5MW風電齒輪增速箱設(shè)計 (一級行星輪系)【7張CAD圖紙+文檔全套文件】

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類型的測試 測功機測試的主要優(yōu)點是負載測試機可以控制。的測試類型分為風力機系統(tǒng)測試和組件測試。在大多數(shù)情況下，你必須安裝的風力發(fā)電機組傳動系統(tǒng)進行測試，代表從傳遞荷載測功機。一些測試，也可以進行不同類型的描述如下，但作者不認為這是一個詳盡的列表。風力發(fā)電系統(tǒng)試驗傳動系統(tǒng)的耐久性試驗?zāi)途眯栽囼炇菫榱俗C明一個特定的疲勞壽命驅(qū)動系統(tǒng)確保它能夠生存的整個工作生活。耐久性試驗將涉及3至6在高負荷下連續(xù)運行數(shù)月，結(jié)合重大應(yīng)用瞬態(tài)負載的情況下，長期運行的頻譜部分。橫向軸載荷作用下模擬實際操作轉(zhuǎn)子彎曲載荷可以影響齒面接觸應(yīng)力和疲勞，軸承的壽命，軸和軸承座。這樣的測試要求高，穩(wěn)態(tài)功率水平的變化1.3～1.7倍的額定容量的測試文章。紊流風場模擬測試，這種測試可以證明的正確操作在設(shè)計工況下汽輪機系統(tǒng)。操作底盤測功機的閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制下，隨機風場數(shù)據(jù)是利用反饋計算機算法轉(zhuǎn)換成軸扭矩從機的控制系統(tǒng)。嚴重的隨機轉(zhuǎn)矩條件下可以模擬要求在所有條件下其操作的限制進行汽輪機控制系統(tǒng)。加載事件測試這種類型的測試可以在極端測量汽輪機系統(tǒng)的響應(yīng)操作事件。短暫的扭轉(zhuǎn)和彎曲載荷對傳動系統(tǒng)進行模擬真實的戰(zhàn)場環(huán)境。慣性系統(tǒng)可以使用的再生動力系統(tǒng)匹配電動變速傳動。橫向彎曲載荷可應(yīng)用于傳動軸，軸承座或偏航系統(tǒng)重現(xiàn)特定的設(shè)計載荷情況。這種類型的測試還包括自誘導載荷來自測試機的部件和不進入轉(zhuǎn)子系統(tǒng)。的例子自我誘導的負載制動系統(tǒng)試驗，發(fā)電機故障和電網(wǎng)故障，發(fā)電機和正常瞬變。 組件測試 個別渦輪組件的測試通常是測試與評價的重點對于整個系統(tǒng)。測功機可以用于各種其他成分的排位和優(yōu)化在現(xiàn)場安裝或改造?？梢赃M行測試，對齒輪，軸，軸承座，軸承，分離發(fā)電機，控制系統(tǒng)，制動，或電力電子元件，有或沒有代表性的傳動組件。變速箱試驗齒輪箱在風在廣泛的現(xiàn)場故障源工業(yè)。它往往是必要的測試，評估，優(yōu)化操作對個人的影響變速箱的部件來增加或降低機組成本的生活。[ 7 ]一些齒輪測試包括： ?評估和減輕輪齒載荷， ?評估和減輕齒面磨損機制， ?優(yōu)化齒輪的潤滑性能， ?優(yōu)化油系統(tǒng)的水平，溫度，和過濾， ?齒輪箱應(yīng)力測量， ?軸承壽命試驗，并 ?評估適當?shù)凝X嚙合特定負載下建立最佳的鉛和剖面修改。 發(fā)電機發(fā)電機是–的動力系統(tǒng)的一個重要組成部分。它有助于顯著的機械載荷產(chǎn)生在正常運行時，整個傳動系統(tǒng)故障。的一系列的條件下發(fā)電機的性能可以被分離和測試儀。一些 發(fā)電機測試包括： ?