معرفی گیربکس توربین بادی و کاربرد آن در صنعت برق
استفاده از گیربکس در توربین‌های بادی برای انتقال توان، تغییر دور، تغییر گشتاور، تغییر جهت چرخش و یا تغییر زاویه محور چرخش بسیار اساسی است. گیربکس به کمک مکانیزم‌های مختلف به عنوان یک اجزای کلیدی در عملکرد این توربین‌ها محسوب میشود.
از آنجا که سرعت باد متغیر است، توربین‌های بادی باید توانایی تولید برق را در بازه‌های مختلف سرعت باد داشته باشند. گیربکس‌ها در اینجا نقش اصلی را ایفا می‌کنند تا سرعت چرخش روتور اصلی به سرعت مورد نیاز ژنراتور را تنظیم کنند و انتقال توان را بهینه کنند.
در توربین‌های بادی، از گیربکس‌های با نوع نسبت ثابت استفاده میشود که به طور ایده‌آل حاصلضرب دور در گشتاور در ورودی و خروجی گیربکس ثابت باشد.
این ویژگی به تنظیم بهینه سرعت ژنراتور برای تولید برق کمک می‌کند.استفاده از گیربکس‌های مناسب و با کیفیت در توربین‌های بادی بسیار حائز اهمیت است، زیرا این وسیله باعث بهبود کارایی و کارکرد بهینه توربین میشود و در نهایت باعث کارایی بهتر و سودآوری پروژه‌های انرژی بادی میشود.
انواع گیربکس های توربین ها بادی
انواع گیربکس هایی که در توربین های بادی استفاده می شوند عبارتند از:
گیربکس ساده (Spur)
گیربکس مارپیچ (Helical)
گیربکس مخروطی (Bevel)
گیربکس حلزونی (Worm)
نحوه انتقال قدرت از روتور اصلی به ژنراتور و نقش گیربکس در آن
1. انتقال توان به صورت مستقیم (Direct drive)
در این روش، برای انتقال توان از روتور اصلی به ژنراتور، از گیربکس استفاده نمی‌شود. به طور مستقیم، گشتاور از روتور اصلی به ژنراتور منتقل میشود.
2. انتقال توان توسط گیربکس معمولی (Parallel Shaft)
انتقال توان توسط گیربکس معمولی Parallel Shaft، یک روش معمول برای انتقال توان از مولد (مانند توربین بادی) به ژنراتور است. در این روش، از یک گیربکس معمولی برای افزایش یا کاهش دور استفاده میشود. این گیربکس معمولاً شامل چرخ‌دنده‌های ساده یا مارپیچ است و برای افزایش دورهای بالا، از دو یا چند مرحله افزایش دور استفاده میشود.
یک نمونه از این نوع استفاده، در توربین بادی مدل Ventis 20-100 است که از گیربکس معمولی توربین بادی استفاده شده است. در این مدل، گیربکس دور ژنراتور به صورت موازی دو مرحله‌ای طراحی شده است. چرخ‌دنده‌ها توسط روتور اصلی به آرامی چرخانده میشود و سپس توسط گیربکس دور افزایش می‌یابد. در نهایت، توان تولیدی از طریق ژنراتور به سیستم انتقال توان منتقل میشود. این روش انتقال توان از گیربکس به ژنراتور کارآمدی بالایی دارد و در بسیاری از برنامه‌های توربین‌های بادی و دیگر نیروگاه‌های تولید برق استفاده میشود.
چرخ‌دنده‌های مارپیچ یا Helical Gears واقعاً برای انتقال بارهای سنگین و در سرعت‌های بالا مناسب هستند. به لطف طراحی خاص آنها، دارای تماس پیوسته با دنده‌های دیگر هستند که توانایی انتقال بارهای بزرگتر و ایجاد فشار کمتر را بر روی دنده‌ها ممکن می‌سازد. این نوع چرخ‌دنده به دلیل ساختار خمیده‌ی خود (در قالب یک مارپیچ) نیز سر و صدای کمتری ایجاد می‌کنند که این خصوصیت در بسیاری از کاربردها، به ویژه در محیط‌های صنعتی یا کاربردهایی که نیاز به کارکرد بی‌صدا دارند، بسیار ارزشمند است.
