曼特（廣州）磁性器件有限公司應(yīng)用工程師周鈺森周鈺森：使用免維護(hù)感應(yīng)吸收器延長風(fēng)機(jī)電機(jī)軸承的使用壽命

2023年10月16日-19日，2023北京國際風(fēng)能大會暨展覽會（CWP2023）在北京如約召開。作為全球風(fēng)電行業(yè)年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國內(nèi)外參會代表共同參與的風(fēng)能盛會，再次登陸北京，聚焦中國能源革命的未來。

本屆大會以“構(gòu)筑全球穩(wěn)定供應(yīng)鏈 共建能源轉(zhuǎn)型新未來”為主題，將歷時四天，包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對話、創(chuàng)新劇場以及關(guān)于“全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)布局及供應(yīng)鏈安全”“雙碳時代下的風(fēng)電技術(shù)發(fā)展前景”“國際風(fēng)電市場發(fā)展動態(tài)及投資機(jī)會”“風(fēng)電機(jī)組可靠性論壇”等不同主題的21個分論壇。能見App全程直播本次大會。

10月18日下午，曼特（廣州）磁性器件有限公司應(yīng)用工程師周鈺森在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新論壇II上發(fā)表題為《使用免維護(hù)感應(yīng)吸收器延長風(fēng)機(jī)電機(jī)軸承的使用壽命》的主題演講。

以下為發(fā)言全文：

各位來賓，大家上午好！我今天要分享的主題是《使用免維護(hù)感應(yīng)吸收器延長風(fēng)機(jī)電機(jī)軸承的使用壽命》。    
軸承損壞有各種各樣的原因，其中一個原因是腐蝕，下面我會就這一塊進(jìn)行分享。    

先介紹一下曼特，成立于1984年。總部位于德國。在中國、越南、匈牙利都有生產(chǎn)基地，除了研發(fā)和生產(chǎn)外，我們也在不斷的開發(fā)應(yīng)用方向。其中涉及到工業(yè)、汽車、能源、安全，交通當(dāng)中有大型空調(diào)、醫(yī)療設(shè)備以及汽車的電力管理系統(tǒng)、變頻控制系統(tǒng)。    

今天我分享的是能源中的風(fēng)電行業(yè)，軸承腐蝕也是ESA的問題表現(xiàn)形式，在目前主流風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)上有直驅(qū)和雙饋、半直驅(qū)。    

直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，利用的是永磁發(fā)電機(jī)，它的結(jié)構(gòu)也會比較簡單沒有變速器。變流器相對于雙饋，發(fā)電機(jī)會經(jīng)過變流器，所以說直驅(qū)型發(fā)電機(jī)組要把功率提高，技術(shù)難度會高一點。   

因為采用永磁的發(fā)動機(jī)，它的制造成本會比較高。我今天要講是以雙饋機(jī)組進(jìn)行分享，在直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組當(dāng)中會對電磁發(fā)射實驗有要求。由于雙饋控制方法復(fù)雜，目前為止在EMC測試方面，暫時還沒有具體的標(biāo)準(zhǔn)。    

在EMC的問題當(dāng)中，有三要素：干擾源、傳播路徑和設(shè)備。齒輪箱是敏感的設(shè)備，傳播路徑是線纜，干擾是變頻的設(shè)備。干擾形成來自于三個方面：PWM調(diào)制、IGBT主導(dǎo)干擾、DVTT。三者耦合在一起，就會產(chǎn)生干擾源。    

EMC干擾會對電網(wǎng)、變壓器、發(fā)電機(jī)組、變流器領(lǐng)域的元器件進(jìn)行沖擊，會導(dǎo)致它出現(xiàn)一系列的問題。比如說發(fā)電機(jī)的絕緣失效。    

雙饋型發(fā)電機(jī)組的干擾，在這三方面耦合一起，干擾信號隨著線纜會產(chǎn)生干擾電流，它是高頻的干擾電流對地形成的電流。在雙饋異步發(fā)電機(jī)當(dāng)中，這個問題尤為嚴(yán)重。雙饋發(fā)電機(jī)組包括液壓系統(tǒng)，會使用到電極設(shè)備，軸承在高速轉(zhuǎn)動會產(chǎn)生不同的變化。在高速運轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生溶刊的狀態(tài)，可以通過電容結(jié)構(gòu)，能量積累到一定的程度，會在軸承上進(jìn)行放電。    

