風力發(fā)電機組傳動鏈的振動控制

武新生

摘要：近幾年來，隨著我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，針對于能源的有效應(yīng)用，就成為當前最主要的發(fā)展方向。同時，由于風能具有可再生性，且自身并不會對環(huán)境造成污染，因此它也成為了當前最具有商業(yè)價值的一種能源。在當前階段，大多數(shù)的風電發(fā)電場處于環(huán)境都比較惡劣，因此就會造成風力發(fā)電機組的故障率偏高。同時，導致風機機組設(shè)備故障率偏高原因，其風機機組的設(shè)備監(jiān)督力度不足占主要一部分原因，監(jiān)測力不足導致機組不能提前發(fā)現(xiàn)故障進而無法保證機組的長期運行。對此，本文主要針對當前風力發(fā)電機在傳動過程當中所產(chǎn)生的問題進行有效討論，從而保證風機機組穩(wěn)定長期運行。

關(guān)鍵詞：風電場;風力發(fā)電機組;振動控制

前言

風能作為一種可再生的清潔型能源，已經(jīng)成為了當前清潔能源供給的中堅力量。由于風機機組通常處于惡劣的環(huán)境當中，這導致使其風電機組的故障較高。對此，就需要相關(guān)運營人員在其運行的過程當中對其進行有效的管理及監(jiān)測，這樣才能夠保證其整體的運作能長期有效的運行。

一、風力發(fā)電機組傳動鏈的異常振動危害

風力發(fā)電機組主要是由傳動鏈組成的，如主軸系統(tǒng)、齒輪箱等，齒輪箱是風機機組最重要的傳動部件。在風機運行的過程當中，齒輪箱作為增速箱，其整體的作用就是通過內(nèi)部的高速旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)帶動整個機器進行運行，因此其出現(xiàn)的故障總是會集中反映在齒輪箱當中。傳動鏈運行時會在水平垂直軸向三個方向產(chǎn)生不同程度的振動，如果其振動強度保持在其合理的范圍之內(nèi)，可以把它當作一種正常的振動現(xiàn)象[1]。對于運行中的設(shè)備來講，其振動頻率越小，就能夠保證設(shè)備能夠長期正常運行。反之，則會對設(shè)備造成損傷。因此，本文所敘述的由于震動而導致的一切問題，均是指其振動強度超過了標準范圍之外。如果相關(guān)人眼長期不予理會設(shè)備的異常振動，則會對傳動鏈設(shè)備產(chǎn)生危害性的影響。因此，為了保證設(shè)備的使用壽命以及其運行的安全性，就必須保證相關(guān)人員能夠?qū)C械設(shè)備的異常振動給予重視，同時分析找出其振動產(chǎn)生的原因，并對其原因進行相應(yīng)的處理，這樣才能夠保證其整體運行的安全性和高效性。

一般而言，在風電傳動鏈處于運行狀態(tài)時，一旦監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測到傳動鏈設(shè)備的各部分振動幅度過大，極有可能就是有異常振動的出現(xiàn)，如果相關(guān)人員不予以重視，最壞可能會引起傳動鏈部件發(fā)生故障。同時，當其振動頻率達到一定幅度時，就會導致齒輪箱在轉(zhuǎn)動的過程當中，發(fā)生了內(nèi)部零件的松動現(xiàn)象，致使其進一步出現(xiàn)異常。當其內(nèi)部零件消磨程度進一步提高時，傳動鏈之間的運動就會導致裝配件發(fā)生嚴重的磨損，進而就會導致其設(shè)備的斷裂故障出現(xiàn)。因此也可以說，導致齒輪箱振動異常的現(xiàn)象，就是由于內(nèi)在的傳動鏈無法進行正常的工作。對此，這就需要相關(guān)人員加強對傳動鏈振動的控制，這樣才能夠保證風電設(shè)備的運轉(zhuǎn)正常。

