Moventas公司研究和試驗組經(jīng)理Jari Toikkanen先生解釋說,進行這些測試主要是為了提高產(chǎn)品的可靠性,并符合如美國齒輪制造商協(xié)會(AGMA)和歐洲ISO標準等機構(gòu)嚴格監(jiān)管的要求。他補充說:“除了進行最大的努力進行產(chǎn)品開發(fā),渦輪風力發(fā)電機的原始設(shè)備制造商們(OEMs)都要求進行更多并且比以往都要更詳細的振動試驗來檢測產(chǎn)品的性能。”
變速箱共振
特別需要注意的一點是在渦輪風力發(fā)電機的大型變速箱的振動方面,它結(jié)合了行星和螺旋轉(zhuǎn)子來驅(qū)動發(fā)電機。另一個重要的組成部分是連接變速箱與渦輪機的扭矩臂。例如,Moventas公司一個大型的3MW模型,變速箱的重量就達到了30噸,直徑達到2米;長度為2.5米。扭矩臂的套管到套管之間的寬度為4米,0.5米厚,重達5噸。
工程師進行多種的模型沖擊試驗來測試這些組件的共振反應(yīng)。為什么呢?是為了檢查并避免產(chǎn)生共振反應(yīng)。周圍的結(jié)構(gòu)或齒輪嚙合的頻率產(chǎn)生的振動可能會損壞發(fā)電機的框架、葉片、驅(qū)動軸以及最高可能超過120米的發(fā)電塔。
Toikkanen先生說:“一般來說,我們的目標是避免扭矩臂產(chǎn)生80~250Hz范圍內(nèi)的震動,其余的結(jié)構(gòu)在400~800Hz的范圍內(nèi)。如果共振的頻率在這個范圍內(nèi)或接近這個范圍,工程師可以通過調(diào)整變速箱內(nèi)組件和扭矩臂的幾何位置來改變模態(tài)頻率—通常改變部分組件的厚度和形狀就能夠優(yōu)化性能。”
Toikkanen先生注意到,由于不同的轉(zhuǎn)子葉片的轉(zhuǎn)動速度,使得變速箱扭矩臂的振動方式產(chǎn)生差異,并且齒輪的振動頻率也會發(fā)生變化,因而使得這個過程變得非常復(fù)雜—從輸入旋轉(zhuǎn)每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)(RPM),微風時或到大風時可能達到10倍的量。來源
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