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以下为发言全文:
各位来宾,大家上午好!我今天要分享的主题是《使用免维护感应吸收器延长风机电机轴承的使用寿命》。
轴承损坏有各种各样的原因,其中一个原因是腐蚀,下面我会就这一块进行分享。
先介绍一下曼特,成立于1984年。总部位于德国。在中国、越南、匈牙利都有生产基地,除了研发和生产外,我们也在不断的开发应用方向。其中涉及到工业、汽车、能源、安全,交通当中有大型空调、医疗设备以及汽车的电力管理系统、变频控制系统。
今天我分享的是能源中的风电行业,轴承腐蚀也是ESA的问题表现形式,在目前主流风力发电基础上有直驱和双馈、半直驱。
直驱风力发电机组,利用的是永磁发电机,它的结构也会比较简单没有变速器。变流器相对于双馈,发电机会经过变流器,所以说直驱型发电机组要把功率提高,技术难度会高一点。
因为采用永磁的发动机,它的制造成本会比较高。我今天要讲是以双馈机组进行分享,在直驱型风力发电机组当中会对电磁发射实验有要求。由于双馈控制方法复杂,目前为止在EMC测试方面,暂时还没有具体的标准。
在EMC的问题当中,有三要素:干扰源、传播路径和设备。齿轮箱是敏感的设备,传播路径是线缆,干扰是变频的设备。干扰形成来自于三个方面:PWM调制、IGBT主导干扰、DVTT。三者耦合在一起,就会产生干扰源。
EMC干扰会对电网、变压器、发电机组、变流器领域的元器件进行冲击,会导致它出现一系列的问题。比如说发电机的绝缘失效。
双馈型发电机组的干扰,在这三方面耦合一起,干扰信号随着线缆会产生干扰电流,它是高频的干扰电流对地形成的电流。在双馈异步发电机当中,这个问题尤为严重。双馈发电机组包括液压系统,会使用到电极设备,轴承在高速转动会产生不同的变化。在高速运转时会产生溶刊的状态,可以通过电容结构,能量积累到一定的程度,会在轴承上进行放电。
轴承失效,一个是电腐蚀和电火花引起的失效,电火花是比较小的电流持续放电形成纹路。另外电火花放电是瞬间,所以会导致在轴承壁上产生一些痕迹。
轴承失效会产生机械损伤,有的时候一些用户发现电机轴承损害拆了换下来,也会做一系列的分析。但是分不清楚哪些是电组织的损伤,问题找不到的时候,只能通过更换轴承和其他的方法解决。机械损伤主要是缺失一块,而不像电腐蚀有一个快的结构。
双馈型发电机组,在全世界风电场当中占比市场比较大,现在占有率已经有70%以上。但是它轴承故障也是风力发电机组当中很严重的问题。其中轴电流引起的损害,占比也越来越高。但是没有办法得到有效的解决,我们产品的方案就是利用产品把共模吸附掉。共模电流随着系统中去到其他的地方时,会有一些表现,电流去到地线的时候,稍微和金属碰撞就会有点火花的产生。
针对这一系列问题所开发的CoolBLUE解决方案,材料是纳米合金,通过热处理技术把它变成所需要,能够解决上面EMC干扰的问题。
CoolBLUE工作原理是通过电磁感应,把高频的干扰吸收,通过散热把它给散热掉,因为在上面会产生涡流,通过涡流会产生损耗。这是之前做过的实验,这也是小功率的电机,通过增加产品使得干扰噪音降低。
在不工作的时候,系统里面干扰电流变化情况,现在测试共模电流。这是我们在现场去安装做检测,安装之前有风值电流,主电压37V,降比也是蛮明显的。
我们这个方案的优势,可以根据现场去选型定制便于安装。我们有一系列的标品,根据现场不同的功率,或者说不同安装现场的情况进行选型,同时安装后利马可以在现场看到效果,当然这个效果是系统当中和电流的变化情况。如果说要在轴承上看到效果,那就要经过一段时间的运行。
另外,免维护长期有效,因为我们的产品本身是纳米的材质。它可以耐老化的材料,只要安装上去之后没有特意去把它碰撞或者损害,它都长期有效。
对于市场上其他的方案,我们的产品最大优点是从根本上解决问题。比如说市场上解决轴承电腐蚀的问题,可以有其他的方案。但那些都是治标不知本,只是通过提供其他的线路分走一部分。这一部分的干扰电流依然在系统当中,它会产生跳闸或者其他不可预知的影响。而我们在逆变器当中把电流吸收掉,从根本上解决。
这是我们产品在风力发电机组上安装的位置,这里也可以装逆变出来,通过这些地方加装磁环可以吸收掉。
解决方案流程,比如说前面的问题收集,如果有客户咨询说产生哪些问题,以及现场机组的参数,我们收集后会到现场测量给出测试报告,再去选型安装。
方案应用,海上风场之前出现主控跳闸的问题,装上CoolBLUE就把这个问题解决了。还有陆上风电场都有我们场景的应用,就是为了解决轴承的问题,之前出问题的轴承是把它切开后,这是给大家看到的电腐蚀纹。在双馈当中越来越严重,这也是近些年来很多的用户或者运维在不断的找方法解决。
在这里能够分享的点还不够详细,如果大家有兴趣可以坐下来细聊,谢谢大家。
(根据演讲速记整理,未经演讲人审核)
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