評價電氣特性和故障設(shè)置， ?評價軸承和繞組溫度， ?轉(zhuǎn)矩速度特性測量， ?確定起動轉(zhuǎn)矩和極端的操作性能， ?決定系統(tǒng)的效率，并 ?瞬態(tài)響應(yīng)特性的測量。 控制系統(tǒng)也可以在這個過程中，評估。這可能是高還是低了—速度（直接驅(qū)動）發(fā)電機。為了適應(yīng)直接驅(qū)動發(fā)電機，可能有過大的徑向尺寸，測功機測試灣坑建成的試驗段地板。在這些情況下，部分發(fā)電機可以安裝在坑下面的測試海灣地板表面允許適當?shù)母叨纫詼y功器輸出軸匹配。 z-750測試程序 z-750背景在成本分擔美國能源部（DOE）/國家贊助的近期研究測試包，探測器已經(jīng)努力降低的安裝成本制造z-750系列風機通過價值工程方法。支持活動，公司已經(jīng)安裝了一個完全風力渦輪機配置z-750?DTB評估降低成本的同時保持措施高質(zhì)量和忍受各種操作和設(shè)計荷載的能力。我們的組件在這個測試程序集中包括齒輪箱，齒輪元件，軸和聯(lián)軸器，制動器，并且，在某種程度上，軸承。測試分成四個階段：接觸試驗，制動事件測試，微點蝕試驗，和耐久性試驗。這些討論，下面描述的目標和過程。 齒面接觸試驗 接觸進行測試，以驗證正確嚙合的齒輪彈性加載過程中發(fā)生的。這是在不同的負載水平，使用一個簡單的齒輪齒的繪畫技術(shù)顯示磨損模式。測功機需要做的好是因為它很難選擇正確的并在該領(lǐng)域的可重復的負載水平。結(jié)果在設(shè)計，制造，質(zhì)量流程優(yōu)化齒輪的幾何形狀和材料。這一階段已成功完成的z-750s當前齒輪組。圖4顯示的例子的磨損模式觀察運行在恒定的負荷測功機1小時。 圖4控制磨損–齒輪的齒面接觸模式的例子 制動事件試驗 z-750配備的高速，安裝于軸上，彈簧制動，液壓釋放允許停止轉(zhuǎn)子在發(fā)生變槳系統(tǒng)故障。這種冗余的系統(tǒng)稱為在國際電工委員會（IEC）標準[ 8 ]和德國勞埃德批準文件。第二階段的測試減少制動反應(yīng)載荷通過驅(qū)動器列車雖然各種減災(zāi)技術(shù)。這些技術(shù)主要集中在減少制動反應(yīng)時間而提供的轉(zhuǎn)矩上升溫和和傳動反應(yīng)。作為通過麥尼夫等人[ 3 ]在一個顯而易見的和可重復的描述，在這些傳動負載減少方式可以允許同時減少需要正確地傳遞這些載荷系統(tǒng)元素。這，當然，會導致較低的成本結(jié)構(gòu)。這一階段也被成功地完成后四這種方法的評價。 微點蝕試驗 微觀點蝕的研究3期目前正在進行中，而且，迄今為止，最激動人心的一，因為它可以有一個廣泛的各大未來風電齒輪箱的設(shè)計實踐的影響水輪機模型。微蝕是失敗的前兆，是目前流行的水平在整個風電行業(yè)（以及其他行業(yè)以及），是保形的嚙合齒輪表面研磨效果結(jié)果在細（100μ?在）在表面凹坑。這些細坑在短時間內(nèi)深的凹陷，穿透硬化。最終，可適當降低表面?zhèn)鬟f和反應(yīng)的接觸應(yīng)力和彎曲載荷，從而加劇了問題。這可以導致宏觀點蝕和牙齒過早失效。安然想主動減少任何可能的過早損壞曝光評估各種微點蝕的抑制方法。鑒于此，3階段的重點是第一建立基線微點蝕特征通過加速高功率操作。然后各種緩解方法將測試量化的差異。這些方法包括替代表面光潔度，表面電鍍，和特種潤滑油和潤滑油添加劑。 耐久性試驗 最后，最好從測試前三個階段產(chǎn)生的產(chǎn)品配置進行評估在4期的最后一個耐力測試。