Làm thế nào để hộp số đạt được quá trình chuyển đổi hiệu quả và ổn định này?

Đúng như tên gọi, một hộp số nhiều lượt chứa hệ thống truyền bánh răng nhiều giai đoạn, nhận ra việc chuyển đổi tốc độ và mô-men xoắn thông qua sự chia lưới của các bánh răng có kích thước và số lượng răng khác nhau. Trong một tuabin gió, bánh xe gió quay dưới ổ gió để tạo ra năng lượng cơ học. Tuy nhiên, do sự không ổn định của tốc độ gió và các hạn chế của thiết kế bánh xe gió, tốc độ do bánh xe gió tạo ra thường thấp và mô -men xoắn lớn, không thể trực tiếp điều khiển máy phát điện để tạo ra điện hiệu quả. Tại thời điểm này, hộp số nhiều lượt đóng vai trò chính.

Hộp số thường bao gồm trục đầu vào, trục đầu ra, trục trung gian, bánh răng ở các cấp độ khác nhau, vòng bi, vỏ và hệ thống bôi trơn. Trong số đó, trục đầu vào được kết nối với bánh xe gió và trục đầu ra được kết nối với máy phát. Khi bánh xe gió quay, trục đầu vào điều khiển các bánh răng ở các cấp độ khác nhau để truyền theo trình tự và cuối cùng chuyển đổi năng lượng cơ học tốc độ thấp, tốc độ thấp thành năng lượng cơ học tốc độ cao, mô-men xoắn tốc độ cao và truyền nó đến máy phát.

Điều đáng chú ý là việc thiết kế hộp số nhiều lượt xem xét đầy đủ các nhu cầu đặc biệt của việc phát điện gió. Một mặt, hộp số cần phải chịu được mô -men xoắn lớn và thay đổi tốc độ được truyền bởi bánh xe gió; Mặt khác, hộp số cũng cần có hiệu quả truyền tải cao và tuổi thọ dài. Do đó, lựa chọn vật liệu, thiết kế kết cấu, quy trình sản xuất và hệ thống bôi trơn của hộp số đã được tối ưu hóa và cải thiện nghiêm ngặt.

Cốt lõi của Hộp số nhiều lượt nằm trong hệ thống truyền bánh răng bên trong của nó. Hệ thống này đạt được chuyển đổi chính xác tốc độ và mô -men xoắn thông qua sự chia lưới của các bánh răng có kích thước và số lượng răng khác nhau. Trong quá trình chuyển đổi, hộp số không chỉ cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng mà còn đảm bảo rằng máy phát có thể hoạt động ở tốc độ ổn định.

Hệ thống truyền bánh răng chuyển đổi vòng quay tốc độ thấp của bánh xe gió thành vòng quay tốc độ cao theo yêu cầu của máy phát thông qua hiệu ứng tăng tốc độ. Do hiệu quả làm việc tối ưu của máy phát thường tương ứng với phạm vi tốc độ nhất định, hiệu ứng tăng tốc độ của hộp số cho phép máy phát hoạt động ở tốc độ hiệu quả hơn, do đó cải thiện hiệu quả phát điện của toàn bộ tuabin gió.

Hệ thống truyền bánh răng cũng đảm bảo rằng máy phát hoạt động dưới tải ổn định thông qua chức năng điều chỉnh mô -men xoắn. Do mô -men xoắn được tạo ra bởi bánh xe gió dao động rất nhiều với sự thay đổi tốc độ gió, nếu nó được truyền trực tiếp đến máy phát, nó sẽ gây ra tải trọng không ổn định của máy phát, ảnh hưởng đến chất lượng phát điện và tuổi thọ thiết bị. Hộp số có thể tự động điều chỉnh mô -men xoắn đầu ra thông qua sự kết nối của các bánh răng bên trong và sự thay đổi tỷ lệ truyền, để máy phát có thể hoạt động ổn định dưới tải xếp hạng.

Hệ thống truyền bánh răng cũng có các chức năng như chuyển đổi hướng và giảm rung và giảm nhiễu. Hàm chuyển đổi hướng cho phép hộp số thích ứng với các thay đổi hướng gió khác nhau, đảm bảo rằng tuabin gió luôn đối mặt với hướng gió và tối đa hóa việc sử dụng năng lượng gió. Chức năng giảm rung và giảm nhiễu làm giảm tác động của độ rung và nhiễu đối với thiết bị và môi trường bằng cách tối ưu hóa thiết kế kết cấu của hộp số và chọn vật liệu bánh răng chất lượng cao.

Mặc dù các hộp số nhiều lượt đóng một vai trò quan trọng trong việc phát điện gió, nhưng vẫn có nhiều thách thức kỹ thuật trong quá trình thiết kế và sản xuất của họ. Một mặt, khi các tuabin gió phát triển theo công suất lớn hơn và hiệu quả cao hơn, các hộp số cần phải chịu được tải trọng lớn hơn và tốc độ cao hơn, điều này đặt ra các yêu cầu cao hơn về lựa chọn vật liệu, thiết kế kết cấu và quá trình sản xuất hộp số. Mặt khác, vì việc phát điện gió thường nằm ở các vùng xa xôi và trong môi trường khắc nghiệt, hộp số cũng cần phải có khả năng chống ăn mòn mạnh, khả năng chống mài mòn và kháng mỏi.

Để đáp ứng những thách thức này, các công ty và tổ chức nghiên cứu có liên quan tiếp tục khám phá và đổi mới. Về lựa chọn vật liệu, thép hợp kim cao và độ bền cao và thép không gỉ được sử dụng để cải thiện khả năng chịu lực và tuổi thọ của hộp số. Về mặt thiết kế kết cấu, độ rung và độ nhiễu của hộp số được giảm bằng cách tối ưu hóa các tham số như hình dạng răng bánh răng, số lượng răng và tỷ lệ truyền. Về quy trình sản xuất, công nghệ gia công chính xác và xử lý nhiệt được sử dụng để cải thiện độ chính xác sản xuất và chất lượng bề mặt của hộp số.

Để cải thiện hơn nữa độ tin cậy và tuổi thọ dịch vụ của hộp số, các doanh nghiệp và tổ chức nghiên cứu có liên quan cũng đã phát triển các hệ thống giám sát và bảo trì thông minh. Các hệ thống này có thể phát hiện các lỗi và vấn đề tiềm ẩn theo thời gian bằng cách theo dõi thời gian thực về độ rung, nhiệt độ và các thông số khác của hộp số và thực hiện các biện pháp bảo trì tương ứng để tránh sự xuất hiện và mở rộng các lỗi. Các hệ thống này cũng có thể cung cấp hỗ trợ dữ liệu cho việc bảo trì và bảo trì hộp số để đảm bảo rằng hộp số luôn ở trong điều kiện làm việc tốt nhất.