1. Cấu tạo thành phần

Tua-bin gió là thiết bị cốt lõi chuyển đổi năng lượng gió thành năng lượng điện. Nó thường được cấu thành từ các thành phần chính sau:

• Hệ thống rotor: Bao gồm cánh quạt và trục trung tâm, là các cấu trúc phía trước nhận năng lượng gió, trực tiếp ảnh hưởng đến hiệu suất phát điện.
• Hệ thống truyền động: Bao gồm trục chính và hộp số (hoặc hệ thống truyền động trực tiếp), chuyển đổi chuyển động quay tốc độ thấp, mô-men xoắn cao của rôto thành chuyển động quay tốc độ cao phù hợp với máy phát điện.
• Máy phát điện: Chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng điện. Các loại phổ biến bao gồm máy phát điện không đồng bộ và máy phát điện đồng bộ nam châm vĩnh cửu.
• Hệ thống quay Điều khiển hướng của buồng tua-bin thông qua động cơ quay (yaw) để theo dõi hướng gió, nâng cao hiệu quả khai thác năng lượng gió.
• Hệ thống trục xoay: Điều chỉnh góc cánh quạt để kiểm soát công suất và ứng phó với điều kiện thời tiết khắc nghiệt, dựa vào động cơ để phản ứng nhanh và chính xác.
• Buồng tua-bin và tháp: Chứa các thiết bị lõi và cung cấp kết cấu hỗ trợ.
• Hệ thống điều khiển và giám sát: Bao gồm cảm biến tốc độ và hướng gió, bộ biến tần, bộ điều khiển PLC và các thiết bị khác.

2. Nguyên lý hoạt động

Rôto quay dưới tác động của gió, dẫn động trục chính, hộp số và máy phát điện. Hệ thống điều khiển phối hợp các thông số như góc cánh quạt và kích từ điện từ thông qua việc giám sát tốc độ gió theo thời gian thực và yêu cầu từ lưới điện, điều chỉnh công suất đầu ra, tối ưu hiệu suất phát điện và đảm bảo bảo vệ khi có sự cố.

Động cơ điện được sử dụng rộng rãi trong toàn bộ hệ thống tuabin gió để điều khiển các cơ cấu phụ trợ, chẳng hạn như điều chỉnh góc quay yaw, góc cánh quạt, kích từ máy phát điện và mở cơ cấu phanh, tất cả đều ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn và hiệu suất phát điện của toàn bộ thiết bị.

3. Vai trò chính của động cơ trong hệ thống

Thiết bị điện gió có yêu cầu rất cao về hiệu suất và độ tin cậy của động cơ, với các ứng dụng chính bao gồm:

• Động cơ điều chỉnh cánh quạt: Được lắp tại gốc mỗi cánh quạt để điều chỉnh góc cánh, cho phép điều chỉnh công suất, bảo vệ quá tải theo tốc độ gió và kiểm soát khởi động-dừng. Thường sử dụng động cơ servo hoặc xi-lanh điện, yêu cầu phản ứng nhanh, mô-men xoắn cao và hoạt động đáng tin cậy.
• Động cơ quay hướng (Yaw): Điều khiển quay toàn bộ buồng tua-bin quanh tháp để rôto luôn hướng về phía gió. Động cơ cần hỗ trợ dẫn động song song bởi nhiều đơn vị, mô-men xoắn khởi động cao và kiểm soát vị trí chính xác.
• Động cơ mở phanh: Dẫn động bơm thủy lực hoặc mở phanh đĩa để đảm bảo khóa hệ thống đáng tin cậy trong quá trình bảo trì hoặc ngắt khẩn cấp.
• Động cơ/hệ thống kích từ máy phát điện: Được sử dụng để điều chỉnh kích từ điện từ, kiểm soát đầu ra điện áp và tần số ổn định.
• Động cơ quạt làm mát và động cơ bơm bôi trơn: Đảm bảo tủ điện và tổ máy phát điện tiếp tục hoạt động dưới mật độ công suất cao, duy trì cân bằng nhiệt của hệ thống.

4. Giải pháp động cơ tùy chỉnh

Do môi trường vận hành phức tạp, độ khó bảo trì cao và yêu cầu độ tin cậy cực kỳ nghiêm ngặt của tuabin gió, chúng tôi cung cấp các giải pháp động cơ tích hợp cao và được bảo vệ cho các hệ thống con quan trọng. Ví dụ, trong hệ thống điều khiển góc cánh, chúng tôi khuyến nghị sử dụng động cơ servo mô-men xoắn cao dòng GPG-PR260, kết hợp với hệ thống giảm tốc hành tinh, có thể cung cấp mô-men xoắn liên tục lên đến 1800Nm. Những động cơ này phù hợp với các tuabin gió cỡ 1,5MW~5MW cho việc điều chỉnh góc cánh, với bộ mã hóa hỗ trợ phản hồi độ phân giải cao 16-bit để kiểm soát chính xác góc tấn của cánh, ngăn ngừa nguy cơ vượt tốc hoặc kẹt cánh.

Hệ thống quay hướng sử dụng bộ động cơ yaw dòng GPG-YM110, bao gồm chức năng phanh động cơ và tự khóa khi sự cố, hỗ trợ chế độ điều khiển song song nhiều động cơ. Nó cũng hỗ trợ giao tiếp công nghiệp EtherCAT, giúp dễ dàng chẩn đoán từ xa và điều khiển đồng bộ.

Trong các môi trường nhiệt độ cao, ẩm ướt và nhiều cát, chúng tôi cung cấp các dịch vụ tùy chỉnh như đóng gói động cơ đạt chuẩn bảo vệ IP67, buồng động cơ bơm khí nitơ và lớp phủ chống ăn mòn do sương muối, giúp hiệu quả kéo dài thời gian vận hành không bảo trì của hệ thống lên hơn 5 năm. Ngoài ra, chúng tôi cung cấp cho các doanh nghiệp vận hành và bảo trì trang trại gió các module giám sát trạng thái thông minh (GPG-MonitorEdge), thu thập dữ liệu vận hành động cơ theo thời gian thực để cảnh báo từ xa và định vị sự cố, giảm đáng kể rủi ro ngừng máy và chi phí bảo trì. Giải pháp toàn diện này đã được ứng dụng rộng rãi tại các trang trại gió ngoài khơi, trên núi và các môi trường khắc nghiệt khác, giúp khách hàng nâng cao hiệu suất phát điện của hệ thống và hiệu năng vòng đời tổng thể của thiết bị.