Hvorfor bruge en gearkasse?
Effekten fra vindmøllerotorens omdrejning bliver overført til generatoren gennem hovedakslen, gearkassen og højhastighedsakslen, som vi så på siden om komponenter i vindmøllen.
Men hvorfor bruge en gearkasse? Kunne man ikke bare drive generatoren direkte med effekten fra hovedakslen?
Hvis vi brugte en almindelig generator direkte forbundet til et 50 Hz trefaset vekselstrømsnet med to, fire eller seks poler, ville vi have en vindmølle med en ekstrem høj rotationshastighed med mellem 1000 og 3000 omdrejninger i minuttet, som vi kan se på siden om ændring af generatorens rotationshastighed. Med en 43 meter rotordiameter ville det betyde en tiphastighed på langt mere end den dobbelte af lydens hastighed. Så det kan vi lige så godt glemme.
En anden mulighed er at bygge en mangepolet langsomt løbende vekselstrømsgenerator. Men hvis man skal kunne koble en sådan vindmølle direkte til elnettet, skal generatoren have 200 poler (og 300 magneter) for at få en rimelig rotationshastighed på 30 omdrejninger i minuttet.
Et andet problem er, at massen af generatorens rotor skal være nogenlunde proportional med det moment, som den skal håndtere. Dermed vil en direkte drevet generator blive meget tung (og dyr) under alle omstændigheder.
Mindre moment, højere hastighed
Den praktiske løsning, som bliver brugt i meget industrielt maskineri og i bilindustrien, er at bruge en gearkasse. Med en gearkasse omdanner man lav rotationshastighed med højt moment, som man får fra vindmøllerotoren til høj rotationshastighed med lavt moment, som generatoren bruger.
Gearkassen i en vindmølle skifter ikke gear. Den har normalt et konstant gearforhold mellem rotorhastigheden og generatorens omdrejningshastighed. For en 600 eller 750 kW vindmølle er gearforholdet typisk ca. 1 til 50.
Billedet nedenfor viser en 1,5 MW gearkassse til en vindmølle. Denne gearkasse er lidt usædvanlig, idet den har to flanger til montering af generatorer (til højre). De orange anordninger under de to flanger til højre er de hydraulisk styrede skivebremser. I baggrunden ses bunden af en nacelle til en 1,5 MW mølle.
