HAPT为未来的涡轮机塑造叶片轴承

发布时间：2024-08-19 11:49:01

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叶片轴承可能不是风力涡轮机系统中最昂贵的组件，但这一基本组成部分的损坏可能会导致相当长的停机时间和成本，因此有许多研究所通过在现实条件下设计和测试叶片轴承，以提高未来涡轮机的可靠运行。

在HAPT（高加速变桨轴承试验）研究项目中，来自弗劳恩霍夫风能和能源系统技术研究所、IWES西北部和汉诺威莱布尼茨大学机械元件、工程设计和摩擦学研究所（IMKT）的研究人员与IMO小组合作，为叶片轴承的进一步发展奠定了基础，德国联邦经济事务和能源部（BMWi）为该项目提供了1070万欧元的资金，目标是允许使用单独的变桨控制系统来降低负载。

在7至10兆瓦的风力涡轮机中，风力驱动的叶片长度可达80米，叶片轴承是轮毂和叶片之间的接口，是开发这种尺寸系统的设计瓶颈，由于叶片的尺寸过大，这些系统会受到在尺寸较小的涡轮机中已经检测到的影响，但这些影响并不那么显著，随着负载的增加，叶片轴承的故障呈指数级增加，损坏率也呈指数级增长。

减少风力涡轮机结构所受载荷的一种可能性是单独变桨控制（IPC），它平衡了单个叶片上的载荷，并总体上减少了载荷，然而，由于目前还没有关于叶片轴承是否适合使用IPC的可靠信息，而且后者进一步增加了对叶片轴承的要求，因此工业部门在引入这项开创性技术方面仍然有些犹豫。

参与HAPT项目的研究人员希望通过开发叶片轴承测试台和计算其使用寿命的方法来解决这些不确定性，加速测试程序应能在短短六个月的测试期内模拟20年的运行。

“根据我们的战略，我们贡献了测试风力涡轮机组件的方法和知识”，IWES副主任Jan Wenske博士表示，其目的是为行业提供叶片轴承计算设计的必要先决条件，尺寸更加精确，IPC的使用更可靠，同时降低电力成本，国际海事组织工程负责人Hubertus Frank对此充满信心，“HAPT的新测试将为未来叶片轴承的发展奠定新的基础，我们将为测试提供叶片轴承和丰富的实用知识”，汉诺威莱布尼兹大学的Gerhard Poll教授表示，“我希望这个项目能够以一种示范的方式将弗劳恩霍夫IWES、汉诺威莱布尼茨大学以及ForWind的能力结合起来，与国际海事组织集团一起，为风力涡轮机技术的发展提供动力”，该项目的结果将被纳入未来叶片轴承标准化中。