl的一个帖子,很抱歉。以下写一下我对风电齿轮箱的一些认识,由于我也是自己摸索的,错误之处在所难免,欢迎大家指正。
原帖见下

单纯的风电齿轮箱的类型撇开不讲,我讲一下驱动链的类型(Drivetrain )

1. 传统齿轮箱。之前600KW以下的机组往往选择平行轴齿轮箱,兆瓦级机组几乎全部是行星齿轮箱。目前较常见的是一级行星轮加两级平行轴和两级行星轮加一级平行轴齿轮箱,两级行星轮在2WM以上的机组中使用。比较特殊的的是力士乐的差动齿轮箱技术,由于差动轮由两个自由度,使用差动轮技术可以进行功率的分汇流,减少零部件的载荷,进而达到减少体积和重量的目的。另外还有以美国CLIPPER为代表的一机四电机布置。使用多行星轮和柔性轴技术也是目前在探索的方向。目前Winergy的{zd0}的齿轮箱据说有6MW,他们占据了大约40%的市场份额,上次在北京的时候听他们的销售人员说是为NORDEX开发的。国内目前的技术水平在3MW,华锐重工制造的,似乎是ROMAX给设计的,已经在东海风电场挂机运行,有待时间验证。1.5MW,2MW南高齿和重齿都能批生产,1.5兆瓦的价格在100万左右。但是齿轮箱的产能受到轴承供应的严重制约,轴承也是风电齿轮箱中一个极易损坏的部件。本来齿轮箱只需要承担扭矩就可以,但是由于传统的传动链布置方案,使得齿轮箱不得不承受弯矩的影响,也导致了齿轮箱提前损坏。就此ALSTOM提出的纯扭矩技术,也可以说是一种创新的尝试。

2.直驱机组 这个就不多讲了,由于齿轮箱故障频繁,需要定期维护,制造要求高,供需紧张等原因,直驱机组省去了齿轮箱,由叶轮直接驱动转子发电。

3.混合驱动,又称为半直驱,一般是一级行星轮加永磁电机,一级增速比1:9.92在大多数人看好的一种驱动形式。现在比较成功的机组是MULTIBRID的M5000,齿轮箱的制造商是德国Renk公司,REPOWER的5M的齿轮箱也是由其提供的。由于直驱机组极数多,往大容量方向发展时,其定子直径也要增大,就会带来运输和安装困难,所以半直驱可以说是一种折中方案。GE推出的Integrated技术也是同样的原理,国内的金风可能已经掌握了该技术并在3MW的机组上进行了尝试,制造商应该是南高齿。Aerodyn给明阳提供的Interdrive技术,即所谓的紧凑型驱动技术,风机09年10月份在北京有模型展出,也可以归到这一技术之下。指的引人瞩目的是明阳的机组使用了双叶片,在海上的环境下,不用考虑噪音,可能有成本优势。
4.机械无级变速CVT 这个国内尚没有单独作为一种驱动类型讨论,比较典型的是VOITH的WINDRIVE齿轮箱,引入了液力变矩器,可以有效减少冲击载荷,简化电力电子装置。捷克有个叫WIKOV的公司在WINDTEC的帮助下做了尝试,但未见到挂机运行的报告。
5.使用液压液力技术 简单说就是液压泵加液压马达构成液压回路,这一方案大多数还在实验室里躺着,个人认为效率,冷却和机舱空间限制将成为这种技术的一个瓶颈。

欢迎大家共同探讨!

Let wind power our life

对于大功率直驱的“大鼓肚”问题,上次一个师弟谈及了一种可能的解决方案。就是把磁极进行轴向排列,而不是传统的圆周排列。原理有点类似测速仪,通过不同的扇面切割磁场。这种结构在原理上虽然可行,但制造和控制起来有很大的困难。但技术的发展总是难以预测的,200年以前,全世界最聪明的人恐怕也不会想到,人类可以到月亮上漫步。

关于液压无极变速,冷却应该不是问题。液压系统是可以通过回路设计实现自冷的。加上压力油本身是能量的载体,设计中应该尽量避免压力损失(比如泄流阀或者压力-热量转换等)。其效率损失主要来自于液压泵和液压马达的泄流,关键还是个作用范围问题。如果回路能够保证泵和马达始终在{zy}状态下运行,其效率是wq可以达到90%以上的。

把我上面说的两点结合起来,我其实就是想表达一个观点:创造性的思维可以改变技术发展的进程。

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