Kako mjenjač postiže ovaj učinkovit i stabilan postupak pretvorbe?

Kao što naziv govori, mjenjač s višestrukim okretama sadrži višestupanjski sustav prijenosa prijenosa, koji ostvaruje pretvorbu brzine i okretnog momenta kroz mrežicu zupčanika različitih veličina i broja zuba. U vjetroturbini se vjetrovito kotač okreće ispod pogona vjetra kako bi se stvorio mehanička energija. Međutim, zbog nestabilnosti brzine vjetra i ograničenja dizajna vjetrovitih kotača, brzina koju generira vjetrovit kotač često je niska, a okretni moment velik, koji ne može izravno pogoditi generator kako bi se električna energija učinkovito stvorila. U ovom trenutku, mjenjač s više okreta igra ključnu ulogu.

Mjenjač se obično sastoji od ulaznog vratila, izlaznog vratila, srednjeg vratila, zupčanika različitih razina, ležajeva, kućišta i sustava podmazivanja. Među njima je ulazna osovina spojena na vjetrovit kotač, a izlazna osovina je spojena na generator. Kad se vjetrovito kotač okreće, ulazna osovina pokreće zupčanike različitih razina kako bi se prenosila u nizu i konačno pretvara mehaničku energiju s visokim brzinama u niskoj brzini u mehaničku energiju s niskim brzinama i prenosi ga u generator.

Vrijedno je napomenuti da dizajn mjenjača s više okreta u potpunosti razmatra posebne potrebe stvaranja energije vjetra. S jedne strane, mjenjač mora izdržati ogromni okretni moment i promjene brzine koje prenosi kotač vjetra; S druge strane, mjenjač također mora imati visoku učinkovitost prijenosa i dug radni vijek. Stoga su odabir materijala, strukturni dizajn, proces proizvodnje i sustav podmazivanja prijenosnika strogo optimizirani i poboljšani.

Jezgra višestruko okretni mjenjač leži u svom sustavu za prijenos zupčanika. Ovaj sustav postiže točnu pretvorbu brzine i okretnog momenta kroz mrežicu zupčanika različitih veličina i broja zuba. Tijekom procesa pretvorbe, mjenjač ne samo da poboljšava učinkovitost iskorištavanja energije, već i osigurava da generator može raditi stabilnom brzinom.

Sustav prijenosa zupčanika pretvara rotaciju kotača s malim brzinama u rotaciju velike brzine koju generator zahtijeva kroz učinak povećanja brzine. Budući da optimalna radna učinkovitost generatora obično odgovara određenom rasponu brzine, učinak povećanja brzine prijenosa omogućuje generatoru da djeluje s učinkovitijom brzinom, poboljšavajući na taj način učinkovitost proizvodnje energije cijele vjetroagregate.

Sustav prijenosa zupčanika također osigurava da generator djeluje pod stabilnim opterećenjem kroz funkciju podešavanja zakretnog momenta. Budući da okretni moment generiran od vjetrobranskog kotača uvelike varira promjenom brzine vjetra, ako se izravno prenese na generator, uzrokovat će nestabilno opterećenje generatora, što utječe na kvalitetu proizvodnje energije i vijek trajanja opreme. Prijenosnik može automatski podesiti izlazni okretni moment putem mrežice unutarnjih zupčanika i promjenom omjera prijenosa, tako da generator može stabilno raditi pod nazivnim opterećenjem.

Sustav prijenosa zupčanika također ima funkcije poput pretvorbe smjera i smanjenja vibracija i smanjenja buke. Funkcija pretvorbe smjera omogućuje da se mjenjač prilagodi različitim promjenama smjera vjetra, osiguravajući da vjetroturbina uvijek bude okrenuta prema smjeru vjetra i maksimizirajući uporabu energije vjetra. Funkcija smanjenja vibracija i smanjenja buke smanjuje utjecaj vibracija i buke na opremu i okoliš optimiziranjem strukturnog dizajna mjenjača i odabirom visokokvalitetnih materijala za prijenos.

Iako višestruko okretni mjenjači igraju vitalnu ulogu u stvaranju energije vjetra, još uvijek postoji mnogo tehničkih izazova u njihovom procesu dizajna i proizvodnje. S jedne strane, kako se vjetroturbine razvijaju prema većem kapacitetu i većoj učinkovitosti, mjenjači moraju izdržati veća opterećenja i veće brzine, što stavlja veće zahtjeve na odabir materijala, konstrukcijski dizajn i proces proizvodnje mjenjača. S druge strane, budući da se stvaranje energije vjetra obično nalazi u udaljenim područjima i u teškim okruženjima, mjenjači također moraju imati jaku otpornost na koroziju, otpornost na habanje i otpornost na umor.

Kako bi se ispunile ove izazove, relevantne tvrtke i istraživačke institucije i dalje istražuju i inoviraju. U pogledu odabira materijala, za poboljšanje nosivosti i vijek trajanja mjenjača koriste se visoke alugirane čelika i od nehrđajućeg čelika i od nehrđajućeg čelika. U pogledu konstrukcijskog dizajna, vibracija i razina buke mjenjača smanjuju se optimiziranjem parametara kao što su oblik zuba zupčanika, broj omjera zuba i prijenosa. U pogledu procesa proizvodnje, za poboljšanje preciznosti obrade i toplinske obrade koriste se za poboljšanje točnosti proizvodnje i kvalitete površine mjenjača.

Kako bi se dodatno poboljšala pouzdanost i radni vijek prijenosnika, relevantna poduzeća i istraživačke institucije također su razvile inteligentne sustave za nadzor i održavanje. Ovi sustavi mogu u vremenu otkriti potencijalne greške i probleme praćenjem vibracija, temperature i drugih parametara mjenjača i poduzeti odgovarajuće mjere održavanja kako bi se izbjegla pojava i širenje grešaka. Ovi sustavi također mogu pružiti podršku podataka za održavanje i održavanje mjenjača kako bi se osiguralo da je mjenjač uvijek u najboljem radnom stanju.