蓋斯林格有限公司風(fēng)電業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理Alexander KariAlexander Kari：傳動鏈技術(shù)，確保高密度大扭距傳動鏈的魯棒性和靜音性能

2023年10月16日-19日，2023北京國際風(fēng)能大會暨展覽會（CWP2023）在北京如約召開。作為全球風(fēng)電行業(yè)年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國內(nèi)外參會代表共同參與的風(fēng)能盛會，再次登陸北京，聚焦中國能源革命的未來。

本屆大會以“構(gòu)筑全球穩(wěn)定供應(yīng)鏈 共建能源轉(zhuǎn)型新未來”為主題，將歷時四天，包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對話、創(chuàng)新劇場以及關(guān)于“全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)布局及供應(yīng)鏈安全”“雙碳時代下的風(fēng)電技術(shù)發(fā)展前景”“國際風(fēng)電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“風(fēng)電機組可靠性論壇”等不同主題的21個分論壇。能見App全程直播本次大會。

10月18日下午，蓋斯林格有限公司風(fēng)電業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理Alexander Kari在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新論壇II上發(fā)表題為《傳動鏈技術(shù)：確保高密度大扭距傳動鏈的魯棒性和靜音性能》的主題演講。

以下為發(fā)言全文：

各位下午好，今天想給大家介紹的傳動鏈技術(shù)，確保高密度大扭距的魯棒性和靜音性。    

我演講分為，引入低轉(zhuǎn)速連軸器、耦合性效益、濾波及目前成果、變速箱調(diào)節(jié)、總結(jié)。    

隨著氣動葉片的最新發(fā)展，升功率下降，能量開始顯著的減少，加上低風(fēng)速的體系，聲音可以去捕獲。其次，不斷增加的扭距密度，僅僅由成本進行驅(qū)動，也是為了保持大型陸上渦輪機的公路運輸能力引發(fā)兩個現(xiàn)象。根據(jù)介紹風(fēng)力變速箱在十年內(nèi)發(fā)展表明，扭距增加近50%，質(zhì)量下降35%。 

隨著激勵能量與阻尼比的增加，剛剛談到扭距增加50%，質(zhì)量下降35%。隨著基件能量和阻尼的增加可以增加調(diào)性，由先進的復(fù)合材料制成的低軸聯(lián)動器，以減輕負(fù)荷效果聞名，也與葉片和發(fā)射塔進行分離。由于直接耦合系統(tǒng)促成聲音的傳播，并且根據(jù)不具備有任何阻尼元件，我們調(diào)性的問題很有可能會不斷的增長。    

首先由先進復(fù)合材料制成低速連軸器，可以看到也將傳動系統(tǒng)與主要發(fā)生的表面塔葉片進行有效的剝離。讓我們先來看看非扭距的載荷，正如這項研究所揭示，與帶有彈性液壓扭距之下4個點的支撐相比，負(fù)荷低軸連軸少90%以上的非扭距載荷。   

2015年以來，蓋斯聯(lián)軸器已經(jīng)在海上使用了1000臺，但是尚未在陸上使用。因為可以解決NVH挑戰(zhàn)，我們與德國合作研究噪音和音調(diào)緩解的結(jié)果，我們需要去了解更多整體的噪音和音調(diào)緩解的效果。為了進行研究低速連轉(zhuǎn)器的影響，我們與風(fēng)力驅(qū)動中心合作，對于風(fēng)力渦輪機進行多態(tài)模擬的研究。首先計算多面的力，最高可以達(dá)到200赫茲，進行傳遞路徑的分析，確定葉片和塔頂?shù)募铀俣龋詈笥嬎懵曉春退妮椛淠堋?/p>

開始進行之前，通用的模型進行修改，首先以代表最新的中速技術(shù)，通用的陸上車型被改成中速動力的傳動系統(tǒng)。其次，傳統(tǒng)的發(fā)電機軸承被太陽軸承取代。

拆除行星載體的軸承，直接耦合和合并到主軸承單元的轉(zhuǎn)子軸上。這代表最新的傳動技術(shù)，對于耦合的模型，我們考慮合適低速軸連軸器的鋼度和阻尼值，同時包括行星載體的軸承，我們考慮到了方方面面，這就是相應(yīng)的比較。

