SCD与GE IntegraDrive的讨论| 风能@中国企业库|免费b2b网站

SCD与GE IntegraDrive的讨论
    Aerodyn的SCD设计在2008年的HUSUM展会就已经有报道，仅仅隔了一年时间，2009年北京的风电展览会上就已经在明阳的展台展出了。SCD是超级紧凑型风力发电机组的简称，用了两级行星传动，速比为1：20.7。明阳展出的机组另一大特点是双叶片设计，是为海上专门设计的，其安装和成本优势是明显的，毕竟少了一只叶片，尽管可能噪声较大，但海上就不用管这么多了，说不定迎风面积小抵抗台风的能力和对塔筒等结构的要求也会有所优化。尽管Aerodyn的图纸在中国卖了N家，但SCD的技术貌似只有明阳拿到了，网上有报道说什么是在Aerodyn的老大生日那天明阳的老大把这件事搞定的，娱乐一下。2009年北京的风电展览会明阳的展台我去了，现场有SCD的微缩模型，这一机型将齿轮箱和永磁同步发电机综合到了一起，已经没有了主轴，同时省去了刹车盘和联轴器，但其机械刹车的实现方式就不得而知了，忽然想起一个问题，直驱风机xx是依赖启动刹车吗？知道的朋友回答一下。后来我拿到了ABB的样本发现他们的产品包括SCD的发电机部分，当然目前明阳还没有能力生产齿轮箱，Aerodyn也不会舍得让其他国内齿轮箱厂去配套，所以明阳的主要部件应该都是依赖进口。当时本想进一步问一下传动链的的具体结构，可惜他们的技术人员在和客户谈判，问了一旁也过来围观的德国来的力士乐的销售总监，他也一个劲的摇头。
    相比之下，我仔细研究了GE的产品样本之后，GE IntegraDrive设计并不是两级行星轮传动，而是一种异化了的行星传动，行星轮是双联齿轮，并且轮毂还是通过主轴连接到齿轮箱，GE称这种设计可以将现在的齿轮箱+发电机安装在原来的齿轮箱位置上，节省了机舱的空间。可惜GE的网站上没有上传GE IntegraDrive的样本，我的那份样本又不在身边，没法查到其传动比。GE的展台那次我也去了，可惜那次没有实物展出，看了下视频，在传动方案上有很多创新之处，比如四行星轮，差动设计等等。我把样本拿给NGC的工程师看，他很不以为然“GE啥时候有差动设计啦，虚拟样机吧？！”
    M5000是一级行星传动，后面连的是中速永磁电机(58 –147rpm).，貌似其发电机也是ABB提供的,变速比1：9.92。M5000技术应该在SCD提出之前，已经开始实现真正的装机了。
    针对半直驱这一说法应该不是什么官方的，我记得最早是在国内的论坛上提出来的，对应的英文为HYBRID drivetrain翻译为混合驱动更为贴切，个人观点。
    国内NGC和杭州前进也都已经申请了混合驱动的专利了，不过听说国外的厂商对中国人自己设计的齿轮箱信不过，非得请国外的设计公司或是NGC那样和GE合作的才有市场，一声叹息。大家踏实搞技术，不要没头没脑地跑去给外国人做只懂销售的工程师，尤其是年轻人，前辈也要舍得倾其所有指教才是。这个帖子水得不成技术贴了，见笑。

SCD:

sRc=http://www.windpower-china.cn/files/A_generator_from_SCD_Technology_dwarfs_a_young_admirer_at_Husumwind_2007.jpg

IntegraDrive:

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紧凑型风力发电机组的概念始于1994年10月7日由意大利人HEHENBERGER GERALD提出的一项专利号为 WO 9611338的 “PLANETARY GEAR FOR WIND TURBINES”；此后，丹麦vestas公司在2001年4月2日申请了“包括行星齿轮的风力涡轮机”中国专利号为：CN02811174.5，并在其V90 /3MW机组上得到运用。V90 /3MW机组是在2002年5月开始试制的，下图为V90 /3MW的示意图。
2003年4月26日德国Aerodyn公司申报了一项专利号为DE 10318945 “Planetary gearing, for a wind energy generator, has a bearing structure where the load from the external rotor is minimized on the bearings and gear components to increase their life ”的专利，2004年又依据此专利的主要构思为德国Multibrid公司设计了一种紧凑型半直驱机组M5000，该设计综合了传统三级齿轮箱结构和直驱式技术的优点，即取消主轴，采用一级齿轮箱连接低转速永磁同步发电机，并且通过集成化设计，大大降低了机舱重量和尺寸，其主要技术特性如下：
1. 采用一级齿轮箱（传动比为1:9.92）和水冷式永磁同步发电机（{zd0}转速为147rpm，出口电压3000V）。与5M风机相比，大大地简化了传动系统结构，尺寸仅为5M的十分之一。
2. 备用的数据采集设备减少了因这些设备的故障而导致的系统停机；传感器系统可提供维护预警。
3. 良好的机舱密闭设计和空气过滤器使风机能够承受恶劣气候条件（如盐雾和潮湿空气侵蚀）的影响，适应于海上环境条件。
4. 紧凑型设计使M5000风机相比于同级别特大型风机具有较轻的机舱和轮毂重量，便于运输和安装。M5000的机舱总重量（包括轮毂和叶片）大约310吨，而 Repower 5M为420吨，Enercon E-126则达到530吨。当然，紧凑型设计同时也带来部件维修的困难。
5. 采用碳纤维结构的叶片，降低重量。
6. 四象限的全容量变流器改善了电能质量，功率因数调节范围为0.9（感性）～0.9（容性）。
2005年初Multibrid公司在位于Bremerhaven的陆上安装了{dy}台5MW半直驱式风力发电机组，2006年又在Bremerhaven的另一风电场安装了第二台三角架式机组，后来陆续安装了4台这样的风机。该公司后被法国AREVA公司（阿海珐公司）兼并，现正在为“全球科技1号”近海风力发电场提供80台M5000型风机 (总容量400MW)，预计在2011年开始交付使用。下图为5MW半直驱式风力发电机组的图片。
2007年3月15日德国Aerodyn公司在上述专利的基础上，提出了专利号为WO 2008113318的 “WIND TURBINE COMPRISING LOAD TRANSMITTING COMPONENTS” 专利，推出了SCD 风机概念（超级紧凑型设计），其结构与M5000 相似，但所采用的两级行星齿轮箱和中速发电机相互独立。齿轮箱和发电机的外径xx相同，并且由同心法兰连接，这样减小了轴线不重合的风险。主轴承由法兰盘直接连接在齿轮箱的输入轴端。
广东明阳风电技术有限公司2008年7月与德国Aerodyn公司签订SCD超紧凑型风力机（Super Compact Drive）的技术许可合同，这种超级紧凑型半直驱型风机没有采用三叶片的设计，而是采用了双叶片的设计方案。该技术方案对齿轮箱与发电机连接方式进行了改进，使用一个独立主轴承，两级行星齿轮箱，齿轮箱与发电机外径相同，通过同心法兰连接。主轴承法兰直接连接到齿轮箱输入轴端。据明阳风电公司的介绍，这种风力发电机组具有重量更轻、体积更小、成本更低、效率更高等特点。2009年6月已开始试制这种3MW紧凑型半直驱风力发电机组，2009年11月两台样机在欧洲的实验室里调试，如果所有的测试都达到预定的目标，将在2009年12月交付给明阳公司，并海运回国，这两台风机将分别安装在湛江徐闻海上风电场和南通如东潮间带试验风场风场。

IntegraDrive的简单介绍：