Search

Utformingen av et drivverk med middels hastighet for 10-MW referanse offshore vindturbin for Danmarks Tekniske Universitet (DTU). Det foreslås en fire-punkts drivlinjeoppsett som er utstyrt med en girkasse med to planetrinn og ett parallelt trinn. Deretter er drivkomponentene designet på grunnlag av designbelastninger og kriterier som er anbefalt i relevante internasjonale standarder. Til slutt oppnås en optimalisert drivstasjonsmodell via en iterativ designprosess som minimerer vekt og volum. En high-fidelity numerisk modell etableres via multikroppssystemtilnærmingen. Deretter sammenlignes den utviklede drivlinjemodellen med den forenklede modellen som ble foreslått av DTU, og de to modellene stemmer bra. I tillegg, en resonansevaluering av drivlinje er utført basert på Campbell-diagrammer og modal energidistribusjon. Detaljerte parametere for drivverkdesign og dynamisk modellering er gitt for å støtte reproduksjonen av drivstoffmodellen. En avkoblet tilnærming, som består av global aero-hydro-servo-elastisk analyse og lokal drivanalyseanalyse, brukes til å bestemme drivverkets dynamiske respons. De 20 år lange utmattelsesskadene på gir og lagre beregnes ut fra fordelingen av spenning eller belastningstid, Palmgren-Miner lineær akkumulerende skadeshypotese og langsiktige fordeling av miljøtilstand. Deretter etableres et inspeksjonsprioritetskart basert på feilrangeringen av drivlinjekomponentene, som støtter drivstoffinspeksjon og vedlikeholdsvurdering og videre modelloptimalisering. This is an open access article under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits use, distribution and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. © 2020 The Authors. Wind Energy Published by John Wiley & Sons, Ltd.

This paper presents detailed descriptions, modeling parameters and technical data of a 5MW high-speed gearbox developed for the National Renewable Energy Laboratory offshore 5MW baseline wind turbine. The main aim of this paper is to support the concept studies and research for large offshore wind turbines by providing a baseline gearbox model with detailed modeling parameters. This baseline gearbox follows the most conventional design types of those used in wind turbines. It is based on the four-point supports: two main bearings and two torque arms. The gearbox consists of three stages: two planetary and one parallel stage gears. The gear ratios among the stages are calculated in a way to obtain the minimum gearbox weight. The gearbox components are designed and selected based on the offshore wind turbine design codes and validated by comparison to the data available from large offshore wind turbine prototypes. All parameters required to establish the dynamic model of the gearbox are then provided. Moreover, a maintenance map indicating components with high to low probability of failure is shown. The 5 MW reference gearbox can be used as a baseline for research on wind turbine gearboxes and comparison studies. It can also be employed in globalmore » analysis tools to represent a more realistic model of a gearbox in a coupled analysis.« less