Külək turbininin sürüşmə halqaları bıçaqlara və ya ötürücü qutulara nisbətən kiçikdir, lakin bir pis kontakt çox-meqavatlıq maşını dayandıra bilər. Onların işi qovşağın, generatorun və bəzən əyilmə qurğusunun içərisində fırlanan interfeyslər arasında gücü, nəzarət siqnallarını və məlumatları ötürməkdir. Bu köçürmə qeyri-sabit olduqda, nəticələr adətən meydança nasazlıqları, aralıq sensor datası və ya planlaşdırılmamış-qüllə xidmətinə baş çəkmələr - kimi görünür və dəniz ərazilərində bir dəfə dəyişdirmə səfəri sürüşmə halqasının özündən baha başa gələ bilər.
Bu təlimat seçim etməli olan mühəndislər, aktiv menecerləri və satınalma qrupları üçün yazılmışdırkülək turbininin sürüşmə üzükləriyeni tikililər, təkmilləşdirmələr və ya dəyişdirmələr üçün. Bu, sürüşmə halqalarının turbində harada oturduğunu, necə uğursuz olduğunu, nəyi təyin etməli və ümumi seçim tələlərinə düşmədən əlaqə texnologiyalarını necə müqayisə etməyi əhatə edir.
Külək turbininin sürüşmə halqaları nə edir
Sürüşmə halqası elektrik və siqnal dövrələrinin stasionar çərçivədən fırlanan bir çərçivəyə keçməsinə imkan verən elektromexaniki interfeysdir. Müasir kommunal -miqyaslı turbində adətən eyni anda üç növ trafik daşıyan sürüşmə halqaları tapırsınız:
- Bıçaq bucağını tənzimləmək üçün pitch motor gücü
- Pitch sistemi və əsas nəzarətçi arasında nəzarət və əks əlaqə siqnalları
- Bıçaq gərginliyi, temperatur, vibrasiya və buzun aşkarlanması kimi sensor məlumatları
Pitch nəzarəti üç kanaldan-ən çox təhlükəsizlik tələb edən kanaldır.IEC 61400 seriyasıkülək turbininin standartları meydança sistemlərinin nasazlıq şəraitində belə qanadları tükləyə bilməsini tələb edir, yəni sürüşmə halqası 20 illik dizayn ömrü boyu vibrasiya, temperatur dəyişikliyi, kondensasiya və milyonlarla fırlanma ilə işləməyə davam etməlidir. Buna görə də mərkəzdə oturan 200 avro dəyərində bir komponent 5 MVt gücündə bir turbinin istehsal edib-etməməsinə və ya kranı gözləyən boş vəziyyətdə dayanmasına qərar verə bilər.
Sürüşən üzüklərin külək turbinində oturduğu yer
Seçim məntiqi hər bir yer üçün fərqlidir. Məsələn, onları qarışdırmaq -, generatorun həyəcanlandırma dövrəsi - üçün ümumi hub dizaynını təyin etmək bu kateqoriyada daha bahalı səhvlərdən biridir.
Hub Slip Rings (Pitch System)
Hub sürüşmə üzükləri əsas şafta quraşdırılır və rotorla birlikdə fırlanır. Onlar pilləli mühərrik gücünü (çox vaxt 400-690 V AC və ya DC avtobus gərginlikləri), pitch nəzarət siqnallarını (CANopen, Profibus və ya xüsusi protokollar) və artan sayda bıçaq sensoru kanallarını daşıyırlar. Qovşaq sürüşmə halqaları adətən böyük-deşik dizaynlıdır, çünki rotor mili onların içindən keçir və onlar əksər zavod avadanlıqlarından daha sərt olan vibrasiya spektrlərinə tab gətirməlidirlər.
Generator Sürüşmə Üzükləri (DFIG Maşınları)
Quruda donanmalarda hələ də yayılmış olan ikiqat-qidalanan induksiya generatorları (DFIG) rotor sarımlarına AC həyəcan cərəyanını ötürmək üçün rotordakı sürüşmə halqalarından istifadə edir. Bunlar yüksək cərəyanı (adətən bir neçə yüz amper), daha yüksək fırlanma sürətini və əhəmiyyətli karbon tozunun əmələ gəlməsini görür. Fırçanın keyfiyyəti, üzük səthinin bitirilməsi, yay təzyiqi və gəminin ventilyasiyası birbaşa xidmət müddətinə təsir göstərir. Birbaşa{4}}sürücü daimi-maqnit turbinləri bu sürüşmə halqasına heç ehtiyac duymur - dəniz platformalarının birbaşa-sürüyə doğru irəliləməsinin bir səbəbi.
