01. Поняття гідравлічного змінного кроку, склад, функція
Як одна з ключових частин системи керування великими вітряними турбінами, система змінного кроку вітрової енергії – це технологія, яка регулює кут нахилу лопаті, автоматично регулює кут між лопаттю та напрямком вітру відповідно до швидкості вітру, а потім контролює аеродинамічний крутний момент і аеродинамічну потужність, отримані вітровою турбіною, щоб оптимізувати ефективність уловлювання енергії вітру та роботу генераторної установки. Система змінного кроку реалізує обертання лопаті, змінює кут нахилу та забезпечує баланс потужності вітрової турбіни вище номінальної швидкості вітру. В екстремальних випадках система змінного кроку автоматично завершить перемотування, щоб зменшити опір лопаті вітру, таким чином зменшуючи швидкість і навантаження вітрової турбіни. Це може ефективно запобігти пошкодженню вітрової турбіни в екстремальних обставинах і захистити безпеку вітрової турбіни. Система змінного кроку відіграє важливу роль у безпечній, стабільній та ефективній роботі агрегату.
Вітрову систему змінного кроку можна розділити на гідравлічну систему змінного кроку та електричну систему змінного кроку. Гідравлічна система змінного кроку використовує двигун для приводу гідравлічного насоса як робочу потужність, гідравлічне масло як трансмісійне середовище, а електромагнітний клапан як елемент керування. Змінний крок реалізується шляхом перетворення руху штока поршня циліндра в круговий рух лопаті.
Схема гідравлічного приводу змінного кроку
Схема електричного регульованого гвинтового приводу
У гідравлічній системі зі змінним кроком гідравлічна насосна станція, гідравлічне контактне кільце, група клапанів зі змінним кроком, пропорційний клапан, акумулятор і циліндр є важливими компонентами для забезпечення нормальної роботи системи.
Гідравлічна насосна станція забезпечує стабільну гідравлічну потужність для всієї гідросистеми і є джерелом живлення системи. Гідравлічне контактне кільце використовується для з’єднання гідравлічної насосної станції всередині машинного відділення з обертовою секцією лопатей, забезпечуючи плавну передачу масла під високим тиском до набору змінних клапанів і циліндра. Згідно з інструкціями системи керування, змінна група клапанів точно контролює розширення циліндра та здійснює регулювання кута леза. Акумулятор відіграє різноманітні ролі в гідравлічній системі змінного кроку, включаючи дію як допоміжне джерело живлення, підтримання постійного тиску в системі, забезпечення аварійного джерела живлення, поглинання гідравлічного удару тощо. У разі надзвичайної ситуації, такої як раптова втрата тиску в системі або збій живлення, акумулятор може швидко вивільнити накопичену гідравлічну оливу, забезпечуючи безпечне повернення леза в призначене положення. Масляний циліндр є виконавчим механізмом, який реалізує регулювання кута лопаті відповідно до вказівок системи керування та регулювання лопатевої групи клапанів.
02. Гідравлічні переваги змінного кроку продуктивності та переваги вартості
З безперервним розвитком технологій виробництва енергії вітру, гідравлічна система змінного кроку, як важлива частина вітрової турбіни, її продуктивність і переваги вартості поступово стають помітними. Нижче описано продуктивність і цінність двох аспектів гідравлічної системи змінного кроку в-аналізі глибини.
1. Перевага продуктивності
- Висока надійність і низький відсоток відмов
Гідравлічна система змінного кроку використовує зрілу та стабільну гідравлічну технологію, яка має високу надійність і низьку частоту відмов. Це означає, що вітряні турбіни можуть підтримувати стабільну роботу протягом тривалого часу під час роботи, скорочуючи час простою, викликаний збоями, і підвищуючи ефективність виробництва електроенергії.
- Швидка реакція і точне налаштування
Гідравлічна система змінного кроку має швидку реакцію та високу точність регулювання. Коли швидкість вітру змінюється, гідравлічна система змінного кроку може швидко регулювати кут лопаті вентилятора, щоб адаптуватися до різних умов швидкості вітру, таким чином забезпечуючи ефективну роботу вітрової турбіни.
