風力タービンピッチ制御システム用ウォーム減速機

風力タービンブレードのピッチ制御用途におけるウォームギア減速機

Wind energy is the fastest-growing segment of Australia’s renewable electricity generation, contributing 39.4% of the nation’s clean energy output. The blade pitch control system is one of the most critical mechanisms in a wind turbine, adjusting blade angle to optimise energy capture and protect the turbine during high-wind events. Worm gear reducers serve as auxiliary pitch drive components, providing precise angular control and fail-safe self-locking in the extreme operating conditions encountered atop 100-metre towers. Learn more 当社のエンジニアリングチームについて そして風力発電に関する経験も。

ブレードピッチ駆動：風力エネルギーの安全性を確保するためのウォームギア駆動の精度

最新の風力タービンの各ブレードは、縦軸に沿って回転できるようにピッチベアリングに取り付けられています。制御システムは、ブレードのピッチ角を調整することで、風速範囲全体にわたってローターの回転速度と出力を制御します。嵐の際には、ピッチシステムがブレードを安全な位置にフェザリングし、空気抵抗を最小限に抑えてタービンの損傷を防ぎます。

ウォームギア減速機は、ブレードピッチ機構内で補助ピッチ駆動装置またはバックアップフェザリングシステムとして機能します。自己ロック機能は安全上非常に重要です。主ピッチ駆動装置が故障した場合、ウォームギアはブレードを最後に指令された位置に保持し、タービンを破壊する可能性のある制御不能なブレード回転を防ぎます。緊急フェザリングでは、ウォームギアを使用してブレードを空力復元モーメントに抗して安全な角度までゆっくりと回転させます。

風力発電タワーの頂上部で稼働するということは、極端な温度変化、落雷、振動にさらされ、メンテナンスのためのアクセスが制限されることを意味します。ウォームシャフトは、-30℃から+70℃までの温度に対応する浸炭焼入れ合金鋼製です。特殊合金ブロンズ製のウォームホイールは、氷点下でも靭性を維持します。ハウジングは、豪雨や着氷に対するIP66保護等級を備えた、完全密閉型のアルミニウムまたはステンレス鋼製です。

エンジニアリングデータとモデルの選択

風力タービンのピッチ駆動装置は、厳しい環境的および機械的要求に直面します。最小限の サービス係数（SF） 安全性が重要なピッチ機構の場合は2.5。ギアボックスは、全温度範囲（-30℃～+60℃）およびローターの不均衡による振動下でも、セルフロックの信頼性を維持する必要があります。 IEC 61400 風力タービン部品の設計におけるコンプライアンス。潤滑剤の選定は極めて重要であり、タワー上部のナセル機器へのアクセスが困難なため、極端な温度変化と長い再潤滑間隔（5,000時間以上）に対応した完全合成グリースが必須となる。

法令遵守、認証、および保護等級

実証済みのパフォーマンス：アプリケーション事例

🌀 Wind Farm – South Australia — 2.5 MW Turbine Pitch Backup System

チャレンジ： 嵐の最中に主電動ピッチ駆動装置が故障し、ブレードの1枚が最大出力角度で回転したままになった。その結果、ローターが過回転し、非常ブレーキが作動してギアボックスに50万豪ドルの損害が発生した。

解決： ウォームギア補助ピッチ駆動装置は、主駆動装置が故障した際にブレードを最後の安全位置に保持し、過速度状態を防ぎます。

結果： SCADAシステムにより、その後3回にわたって主駆動系の故障が検出されましたが、ウォームギア機構は毎回ブレードを安全に保持し、修理が予定されていました。

⚡ Offshore Wind Project – Victoria — 6 MW Turbine Pitch Mechanism

チャレンジ： 塩水噴霧と極端な湿度により、24ヶ月以内にピッチ駆動部品が腐食し、ブレード1枚あたり12万オーストラリアドルの費用をかけて駆動部全体を交換する必要が生じた。

解決： IP66規格の船舶用シールと耐塩水噴霧コーティングを施したステンレス鋼製ウォームギア減速機。

結果： 4年間の洋上操業において、腐食に起因するピッチ駆動系の故障はゼロだった。

🔧 Remote Wind Farm – Western Australia — 1.5 MW Turbine Fleet (40 units)

チャレンジ： 四半期ごとのピッチ駆動部の潤滑には、タービン1基あたり15,000豪ドルのクレーン動員費用が必要となり、年間総費用は240万豪ドルとなる。

解決： 長寿命合成グリースを使用したウォームギア駆動装置は、18ヶ月の潤滑間隔を実現し、クレーンによる作業回数を75%削減します。

結果： 年間クレーン動員費用が240万豪ドルから60万豪ドルに削減された。

スクリュー減速機サプライヤーとしての当社の競争優位性

この用途におけるウォームギアボックスに関するよくある質問

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