軸承失效，一個是電腐蝕和電火花引起的失效，電火花是比較小的電流持續(xù)放電形成紋路。另外電火花放電是瞬間，所以會導(dǎo)致在軸承壁上產(chǎn)生一些痕跡。    

軸承失效會產(chǎn)生機(jī)械損傷，有的時候一些用戶發(fā)現(xiàn)電機(jī)軸承損害拆了換下來，也會做一系列的分析。但是分不清楚哪些是電組織的損傷，問題找不到的時候，只能通過更換軸承和其他的方法解決。機(jī)械損傷主要是缺失一塊，而不像電腐蝕有一個快的結(jié)構(gòu)。    

雙饋型發(fā)電機(jī)組，在全世界風(fēng)電場當(dāng)中占比市場比較大，現(xiàn)在占有率已經(jīng)有70%以上。但是它軸承故障也是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組當(dāng)中很嚴(yán)重的問題。其中軸電流引起的損害，占比也越來越高。但是沒有辦法得到有效的解決，我們產(chǎn)品的方案就是利用產(chǎn)品把共模吸附掉。共模電流隨著系統(tǒng)中去到其他的地方時，會有一些表現(xiàn)，電流去到地線的時候，稍微和金屬碰撞就會有點火花的產(chǎn)生。    

針對這一系列問題所開發(fā)的CoolBLUE解決方案，材料是納米合金，通過熱處理技術(shù)把它變成所需要，能夠解決上面EMC干擾的問題。    

CoolBLUE工作原理是通過電磁感應(yīng)，把高頻的干擾吸收，通過散熱把它給散熱掉，因為在上面會產(chǎn)生渦流，通過渦流會產(chǎn)生損耗。這是之前做過的實驗，這也是小功率的電機(jī)，通過增加產(chǎn)品使得干擾噪音降低。    

在不工作的時候，系統(tǒng)里面干擾電流變化情況，現(xiàn)在測試共模電流。這是我們在現(xiàn)場去安裝做檢測，安裝之前有風(fēng)值電流，主電壓37V，降比也是蠻明顯的。    

我們這個方案的優(yōu)勢，可以根據(jù)現(xiàn)場去選型定制便于安裝。我們有一系列的標(biāo)品，根據(jù)現(xiàn)場不同的功率，或者說不同安裝現(xiàn)場的情況進(jìn)行選型，同時安裝后利馬可以在現(xiàn)場看到效果，當(dāng)然這個效果是系統(tǒng)當(dāng)中和電流的變化情況。如果說要在軸承上看到效果，那就要經(jīng)過一段時間的運行。    

另外，免維護(hù)長期有效，因為我們的產(chǎn)品本身是納米的材質(zhì)。它可以耐老化的材料，只要安裝上去之后沒有特意去把它碰撞或者損害，它都長期有效。    

對于市場上其他的方案，我們的產(chǎn)品最大優(yōu)點是從根本上解決問題。比如說市場上解決軸承電腐蝕的問題，可以有其他的方案。但那些都是治標(biāo)不知本，只是通過提供其他的線路分走一部分。這一部分的干擾電流依然在系統(tǒng)當(dāng)中，它會產(chǎn)生跳閘或者其他不可預(yù)知的影響。而我們在逆變器當(dāng)中把電流吸收掉，從根本上解決。    

這是我們產(chǎn)品在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組上安裝的位置，這里也可以裝逆變出來，通過這些地方加裝磁環(huán)可以吸收掉。    

解決方案流程，比如說前面的問題收集，如果有客戶咨詢說產(chǎn)生哪些問題，以及現(xiàn)場機(jī)組的參數(shù)，我們收集后會到現(xiàn)場測量給出測試報告，再去選型安裝。    

方案應(yīng)用，海上風(fēng)場之前出現(xiàn)主控跳閘的問題，裝上CoolBLUE就把這個問題解決了。還有陸上風(fēng)電場都有我們場景的應(yīng)用，就是為了解決軸承的問題，之前出問題的軸承是把它切開后，這是給大家看到的電腐蝕紋。在雙饋當(dāng)中越來越嚴(yán)重，這也是近些年來很多的用戶或者運維在不斷的找方法解決。    

在這里能夠分享的點還不夠詳細(xì)，如果大家有興趣可以坐下來細(xì)聊，謝謝大家。

（根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）