استفاده از چرخ‌دنده‌های مارپیچ در گیربکس‌های توربین بسیار معقول است، زیرا توربین‌ها به دلیل سرعت‌های بالا و بارهای سنگینی که باید انتقال دهند، نیازمند چرخ‌دنده‌های با عملکرد بالا و صدای کمتر هستند. عملیات سخت‌کاری و دقت در ساخت و تولید این چرخ‌دنده‌ها بسیار اساسی است، زیرا باعث میشود که عملکرد آنها بهینه شود و در عین حال عمر مفید آنها نیز افزایش یابد.به طور کلی، چرخ‌دنده‌های مارپیچ به عنوان یکی از بهترین گزینه‌ها برای انتقال قدرت در شرایط سنگین و با سرعت‌های بالا شناخته می‌شوند و انتخاب مناسبی برای بسیاری از کاربردها همچون توربین های بادی می‌باشد
3. انتقال توسط گیربکس سیاره ای (Planetary)
توانایی گیربکس سیاره‌ای در ایجاد نسبت‌های چندگانه و توزیع بار مناسب بین شافت‌ها، از ویژگی‌های مهم گیربکس سیاره ای است. در گیربکس سیاره‌ای، چرخ‌دنده خورشیدی متصل به منبع قدرت (به عنوان مثال توربین بادی) چرخ‌دنده سیاره‌ای را می‌چرخاند. چرخ‌دنده سیاره‌ای با چرخ‌دنده رینگی در ارتباط است و شافت خروجی را می‌چرخاند. این طرح اجازه می‌دهد که نسبت چرخش شافت خروجی به شافت ورودی قابل تنظیم باشد.
توزیع بار صحیح بین چرخ‌دنده‌ها و کاهش آسیب ناشی از سایش یکی از مزایای استفاده از گیربکس سیاره‌ای است. همچنین، این نوع گیربکس‌ها دارای نسبت‌های چرخش بزرگتر نسبت به سایر انواع گیربکس‌ها هستند که امکان انتقال گشتاور بیشتر را فراهم می‌کند.
استفاده از گیربکس سیاره‌ای در توربین‌های بادی به دلیل توانایی آن در تنظیم سرعت و افزایش نسبت چرخش، بسیار مناسب است. همچنین، این نوع گیربکس‌ها در توربین‌های بادی استفاده می‌شوند تا اتصال شافت بادی با ژنراتور را ایجاد کنند و برق تولید شده را به شبکه برق انتقال دهند.
ویژگی های خوب گیربکس سیاره ای توربین بادی
مزایای استفاده از گیربکس سیاره ای در توربین بادی عبارت است از:
- توزیع نیرو: گیربکس سیاره ای قادر است نیرو را بین چرخ‌دنده های سیاره ای تقسیم کند. این نوع توزیع نیرو منجر به تنظیم بار صحیح بین دنده ها میشود و در نتیجه باعث کاهش لغزش و فرسایش دنده ها میشود.
- کم بودن حجم این گیربکس ها: گیربکس سیاره ای از حجم کوچکتری نسبت به سایر انواع گیربکس‌ها برخوردار است. این مزیت به دلیل استفاده از ساختار چرخ دنده‌های سیاره ای جمع و جور می‌باشد و فضای کمتری اشغال می‌کند.
- کاهش لغزش و فرسایش: استفاده از گیربکس سیاره ای منجر به کاهش لغزش و فرسایش بین چرخ‌دنده‌های حلقه و سیاره میشود. این امر منجر به افزایش عمر مفید گیربکس و کاهش نیاز به تعمیر و نگهداری مکرر میشود.
- راندمان بالا: گیربکس سیاره ای از راندمان بالاتری نسبت به سایر گیربکس ها برخوردار است. این به دلیل کاهش فرسایش و انتقال نیرو بهینه‌تر است.
- نسبت دورهای متفاوت: گیربکس سیاره ای قادر است نسبت دورها را متفاوت کند. این قابلیت امکان تنظیم سرعت و افزایش نسبت چرخش را فراهم می‌کند و برای موتورها و سیستم‌هایی که نیاز به نسبت‌های دور مختلف دارند، بسیار مفید است.
به منظور دریافت مشاوره، آگاهی از لیست قیمت خرید و سفارش محصولات با مشاورین و کارشناسان شرکت گذرگاه صنعت و تجارت ایرانیان تماس حاصل فرمایید.
شماره تماس: 20089 888 - 021
فکس : 23015 888 - 021
در اسرع وقت پاسخگو هستیم.