- Високий крутний момент
Гідравлічна система змінного кроку може забезпечити великий вихідний крутний момент, що дозволяє вітряній турбіні підтримувати стабільний робочий стан в умовах складного поля вітру. Водночас високий крутний момент також покращує адаптивність і надійність вітрової турбіни.
- Амортизуючий-буфер
Існування гідравлічного демпфування може поглинати крутний момент удару на обертовому валу лопаті та добре амортизувати лопаті та сам вентилятор.
- Спростіть технічне обслуговування та позбавтеся від необхідності змащувати поверхню зубів
У системі гідравлічного регульованого гвинта використовуються простіші підшипники, що усуває необхідність змащувати шестерні та зменшує кількість точок змащування для централізованого змащування. У звичайних редукторних системах змащування поверхні зубів має важливе значення для зменшення тертя та зносу між шестернями. Однак гідравлічні системи змінного кроку передають зусилля за допомогою гідравлічного масла, таким чином усуваючи потребу в змащуванні поверхні зубів. Це не тільки спрощує процедури технічного обслуговування, але й зменшує потенційні проблеми, спричинені недостатнім або надмірним змащенням.
- Безредукторний привід для вирішення проблеми зносу передач
Немає передач, немає частотної характеристики люфту та немає проблем із зносом передач: зубчасті передачі поступово виходять з ладу через тертя та знос протягом тривалих періодів експлуатації, вимагаючи регулярної заміни та обслуговування. Гідравлічна система регульованого гвинта безпосередньо приводить в обертання лопаті через гідравлічний циліндр без зубчастої передачі, тому немає проблеми зносу шестерні. Це значно знижує витрати на технічне обслуговування та кількість відмов системи, а також покращує надійність і термін служби системи.
- Екстрене оперення, довгий термін служби та швидке реагування
Використовуючи акумулятор як аварійне живлення лопаті, можна досягти аварійного оперування в разі повного зникнення електроенергії. Тривалий термін служби, швидке реагування в екстреній ситуації.
2. Ціннісна перевага
- Підвищення ефективності виробництва електроенергії
Гідравлічні системи змінного кроку дозволяють вітровим турбінам краще вловлювати енергію вітру та перетворювати її в електрику завдяки швидкому та точному регулюванню кута лопатей вентилятора. Це допомагає підвищити ефективність виробництва електроенергії вітровими турбінами та зменшити витрати на виробництво електроенергії.
- Зниження витрат на експлуатацію та технічне обслуговування
Висока надійність і низька частота відмов гідравлічної системи змінного кроку зменшують витрати на експлуатацію та обслуговування вітряної турбіни. У той же час, оскільки гідравлічну систему змінного кроку легко обслуговувати та капітально ремонтувати, вона може додатково знизити витрати на експлуатацію та технічне обслуговування та підвищити доступність обладнання. У редукторних системах, коли механізм зношується до певної міри, можуть знадобитися операції підйому для заміни або обслуговування механізму. Це не тільки збільшує складність і вартість обслуговування, але також може вплинути на нормальну роботу вітрових турбін. Гідравлічна система змінного кроку не вимагає зубчастої передачі, тому такі операції підйому не потрібні, що зменшує складність і вартість обслуговування.
- Поліпшення безпеки
Гідравлічна система змінного кроку використовує акумулятор як аварійний змінний крок, який може швидко підтримувати повну роботу гідравлічного циліндра змінного кроку в аварійній ситуації, таким чином підвищуючи безпеку вітрової турбіни. Крім того, стабільність і надійність гідравлічної системи змінного кроку також допомагає зменшити інциденти безпеки, спричинені несправностями.
- Стабільний і надійний захист від блискавки, що зменшує ризик простою
Оскільки гідравлічна система змінного кроку в основному покладається на гідравлічне масло для передачі енергії, а не на складні електричні лінії та електричні компоненти, вона не вразлива до прямого впливу блискавки, електромагнітних перешкод тощо. Навіть за суворих погодних умов гідравлічна система змінного кроку може підтримувати стабільність і надійність, скорочуючи час простою.