二、風力發(fā)電機組傳動鏈振動控制的方式

（一）應(yīng)用摩擦耗能器

在當前階段，摩擦耗能器的主要應(yīng)用金屬材質(zhì)進行制造，因為金屬具有較高的耐磨性，且整體抗性較強。因此，它被廣泛的應(yīng)用在摩擦耗能器的制造當中。但是，由于金屬自身的抗阻性較弱，就會導致其在運動的過程當中，無法有效保證降低振動帶來的負面影響。因此，相關(guān)企業(yè)在制造摩擦耗能器時，也開始嘗試應(yīng)用了新型材料對其進行建造。并且隨著技術(shù)的不斷升級，其整體所應(yīng)用的兩種新型抗阻型材料，其自身的性能，能夠保證將其應(yīng)用在齒輪建造的過程當中，有效實現(xiàn)減震的作用[2]。同時，這兩類的材質(zhì)的減振機理，都能夠有效地提高其齒輪的阻尼方式，以此就能夠達到其設(shè)備減震的目的，進而減小設(shè)備的運轉(zhuǎn)振動幅度，從而降低風險事故的發(fā)生。

（二）應(yīng)用粘彈性耗能器

彈性耗能器是一種較為特殊的耗能器，由于自身具有較強的被動性，因此其自身具有良好的減振效果，并且其整體的應(yīng)用材料都屬于阻尼滯后的性質(zhì)，同時也能夠大增齒輪轉(zhuǎn)動過程中抗阻性的提高，進而就能夠?qū)崿F(xiàn)通過降低其運動狀態(tài)的不穩(wěn)定性，來實現(xiàn)對振動的有效控制[3]。因為彈性耗能器具有良好的穩(wěn)定性和操作性，同時其經(jīng)濟價值又比較高，因此它能夠有效地應(yīng)用在各種器械當中。此外，彈性耗能器還能夠?qū)崿F(xiàn)齒輪寬帶阻尼的效應(yīng)，因此其整體的應(yīng)用可靠性也較高。

（三）應(yīng)用壓電分流系統(tǒng)

在風電設(shè)備當中所應(yīng)用的所有抗阻材料當中，其整體利用電壓進行抗阻的系統(tǒng)設(shè)置，能夠有效實現(xiàn)在機械運動的過程當中實現(xiàn)減振，并且也不需要通過其他電子儀器進行輔助減振。如，在進行應(yīng)用壓電分流阻尼系統(tǒng)時，就不需要應(yīng)用輔助系統(tǒng)對其進行有效控制。同時，其自身所具有的壓電分流阻尼系統(tǒng)其整體結(jié)構(gòu)簡單，可實現(xiàn)性強且魯棒性好，因此它也被廣泛的應(yīng)用在風電機組的設(shè)備當中。

三、優(yōu)化風力發(fā)電機組傳動鏈振動控制的措施

除了對于其整體設(shè)備應(yīng)用的有效控制外，也可以從其管理層面來實現(xiàn)對于風電傳統(tǒng)設(shè)備的有效控制。首先，設(shè)備的監(jiān)理人員需要對其設(shè)備進行設(shè)計、制造以及安裝等過程當中充分發(fā)揮自身的職能作用。其次，相關(guān)人員也要對其工藝設(shè)備進行有效的調(diào)試，這樣就可以保證在每一項可能會發(fā)生振動的設(shè)備運行過程當中，對其進行有效的監(jiān)控。例如，在設(shè)計階段，就可以應(yīng)用相應(yīng)的齒輪振動理論，對其零件進行有效的參數(shù)優(yōu)化，保障其齒輪的修型工作能夠順利的開展。在進行設(shè)備的制造階段，可以應(yīng)用抗振性能較高的材料對其設(shè)備進行精加工工作，以此來減少由于裝配誤差使其設(shè)備出現(xiàn)振動的現(xiàn)象。在進行裝備安裝調(diào)試的階段時，相關(guān)人員也可以對其震動幅度較大的部位進行減振設(shè)備安裝，以此就能夠達到實現(xiàn)設(shè)備振動符合振動值范圍的目的。

總結(jié)

綜上所述，想要保證風力發(fā)電機傳動鏈振動控制的有效進行，就需要對其整體的傳動設(shè)備進行優(yōu)化，并且要將其理論與實際緊密的結(jié)合，這樣才能夠在其設(shè)備安裝、制造、設(shè)計等多個階段進行有效的控制。

參考文獻

[1]陶生金，張鑫，何明，王洋，卜康濤.新型風力發(fā)電機組傳動鏈軸承的加熱及控制方法[J].科學咨詢（科技·管理），2018（10）：40.

[2]孫建湖.風力發(fā)電機組傳動鏈的振動控制[J].電機技術(shù)，2017（04）：23-27.

[3]杜靜，謝雙義，王磊，金鑫，羅敏.風力發(fā)電機傳動鏈的扭轉(zhuǎn)振動控制[J].電源技術(shù)，2013，37（03）：430-432+480.