我們可以看到受葉片加速度的影響，黑色圖形表示葉根和葉尖的加速度，主要是二級嚙合措施和斜坡表示，紅色的圖表示耦合模型，使紅色的主陣伏減少70%-85%。

從轉(zhuǎn)子葉片的輻射聲功率計算，可以看到高達(dá)16.5分貝的降低，并這也證明耦合性消除聲調(diào)在未來發(fā)展的巨大潛力。如果假設(shè)空氣動力聲功率為110DB，我相信它也會消除所有的聲調(diào)。

現(xiàn)在讓我們轉(zhuǎn)到第一個變速箱集成選項，這種是聯(lián)動型的，出現(xiàn)在第二個齒輪的階段，吸收多余能量的所在之處，主要模式之一是造成調(diào)轉(zhuǎn)性來扭轉(zhuǎn)。

從這一頁可以看到，如果TVA表明主陣伏降低50%甚至更多，我們可以去預(yù)期音調(diào)降低5-7分貝，雖然阻尼器可以被調(diào)整到主要的陣伏。但事實上，紅色的圖也表示該解決方案寬帶的效應(yīng)，低頻高頻也是有減小。

第二個是關(guān)于頻率的調(diào)節(jié)，風(fēng)力動力系統(tǒng)專家非常清楚太陽軸的模式，這是一種潛在的動力系統(tǒng)聲音的來源。通過降低鋼度調(diào)整共振頻率，可以隔離振動。但是由于可用安裝的空間，其實是非常有限，這是我們現(xiàn)在面臨的主要問題，由先進的復(fù)合材料制成的零件，可以改變規(guī)則。

所以我們改變了材料，調(diào)整也會變的非常大，這很可能會徹底改變現(xiàn)狀。在這一頁給大家舉一個例子，可以看到調(diào)整所帶來的結(jié)果。紅色的曲線顯示是頻率的改變，所以它是第一代原型樣機。

當(dāng)然，這種調(diào)整是不夠的，還會有一些調(diào)整進一步優(yōu)化。比如說第二代采用同一種太陽軸，而且它有一種側(cè)翼，能夠?qū)⑤S更多的轉(zhuǎn)向電機的表面。根據(jù)系統(tǒng)調(diào)整，幅度也有所不同。

這種情況也不一定完全整合到齒輪箱，電機領(lǐng)域的專家應(yīng)該非常了解這種情況，根據(jù)最初的結(jié)果沒有足夠的動機改變調(diào)整來進行全面的開發(fā)和驗證。簡要來說，在過去這幾年開展模擬，根據(jù)扭距和其他的模型，我們基于模型來確定傳動區(qū)域有效的負(fù)載，來決定碳纖維和鋼的區(qū)別。

我們也開展全面的驗證測試，包括零件測試、原型機測試，在系統(tǒng)環(huán)境內(nèi)進行測試，最后進行相應(yīng)的現(xiàn)場評估。這個風(fēng)機我們會對它進行壽命的預(yù)估，也需要去測試特定具體數(shù)量的樣本，我們也使用最先進的技術(shù)，包括根據(jù)它的扭距進行測試，應(yīng)力水平也是一樣的。我們基于此實現(xiàn)同樣的壓力水平，這個數(shù)字是20-30%不等，這個對于我們確定最終的應(yīng)力和周期來說是非常重要的。

而且在我們知道提前預(yù)先的條件，當(dāng)它是100度的時候我們需要進行完備的疲勞測試，了解它的壓力水平，可以進行內(nèi)部的驗證和壽命預(yù)測。在進行測試后，我們能夠確定它的安全因子和足夠的疲勞阻力測試。

在基于現(xiàn)有的設(shè)計來說，這個是非常重要的，能夠讓我們確定影響的控制，同時也有相應(yīng)的改進空間。

最后總結(jié)一下，一是我們在風(fēng)機領(lǐng)域所面臨的挑戰(zhàn)，包括扭距進一步增加和NVV所面臨的挑戰(zhàn)。二是ESS耦合不僅會消除力量，而且能夠?qū)⑴ぞ嘟档汀Ｈ亲枘崾欠浅：线m的消除扭距工具。四是碳纖維管非常的智能，而且進行全面的整合克服扭距的問題。

謝謝大家的傾聽，我們也有自己的展區(qū)在B08，大家感興趣可以來參觀。     

（根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）