01. Concept, samenstelling, functie van hydraulisch variabele spoed
Als een van de kernonderdelen van het besturingssysteem van grote windturbines is het variabele pitch-systeem voor windenergie een technologie die de pitch-hoek van het blad aanpast, automatisch de hoek tussen het blad en de windrichting aanpast op basis van de windsnelheid, en regelt vervolgens het aerodynamische koppel en het aerodynamische vermogen dat door de windturbine wordt opgevangen om de opvangefficiëntie van windenergie en de werkingsprestaties van de generatorset te optimaliseren. Het variabele pitch-systeem is bedoeld om de bladrotatie te realiseren, de pitchhoek te veranderen en de vermogensbalans van de windturbine boven de nominale windsnelheid te garanderen. In extreme gevallen zal het variabele pitch-systeem automatisch de terugspoelactie voltooien om de weerstand van het blad tegen de wind te verminderen, waardoor de snelheid en belasting van de windturbine worden verminderd. Hierdoor kan effectief worden voorkomen dat de windturbine onder extreme omstandigheden beschadigd raakt en wordt de veiligheid van de windturbine gewaarborgd. Het variabele pitch-systeem speelt een belangrijke rol in de veilige, stabiele en efficiënte werking van de unit.
Het windvariabele pitch-systeem kan worden onderverdeeld in een hydraulisch variabel pitch-systeem en een elektrisch variabel pitch-systeem. Het hydraulische systeem met variabele spoed zorgt ervoor dat de motor de hydraulische pomp aandrijft als werkvermogen, de hydraulische olie als transmissiemedium en de magneetklep als bedieningselement. De variabele spoed wordt gerealiseerd door de beweging van de cilinderzuigerstang om te zetten in de cirkelvormige beweging van het blad.
Diagram van hydraulisch variabele spoedaandrijving
Diagram van elektrische variabele propelleraandrijving
In een hydraulisch systeem met variabele spoed zijn het hydraulische pompstation, de hydraulische sleepring, de klepgroep met variabele spoed, de proportionele klep, de accumulator en de cilinder allemaal belangrijke componenten om de normale werking van het systeem te garanderen.
Het hydraulische pompstation levert stabiel hydraulisch vermogen voor het hele hydraulische systeem en is de krachtbron van het systeem. De hydraulische sleepring wordt gebruikt om het hydraulische pompstation in de machinekamer te verbinden met het roterende bladgedeelte, waardoor een soepele overdracht van hogedrukolie naar de variabele kleppenset en cilinder wordt gegarandeerd. Volgens de instructies van het besturingssysteem regelt de variabele klepgroep nauwkeurig de uitzetting van de cilinder en realiseert de hoekverstelling van het blad. De accumulator speelt verschillende rollen in het hydraulische systeem met variabele spoed, waaronder het fungeren als hulpkrachtbron, het op constante druk houden van het systeem, het leveren van een noodstroombron, het absorberen van hydraulische schokken, enzovoort. In geval van nood, zoals plotseling wegvallen van systeemdruk of stroomuitval, kan de accumulator de opgeslagen hydraulische olie snel vrijgeven, waardoor het blad veilig in de beoogde positie kan worden teruggebracht. De oliecilinder is het uitvoerende mechanisme, dat de hoekaanpassing van het blad realiseert volgens de instructies van het besturingssysteem en de aanpassing van de peddelklepgroep.
02. Prestatievoordelen en waardevoordelen van hydraulische variabele spoed
Met de voortdurende ontwikkeling van technologie voor het opwekken van windenergie, het hydraulische systeem met variabele spoed, als belangrijk onderdeel van de windturbine, worden de prestatie- en waardevoordelen ervan geleidelijk prominenter. Het volgende over de prestaties en waarde van twee aspecten van het hydraulische systeem met variabele spoed in-diepgaande analyse.
1. Prestatievoordeel
- Hoge betrouwbaarheid en laag uitvalpercentage
Het hydraulische systeem met variabele spoed maakt gebruik van volwassen en stabiele hydraulische technologie, die een hoge betrouwbaarheid en een laag uitvalpercentage heeft. Dit betekent dat windturbines tijdens bedrijf gedurende lange tijd een stabiele werking kunnen behouden, waardoor de uitvaltijd als gevolg van storingen wordt verminderd en de efficiëntie van de energieopwekking wordt verbeterd.
- Snelle respons en nauwkeurige afstelling
Het hydraulische variabele pitch-systeem heeft een hoge reactiesnelheid en een hoge instelnauwkeurigheid. Wanneer de windsnelheid verandert, kan het hydraulische systeem met variabele spoed de hoek van het ventilatorblad snel aanpassen aan verschillende windsnelheidsomstandigheden, waardoor de efficiënte werking van de windturbine wordt gegarandeerd.