這耐力測試將需要幾乎連續(xù)運行（與系統(tǒng)檢查和定期維修站）在一個約1000千瓦的功率水平的升高。此外，非對稱轉(zhuǎn)子載荷，橫擺動作，和其他的時刻也會使用軸模擬—安裝執(zhí)行器。預(yù)計1600至2000小時將需要模擬人生30年這個測試的文章。 總結(jié) 一個2.5兆瓦發(fā)電測功機設(shè)施已在國家風能技術(shù)中心完成的，和首先本文試驗已被用于成熟的風力發(fā)電機組和設(shè)備本身。預(yù)計這種新的測試工具將加快風力渦輪機的設(shè)計的成熟和更可靠的風在100千瓦范圍內(nèi)的渦輪機和傳動部件2.5兆瓦。設(shè)計工況模擬可以直接應(yīng)用到完整的風力渦輪機在實驗室環(huán)境中。這樣的模擬包括瞬態(tài)加載，耐力測試，和不尋常的負載的情況下。齒輪的齒面接觸測試和制動負荷減輕測試已經(jīng)完成了第一次測試的文章，z-750安然風。齒輪齒微點蝕機制和減災(zāi)技術(shù)測試現(xiàn)在下路，和渦輪不久將進行一個完整的系統(tǒng)耐久性試驗。 致謝 我們要感謝許多人幫助在測功機發(fā)展活動他繼續(xù)做這個項目的順利。特別感謝風公司和安然支持和耐心，他們在等待測功機可完成了促進第一次測試的文章。個別的，我們要認識到安然風人員，湯姆nemila，阿米爾米哈伊爾，克雷格克里斯特森，卡爾寇地茲，杰森諾特，弗萊德大通。同時，我們將想認識齒輪神，ED海勒拜克和鮑勃errichello誰已經(jīng)提供了非常寶貴的建議在整個項目。教育過度，導致技術(shù)人員和測功機的看門人在NREL也稱贊他的部分保持平穩(wěn)運行。感謝托比Stensland，科羅拉多永融，誰負責SCADA系統(tǒng)及軟件開發(fā)。吉姆和約翰遜李明博fingersh貢獻從一開始就和在使測功機在線工具。最后，感謝美國能源部資金支持致力于發(fā)展測功試驗臺。 參考文獻 1。麥尼夫，B.，W.D.的位置，和R.?errichello，不同風齒輪疲勞壽命的變化渦輪制動策略。1990，太陽能研究所：黃金，科羅拉多美國。 2。湯姆森，K.?S.?Petersen，變速箱持續(xù)加載對失速試驗研究和變槳距風力渦輪機?！?992，羅斯基勒，丹麥Risoe國家實驗室。 3。麥尼夫，B和Y，J manwell，謝。一個風力渦輪傳動系統(tǒng)分析程序的開發(fā)。 美國風能協(xié)會-風能94。1994。明尼阿波利斯，錳。 4。范格羅爾，S.，強度和大型風力機轉(zhuǎn)子的疲勞試驗結(jié)果在轉(zhuǎn)子葉片的機械試驗——ecn-i?95-0041995，ECN佩滕問卷，荷蘭。 5。凱利，北達科他州，NWTC設(shè)計規(guī)范（snlwind-3d），隨機，全流場，紊流風 用葉和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范空氣動力學仿真。2000，民族風技術(shù)中心。 6。漢森，交流和C.P.巴特菲爾德，水平軸風力機空氣動力學。年度流體力學的評論，1993（25期）。 7。AGMA，“風和規(guī)格的變速箱設(shè)計的推薦做法渦輪發(fā)電機系統(tǒng)”。1997，美國齒輪制造商協(xié)會：亞歷山大，VA美國。 8。iec-88／98／FDIS，風力渦輪發(fā)電機系統(tǒng)，1部分：安全要求?！?999，國際電工委員會：日內(nèi)瓦