De Paul Dvorak 15 noiembrie 2017

Dacă turbinele eoliene convenționale trebuie să spargă bariera de 10 MW și să se îndrepte spre producții mai mari, proiectele convenționale vor trebui să se schimbe. O mică firmă de inginerie din California oferă câteva idei noi, dintre care una ar pune cea mai grea componentă în principiu pe o dietă serioasă și ar reduce costurile. Compania, spune el, are designul pentru un cumpărător de viteză care combină componentele cicloidale și arhitectura cu un concept de set de angrenaje planetare. Rezultatul, numit FrictionLess Gears, se spune că oferă un fumător de viteză mai ușor (sau reductor de viteză) decât este posibil numai cu uneltele convenționale și ar fi util în majoritatea turbinei de orice dimensiune. Se solicită o reducere a greutății mai mare de 30% pentru o aplicație aerospațială.

viteze

Reductorul de viteză al unui Nabtesco arată o oarecare similitudine cu designul FLG oferit de firma Kroupa. Urmăriți un videoclip pe YouTube aici: https://goo.gl/7BM4fd.

Directorul tehnic pentru New Frontier Technical Group, Milan Kroupa, descrie FrictionLess Gears (FLG) în acest fel: se bazează pe principiul unui rulment cu role, oferind astfel frecare redusă, densitate ridicată a cuplului și viteză de funcționare. Poate fi considerat un hibrid deoarece combină o acțiune planetară cu o acțiune cicloidală. La fel ca în cazul cicloizilor, arborele FLG este excentric, dar nu are disc ciclic sau angrenaje cu angrenaj pe care îl folosesc unii reductori cicloidali. Funcționează pe aceleași principii ca o unitate planetară, dar angajează un număr semnificativ mai mare de „dinți”.

El adaugă că, în timp ce unitățile de angrenaje planetare folosesc roți dințate pentru anulare, soare și planete, FLG nu. De asemenea, nu folosește profiluri asemănătoare unui dinte de pinteniu pentru a se împleti cu un disc cicloidal relativ masiv pentru a-l avansa într-o manieră „pulsatorie”. „Arborele excentric al FLG se rotește ușor, în timp ce rolele ușoare fac o tranziție lină, prin mișcare de rulare, între„ dinții ”tipic sinusoidali ai angrenajului inel circumscris. Liniștea de funcționare are o oarecare similitudine cu dispozitivele planetare, dar oferă o reacție aproape nulă la egalitate cu acționările armonice ultra-precise și seturile de angrenaje care, din păcate, nu pot oferi rigiditatea sau încărcarea torsională și, prin urmare, sunt limitate la aplicații de poziționare de înaltă precizie ”, a spus el. Se spune, de asemenea, că angrenajele FLG oferă o durabilitate și fiabilitate mai mari, oferind zgomot, vibrații și duritate mai mici, cu o durată mai lungă de viață și un factor de siguranță mai mare, care sunt esențiale și importante în aplicațiile aerospațiale.

Ilustrația oferă un aspect limitat în interiorul FLG.

Deoarece arborele excentric al FLG poate lua mai multe forme, face posibil rapoarte de transmisie de ordinul 500: 1 „Diferite forme de dinți și came pot oferi soluții interesante, care ar putea să nu fie posibile cu alți arhitecți sau sisteme de angrenaje. La fel ca și seturile planetare, arhitecturile FLG pot fi direcționate înapoi, dar pot fi formulate și pentru a nu fi inversate ”, a spus el.

Kroupa adaugă că nu a făcut calculele pentru o cutie de viteze de turbină eoliană, dar are una preliminară pe V22 Osprey, avionul cu rotor înclinabil al armatei. El estimează că proiectul său ar putea scoate o treime din greutatea curentă a cutiei de viteze de pe cadru, aproximativ 2.000 lb. „La turbinele eoliene, dimensiunea și economia de greutate ar afecta proporțional costul direct și ar putea fi semnificativ mai mare. Acest lucru va varia de la caz la caz ”, a spus el. De exemplu, o cutie de viteze convențională de 30 de tone pentru turbina eoliană ar putea fi redusă cu 15 până la 20 de tone. Costurile indirecte legate de structuri precum turnurile și fundațiile cu greutate mai mică vor fi, de asemenea, afectate. Modernizarea sau modernizarea turbinelor existente este, de asemenea, o posibilitate.

Ilustrația este a unui „rulment cu role” FrictionLess Gear.

O ultimă idee ispititoare, spune Kroupa, ar fi o transmisie FLG simplă continuă cu viteză variabilă care poate face față rafalelor și altor evenimente de vânt. „Spre deosebire de majoritatea celorlalte CVT, transmisia cu cuplu ridicat, cuplu ridicat, continuu variabil nu este proiectată cu tracțiune, lanț sau curea și, prin urmare, este semnificativ superioară. Ar putea reduce daunele provocate de tensiune ale lamelor și rulmenților, prelungind astfel durata de viață a produsului și mai micăing costuri pentru service, întreținere, reparații și proprietate.

O transmisie cu viteză variabilă ar permite reglarea fluctuațiilor de viteză pentru a o menține în locul potrivit pentru puterea necesară rețelei, ceea ce la rândul său ar permite generatoare de costuri mai mici, renunțarea la invertoare și alte electronice de putere, cu economii mari. Cutia de viteze FLG oferă o variabilitate limitată a vitezei, dar un CVT complet ar oferi beneficii și mai mari. Sunt disponibili mai mulți arhitecți FPC ”, spune el.

Cu toate acestea, încă nu au fost construite prototipuri, recunoaște Kroupa. „Toate resursele noastre sunt direcționate către brevetare, licențiere și dezvoltare cu un partener strategic. Tocmai am depus un brevet de transmisii hidrostatice cu cuplu ridicat. FrictionLess Gears 2.0 se află pe planșă, care este o morfologie radical diferită de conceptul original FLG. Și abia aștept să introduc lumea lumii cu rotorul reglabil dinamic (ADN-rotor) la care lucrez pentru a oferi o supraviețuire mai mare în condiții de vânt extrem și marine ale turbinelor plutitoare. Cred că va revoluționa industria eoliană, în special cu viitoarele lame cu scară extremă ”.