负载和疲劳软件节约 90% 的开发费用

超过 300 个小时的宕机时间 – 这是风能设备操作的一个可怕场景, 这只有通过完美的发电机组件之间的完美配合设计,优化维护周期,并在不同的负载状况下进行材料疲劳测试才能够避免.

但是如何才能保证风机的可靠性,例如说20年? 只有通过疲劳和负载的特殊软件 才能提高产品的坚固性并节省费用.

风电的需求日益增加. 以德国为例,计划到2030年离岸发电量将达到 25,000 兆瓦. 在很多国家同样对这种清洁能源有广泛的需求. 风力发电比2007年增加了 45%. 中国在2009年8月公布了其非常宏伟的发展计划,发电量到2020年将达到 100,000 兆瓦.

超过300小时的宕机时间

显然,新的能源政策将会对使用的材料有巨大需求, 特别是风机. 在离岸风力发电中,风机是其中最关键的因素,定期的保养和维修非常重要. 2008年欧洲风能委员会进行的研究报告"海上风力发电机可靠性"表明,风机传动装置问题将会导致超过300个小时的宕机时间.

快速增长的材料需求

进行设计改良式必须的,尤其对于新的,能够产生 2 兆瓦以上的风电机组来说. 这主要是因为不断增加的重量:转子的重量通常在 10 到 20 吨,一些新的机组会达到50吨重,因此挑战是减少重量并提高结构强度和可靠性.

积累损坏模型提供优化设计的依据

一旦出现按照ISO-IEC 61400 标准定义的宕机事件,对于控制系统的影响也必须考虑在内. 在日常工作中,额外的负担可能会超过允许负载.

这些额外负载会对风能设备正常工作造成损害. 这些积累损坏模型, 对于需要使用20年的风电设备来说,必须在设计阶段就需要考虑,并进行设计优化并调整维护周期.

传动装置组件疲劳分析

这些依据不可能通过进行20年的长期测试来完成. 解决方案是采用特殊的疲劳和负载分析软件,这样就可以在设计阶段做出正确的决定. 这就是为什么Hansen Transmissions,在风力涡轮机的减速机制造的全球领导者,利用HBM的软件 nCode DesignLife™ ,对减速机部件疲劳分析,以达到有关规定的使用寿命要求.

降低费用

由于采用了 DesignLife 软件, Hansen Transmissions 很快就对产品进行了疲劳和负载优化. 软件提供了在很短周期内计算和评估设计变量的能力,大大降低了测试周期和费用. 另外,还可以同用于 FEM 分析的 ANSYS® 软件一起使用.

复杂的负载情况

在 Hansen Transmissions 决定使用 DesignLife 软件之前, 多种软件被进行了性能比较. W. Meeusen 博士, Hansen Transmissions 的产品技术主管说道: "我们选择 DesignLife 是因为其有直观的界面, 带有我们所需的旋转设备,以及复杂的负载情况分析功能 . nCode 工程师在测试过程中和我们一起工作,保证了 DesignLife 能够满足我们的所有需求."

非常适合此类应用

Jon Aldred, HBM nCode DesignLife 产品经理说: "风能是 nCode 一个快速增长的市场,因为耐久性是设计的关键要素,尤其对于风机和相关系统来说. 由于疲劳因素导致的宕机将会带来巨大的损失. Hansen Transmissions 在开发阶段使用 DesignLife 来进行优化设计显示出 DesignLife 非常适合此类应用.”

来自 HBM 的软件解决方案大大地提高了效率并降低了费用. 这些产品包括:

nCode DesignLife – 开发阶段进行寿命分析

nCode DesignLife 是用于寿命分析的软件. nCode DesignLife 使用 FEM 结果并进行结构耐久性分析和寿命预测. 多种负载情况功能, 例如,不同的风力强度,以及紧急情况关机等 - 这在20年的运行期间是经常遇到的情况. 由于采用了新的分析过程,可以节省大约90%的开发时间.

nCode GlyphWorks® – 测试数据分析

nCode GlyphWorks 是用于数据分析的软件. GlyphWorks 可以处理海量数据并提供图形化,过程导向的用户界面.

nCode Automation – 监控

nCode Automation 提供一个网络为基础的系统用于分析和共享数据. 数据可以自动上传和处理: 这可以帮助识别趋势并量化真实负载 数据存储和访问非常方便.

采用扭矩传感器进行风电系统的功能测试

如果需要检查转子到传动组件的能源传输效率并进行工作监控,安装扭矩传感器是理想选择。 这种方法被西门子中国公司所采纳,进行风电涡轮机传动装置功能测试. T10FM 扭矩传感器的量程最大到 50 KNm, 通过测量数据来检验从转子到传动装置是否做到动力无损传递. T10FM 直接安装在转子和减速机之间. 信号通过 MP60DP 单通道放大器通过 Profibus 接口连接,然后连接到 PC 进行数据处理.

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