Современная ветряная турбина — чудо техники, призванное улавливать мощность ветра с точностью и эффективностью. Но не менее важно уметь контролировать это и, при необходимости, привести массивную конструкцию к безопасной полной остановке. Этот контроль достигается через сложное взаимодействие трех различных систем: поворот, угол атаки и роторное торможение.

Хотя все они в каком-то смысле связаны с «торможением», выполняют очень разные функции — подобно рулевому управлению, сервисным тормозам и аварийному рукоятке тормоза на автомобиле. Понимание роли каждой системы ключ к оценке безопасности и стратегии эксплуатации ветроустановки.

1. Система поворота: управление турбиной

Назначение: задача системы поворота — не останавливать лопасти, а развести всю насику (главный корпус) так, чтобы ротор всегда был обращен прямо к ветру. Это Maximizes energy capture and minimizes harmful, off-axis loads on the structure.

Как это работает: Накрылок сидит на большом кольцевом подшипнике в верхней части башни. Серия электромоторов или гидравлических приводов, так называемые «приводы поворота», поворачивают нацеливатель. Тормоза поворота — это набор мощных пружинно-применяемых, гидравлически освобождаемых тормозных цилиндров, которые зажимают большой диск или кольцо поворота.

  • Во время эксплуатации: Тормоза поворота используются для надежного удержания наливающейся ветряной башни в положении после того, как она ориентирована по ветру. Их часто применяют и отпускают в режиме «скользящего тормоза», чтобы позволить небольшие, контролируемые корректировки и подавлять структурные вибрации.
  • Функция: Подумайте об этом как о «ручном тормозе» для направления турбины.

Технология: Тормоза поворота должны обеспечивать чрезвычайно высокий момент удержания и быть невероятно надежными. Именно поэтому пружинно-применяемые, гидравлические тормоза-цилиндры, как наши SH Series Fail-Safe Brakes являются стандартом отрасли. Они обеспечивают огромный статический момент, необходимый для противодействия вращательному усилию ветра, и аварийную «безопасность» в виде включения по умолчанию.

2. Управление углом атаки: основной метод контроля скорости и торможения

Назначение: Угол атаки — основной и самый элегантный метод управления скоростью ротора и выходной мощностью турбины. Это также первая линия обороны в аварийной остановке.

Как это работает: Каждая лопасть крепится к ступице через подшипник, который позволяет ей вращаться вокруг своей длинной оси. Это вращение называется «наклон» (pitching). Гидравическая или электрическая система управления углом атаки может мгновенно изменить угол атаки всех трех лопастей одновременно.

  • Во время эксплуатации: Система вносит микроизменения в угол атаки лопастей, чтобы поддерживать постоянную скорость ротора и мощность при превышении ветровой скорости пределом номинальной мощности турбины.
  • Во время остановки: Чтобы остановить турбину, лопасти «расправляются» — разворот на 90 градусов по ветру. Это сразу же снимает аэродинамический подъем, заставляя ротор значительно и безопасно замедлиться. Это основной метод торможения как для обычной, так и для аварийной остановки.

Функция: Это эквивалент главных сервисных тормозов автомобиля, использующих аэродикуюм вместо трения.

3. Роторный тормоз: конечная система аварийного резерва

Назначение: Если управление углом атаки является сервисным тормозом, Роторный тормоз — это ultimate emergency handbrake and parking lock. Its primary roles are to bring the rotor to a complete stop after it has been slowed by the pitching system and to lock it securely for maintenance.

Как это работает: Роторный тормоз представляет собой массивный дисковый тормоз, очень похожий по принципу на тормоз поворота направления. Обычно расположен на быстродействующем валу коробки передач (между коробкой передач и генератором).

  • Во время аварийной остановки: После распрямления лопастей роторный тормоз вступает в работу как механический замок, чтобы привести постепенно вращающийся ротор к полной остановке (0 об/мин). Он НЕ предназначен для самостоятельной остановки ротора с полной скорости, так как энергия, вовлеченная в это, была бы огромной и могла повредить приводной тракт.
  • Во время обслуживания: Роторный тормоз включается как механический замок, чтобы предотвратить движение ротора во время работы техник внутри хаба или на лопастях. Это критически важная функция безопасности.

Технология: Как и тормоз поворота, роторный тормоз должен быть абсолютно надежным. Он всегда спроектирован как пружинно-применяемый, аварийно-отказоустойчивый. Механические тормоза высокой мощности на гидравлических клещах, такие как наши SDBH_I Series Hydraulic Brakes, используются для обеспечения экстремального момента удержания и сертифицированной безопасности, необходимой для этого критического применения.

Симфония безопасности

Системы поворота, угла атаки и роторного торможения работают вместе, чтобы обеспечить эффективную и прежде всего безопасную работу ветряной турбины.

  1. Система поворота управляет направлением и удерживает его.
  2. Система поворота управляет скоростью и выполняет основное аэродинамическое торможение.
  3. Роторный тормоз обеспечивает финальную, надежную механическую блокировку для парковки и аварий.

Понимание этой взаимосвязи ясно показывает, почему надежная, устойчиво работающая и аварийно-отказоустойчивая тормозная технология является не просто аксессуаром, а краеугольным камнем современной ветроэнергетики.