- Hoog koppelvermogen
Het hydraulische systeem met variabele spoed kan een groot koppel leveren, waardoor de windturbine een stabiele bedrijfstoestand kan behouden in het licht van een complexe windveldomgeving. Tegelijkertijd verbetert het hoge koppel ook het aanpassingsvermogen en de betrouwbaarheid van de windturbine.
- Schok-absorberende buffer
Het bestaan van hydraulische demping kan het impactkoppel op de roterende as van het blad absorberen en een goed dempend effect hebben op het blad en de ventilator zelf.
- Vereenvoudig het onderhoud en elimineer de noodzaak van smering van het tandoppervlak
Het hydraulisch variabele propellersysteem maakt gebruik van eenvoudigere lagers, waardoor het niet meer nodig is om tandwielen te smeren en het aantal smeerpunten voor gecentraliseerde smering wordt verminderd. Bij conventionele tandwielsystemen is smering van het tandoppervlak essentieel om wrijving en slijtage tussen tandwielen te verminderen. Hydraulische systemen met variabele spoed brengen de kracht echter over door gebruik te maken van hydraulische olie, waardoor smering van het tandoppervlak overbodig wordt. Dit vereenvoudigt niet alleen de onderhoudsprocedures, maar vermindert ook potentiële problemen veroorzaakt door onvoldoende of overmatige smering.
- Tandwielloze aandrijving om het probleem van tandwielslijtage op te lossen
Geen tandwielen, geen spelingfrequentierespons en geen problemen met tandwielslijtage: Tandwielaandrijvingen vallen geleidelijk uit als gevolg van wrijving en slijtage tijdens langdurig gebruik, waardoor regelmatige vervanging en onderhoud nodig zijn. Het hydraulisch variabele propellersysteem drijft het blad rechtstreeks aan via de hydraulische cilinder, zonder tandwieloverbrenging, zodat er geen sprake is van slijtage van de tandwielen. Dit verlaagt de onderhoudskosten en het uitvalpercentage van het systeem aanzienlijk en verbetert de betrouwbaarheid en levensduur van het systeem.
- Noodbevedering, lange levensduur en snelle reactie
Door gebruik te maken van de accu als noodpeddelkracht kan een noodveerwerking worden bereikt in het geval van een volledige stroomuitval. Lange levensduur, snelle reactie in geval van nood.
2. Waardevoordeel
- Verbeter de efficiëntie van de energieopwekking
Dankzij hydraulische systemen met variabele spoed kunnen windturbines windenergie beter opvangen en omzetten in elektriciteit door snel en nauwkeurig te reageren door de hoek van de ventilatorbladen aan te passen. Dit helpt de efficiëntie van de energieopwekking van windturbines te verbeteren en de kosten voor energieopwekking te verlagen.
- Verlaag de exploitatie- en onderhoudskosten
De hoge betrouwbaarheid en het lage uitvalpercentage van het hydraulische systeem met variabele spoed verlagen de bedrijfs- en onderhoudskosten van de windturbine. Tegelijkertijd kan het hydraulische systeem met variabele spoed, omdat het eenvoudig te onderhouden en te reviseren is, de exploitatie- en onderhoudskosten verder verlagen en de beschikbaarheid van apparatuur verbeteren. Bij systemen met tandwieloverbrenging kunnen, wanneer het tandwiel in zekere mate verslijt, hefwerkzaamheden nodig zijn om het tandwiel te vervangen of te onderhouden. Dit verhoogt niet alleen de complexiteit en de kosten van onderhoud, maar kan ook de normale werking van windturbines beïnvloeden. Het hydraulische systeem met variabele spoed vereist geen tandwieloverbrenging, zodat dergelijke hefwerkzaamheden niet nodig zijn, waardoor de moeilijkheidsgraad en de onderhoudskosten worden verminderd.
- Verbeter de beveiliging
Het hydraulische systeem met variabele spoed gebruikt de accumulator als een noodvariabele spoed, die in geval van nood snel de volledige veerwerking van de hydraulische cilinder met variabele spoed kan ondersteunen, waardoor de veiligheid van de windturbine wordt verbeterd. Bovendien dragen de stabiliteit en betrouwbaarheid van het hydraulische systeem met variabele spoed bij aan het terugdringen van veiligheidsincidenten als gevolg van storingen.
- Stabiel en betrouwbaar, anti-blikseminterferentie, vermindert het risico op downtime
Omdat het hydraulische systeem met variabele spoed voornamelijk afhankelijk is van hydraulische olie om vermogen over te brengen, in plaats van complexe elektrische leidingen en elektrische componenten, is het niet kwetsbaar voor de directe impact van bliksem, elektromagnetische interferentie, enz. Zelfs onder zware bliksemweersomstandigheden kan het hydraulische systeem met variabele spoed een goede stabiliteit en betrouwbaarheid behouden, waardoor de uitvaltijd wordt verminderd.
