Муфта ветроэлектрической установки со встроенными предохранительными тормозами
Комплексное системное решение
Сцепные муфты для соединения редукторов и генераторов в ветроэлектрических установках обычно состоят из муфты, компенсирующей несоосность валов, устройства защиты от перегрузки с ограничением крутящего момента и встроенного тормозного диска. В зависимости от производительности установки, ветроэлектрический модуль с системой передачи энергии от компании MAYR может также поставляться полностью оборудованным электромагнитными предохранительными тормозами.
Ветроэлектрические установки предъявляют высокие требования к соединительной муфте между редуктором и генератором, особенно если они монтируются на упругих резиновых элементах. Так как заданное время работы составляет не менее 20 лет, существующие крутящие моменты должны безопасно передаваться, и одновременно существенная несоосность валов должна компенсироваться за счет упругого сжатия редуктора и генератора. Важно сократить до минимума использование компонентов, требующих существенного профилактического технического обслуживания. Недопустимо высокие крутящие моменты вызываются кратковременными бросками крутящего момента (крутящими моментами короткого замыкания). Элемент защиты от механической перегрузки должен быть встроен в блок муфты, чтобы избежать повреждений в линии привода. Кроме того, требуется электрическая изоляция между генератором и редуктором для предотвращения возникновения токов утечки и электрических пробоев. Блок муфты имеет модульную конструкцию для оптимизации установки и демонтажа. Эта модульная конструкция обеспечивает дополнительное встраивание тормозного диска, подходящего к системе.
Обычно изготовители муфты предоставляют тормозной диск в соответствии с требованиями заказчика. Однако почему только тормозной диск, а не весь тормоз? В системе передачи энергии от компании MAYR этот аспект учитывается естественным образом. В конце концов, эта компания не только обладает многолетним опытом в области сцеплений и муфт с ограничением крутящего момента, но также имеет более чем 40-летний опыт разработки, производства и применения электромагнитных предохранительных тормозов.
В ветроэлектрических установках «главный тормоз» (основной тормоз) означает регулировку лопатки ротора с помощью привода наклона. В идеале, регулировка наклона уменьшает скорость ротора до нуля до того, как клещевые тормоза, которые установлены на быстровращающейся стороне тормозного диска (вспомогательный тормоз), войдут в зацепление и остановят систему. Однако при аварийной остановке тормоза уже входят в зацепление при скорости генератора около 500 оборотов в минуту. При этом они должны поглощать очень большие значения энергии трения. В пружинных тормозах обычно используются органические тормозные колодки, электромагнитные предохранительные тормоза не выдерживают таких нагрузок в течение длительного времени. Здесь доказали свои преимущества специальные синтетические тормозные колодки, которые обладают существенно лучшей термоустойчивостью, большей устойчивостью к поверхностным давлениям и меньшей скоростью износа.
Основным преимуществом гидравлических клещевых тормозов и электромагнитных тормозов, которые сейчас доминируют на рынке, являются высокие силы торможения, которые могут быть созданы. В электромагнитном варианте предел определяется силой растяжения магнитных блоков. Однако благодаря его высокой надежности электромагнитный тормоз является жизнеспособной альтернативой для небольших ветроэлектрических установок. Здесь система передачи энергии от компании MAYR использует свой клещевой тормоз ROBA-diskstop, который доказал свою эффективность многолетним использованием в лифтах и в промышленных установках с очень большими тормозными моментами. Вообще, гидравлические тормоза более подвержены отказам, и довольно часто их применение вызывает неприятные утечки масла. Протекающие клещи, поврежденные шланговые линии и износ клапанов могут привести к снижению тормозного усилия или, в крайних случаях, к полному отказу системы. Регулярно выполняемое техническое обслуживание, включая, например, замену масла и уплотнительных элементов, создает простои и производственные потери.
Ветроэлектрический модуль с электромагнитными клещевыми тормозами, обеспечиваемый системой передачи энергии от компании MAYR, почти не требует технического обслуживания. При необходимости следует заменять только изношенные тормозные колодки. Проверенная и патентованная муфта ROBA-DS с оптимизированными пакетами дисков, которая компенсирует до 4 градусов угловой несоосности, образует основу ветроэлектрического модуля. Используя современные инструментальные средства расчетов, конструкция сцепной муфты может быть подстроена к соответствующим требованиям. Это уже обеспечивает определение идеальной геометрической конструкции на этапе формирования концепции, так что максимальная жёсткость при кручении может быть достигнута при минимальной жесткости компенсации.
Защита от перегрузки, встроенная в промежуточную муфту, основана на фрикционной связи. Оптимизированная органическая фрикционная система поглощает недопустимо высокие броски крутящего момента. Таким образом, выполняются высокие требования к точности оттормаживания и количеству случаев перегрузки. Фрикционные элементы характеризуются стабильным и повторяемым поведением при оттормаживании. Уровень допуска равен +/- 15% при 1000 случаев перегрузки. В случае перегрузки процесс проскальзывания имеет место в муфте, а не в редукторе или на валу генератора, поэтому модуль перегрузки калибруется на месте производства. Это исключает возможность ошибок регулировки во время установки.
Для установки и демонтажа муфты не требуются никакие гидравлические инструменты. За счет использования комплектов специальных фиксаторов крутящие моменты затяжки могут поддерживаться в нужных пределах без особых проблем. Промежуточная втулка между тормозным диском со стороны редуктора и ступицей со стороны генератора может быть демонтирована без радиального перемещения редуктора или генератора. Промежуточная втулка, изготовленная из пластмассы, армированной стекловолокном, обеспечивает электрическую изоляцию для редуктора генератора; поэтому токи утечки могут быть исключены. В отличие от муфт из эластомера, ветроэлектрический модуль на основе муфты с дисковым пакетом ROBA-DS не требует выполнения технического обслуживания в течение всего срока службы при нормальных условиях эксплуатации ветроэлектрической установки.
Chr.Mayr GmbH + Co.KG
Рис. 1
В ветроэлектрических установках соединительная муфта между редуктором и генератором не должна требовать технического обслуживания в течение всего срока службы, который составляет не менее 20 лет; кроме того, она должна осуществлять надежную передачу крутящего момента и компенсировать значительные несоосности валов.