Yaw Slip Üzüklər
Əksər böyük turbinlər əyilmə halqası əvəzinə kabel döngəsindən istifadə edir və burulma rejimindən istifadə edir, lakin daha kiçik turbinlər (adətən ~500 kVt-dan aşağı) fasiləsiz fırlanmaya imkan vermək üçün bəzən qüllənin yuxarı hissəsində sürüşmə halqasından istifadə edirlər. Bunlar daha aşağı sürətlərlə üzləşir, lakin ətraf mühitə daha çox məruz qalır və sıx montaj sahəsinə malikdir.
Hub vs Generator vs Yaw
| Parametr | Mərkəz (Meydança) | Generator (DFIG) | Yaw (Kiçik Turbinlər) |
|---|---|---|---|
| Tipik sürət | ~20 rpm-ə qədər | 900-2000 rpm | <1 rpm |
| Hər halqa üçün tipik cərəyan | 10–63 A güc, üstəgəl siqnal | 200–1,500 A | 5–30 A |
| Gərginlik sinfi | 400–690 V üstəgəl aşağı{2}}gərginlik siqnalı | 690 V (rotor tərəfi) | 230–400 V |
| Dominant stress | Vibrasiya, kondensasiya, siqnal səs-küyü | Fırça aşınması, toz, istilik | Hava məruz qalma, duz dumanı |
| Tipik kanallar | 20–60 (qarışıq güc/siqnal) | 3 güc + torpaqlama | 4–24 |
| Xidmət intervalı təlimatı | 12-24 aylıq yoxlama | 3-12 aylıq fırça yoxlanışı | 12 ay |
Yuxarıdakı dəyərlər istehsalçının məlumat cədvəllərindən və OEM xidmət kitabçalarından ümumi diapazonlardır; maşınınız üçün faktiki rəqəmlər həmişə turbin sənədlərindən və sürüşmə halqası təchizatçısının sınaq hesabatlarından gəlməlidir.
Külək turbininin sürüşmə halqaları əslində necə uğursuz olur
"Sürüşmə halqasının çatışmazlığı" qeyri-müəyyən bir kateqoriyadır. Sahədə problemlər demək olar ki, həmişə - altındakı mexanizmlərdən birinə aiddir və hər biri fərqli dizayn və ya texniki təmirə işarə edir.
- Fırçanın aşınması və toz yığılması.Karbon və metal{0}}qrafit fırçalar köhnəldikcə keçirici toz əmələ gətirir. Havalandırma olmadan, toz halqa yığınının üzərində toplanır və bitişik halqalar arasında sızma yolları yaradır ki, bu da izolyasiya müqavimətinin 100 MΩ-dan aşağı düşməsi və ya narahatlıq yaradan yerin -nasazlığı kimi görünür.Fırça geyinmə nümunələriadətən yoxlama texnikinin gördüyü ilk simptomdur.
- Kontakt müqavimətinin artması.Oksidləşmə, çirklənmə və ya yay təzyiqinin itirilməsi təmas müqavimətini milliohmdan ohm diapazonuna qədər artırır. Meydançalı elektrik dövrəsində bu, gərginliyin azalmasına və istiləşməsinə səbəb olur; aşağı -cari sensor xəttində o, səs-küyü artırır və CAN teleqramlarını korlaya bilər.
- Kondensasiya və korroziya.Qovşaqlar rütubətli mühitlər - isti maşın, soyuq polad, ətraf havadır. Xüsusilə duz aerozolunun mövcud olduğu sahilyanı və dəniz ərazilərində halqa səthlərində çuxurlar sürətlə əmələ gəlir. Dəniz platformaları üçün, xüsusidənizdə etibarlılıq tədbirləriadətən spesifikasiyaya yazılır.
- Kabellərin və birləşdiricilərin-vibrasiya nəticəsində aşınması.Sürüşmə halqasının özü yaxşı ola bilər, lakin pigtail kabelləri, gərginlik relyefləri və ya bağlayıcılar giriş nöqtəsində yorulur. Bu, gənc donanmalarda halqa{1}}izləmə xətalarından daha çox rast gəlinir.
- Sürtkü yağının deqradasiyası.Bəzi dizaynlarda kontakt sürtkü və ya oksidləşmə inhibitoru istifadə olunur. Zaman keçdikcə polimerləşir və ya quruyur, xüsusən də 60 dərəcədən yuxarı nacell temperaturu və kontakt davranışı dəyişir.
- İzolyasiyanın pozulması.Çirklənmiş izolyatorlar arasında izləmə, xüsusən daha yüksək-gərginlikli avtobuslarda yanmağa səbəb ola bilər. Bu, deqradasiya əyrisi deyil, çətin bir uğursuzluqdur.
Bu mexanizmlərin əksəriyyəti tədricən olur və əksəriyyəti planlı yoxlama zamanı aşkar edilə bilər -, lakin yalnız yoxlama proseduru sadəcə "hubun içərisinə baxmaq" əvəzinə təmas müqavimətini, izolyasiya müqavimətini və fırça uzunluğunu ölçdüyü halda.
Elektrik Tələblərinin Müəyyənləşdirilməsi
Təchizatçılarla əlaqə saxlamazdan əvvəl elektrik zərfini kağıza yazın. Təchizatçılar hər halda bunu tələb edəcək və cavablar əvvəlcədən qərarlaşdırıldıqda-qiymət təklifi (RFQ) sorğusu daha sürətli gedir.
- Hər dövrə üçün cərəyan, həm davamlı, həm də pik (bir pilləli motorun dayanma cərəyanı 3–6× nominal ola bilər).
- Gərginlik sinfivə dövrənin AC və ya DC olması. 690 V sistemlər üçün IEC 60664 həddindən artıq gərginlik kateqoriyasının III və ya IV tətbiq olunduğunu təsdiqləyin.
- Elektrik dövrələrinin sayıqarşısiqnal/məlumat dövrələrinin sayı, ayrı saxlanılır.
- Siqnal protokolları- CANopen, Profibus DP, EtherCAT, Profinet, Ethernet 100/1000 Mbit və ya analoq sensor xətləri. Hər bir protokolun fərqli səs-küyə dözümlülüyü var.
- Elektrik səs-küy büdcəsiSensor kanalları üçün. Pitch kodlayıcıları və yük-pin gərginlikölçənləri adətən millivolt-səviyyəli təmizliyə ehtiyac duyur;əlaqə səs-küyünə nəzarətslip ring ki, büdcə görüş hissəsidir.
- İzolyasiya və dielektrik tələblər- adətən güc dövrələri üçün 500 V DC-də 1000 MΩ-dən böyük və ya ona bərabərdir, üstəgəl güc-tezliyinə tab gətirmə testi.
- Torpaqlama. Bir çox dizaynda ayrıca bir topraklama halqası və ya fırça var; ildırım{1}}məylli saytlar üçün bu,-danışıq olmaz.
Əlaqə Texnologiyasının Seçilməsi
Hər bir külək turbininin tətbiqi üçün heç bir tək əlaqə texnologiyası ən yaxşı deyil. Düzgün cavab adətən eyni montajın güc və siqnal bölmələri üçün müxtəlif texnologiyalardan istifadə edən hibriddir.
Karbon və Metal-Qrafit Fırçalar
Karbon və gümüş-qrafit fırçalar daha yüksək-cari tətbiqlər - generator həyəcan halqaları və pilləli güc avtobuslarının iş atlarıdır. Onlar yüksək cərəyanlara dözürlər, bəzi çirklənmələri qəbul edirlər və əvəz etmək üçün ucuzdurlar. Mübadilə-toz əmələ gəlməsi, eşidilən səs-küy və fırça uzunluğunun və yay təzyiqinin vaxtaşırı yoxlanılması ehtiyacıdır. Thefırça dərəcəsi(qatran-birləşdirilmiş karbon, elektroqrafit, metal-qrafit, mis{2}}qrafit) cari sıxlığa və halqa materialına uyğun olmalıdır.
Ən uyğundur: pilləli mühərrik gücü, generatorun həyəcanlanması, torpaqlama. Diqqət edin: yaxınlıqdakı siqnal halqalarında toz yığılması, yay təzyiqinin sürüşməsi, yaxın quraşdırılıbsa, enkoder optikasında fırça tozu.
Fiber Fırça (Çoxlu{0}}Filamentli) Kontaktlar
Fiber fırça dizaynlarında qiymətli metal üzük üzərində gəzən zərif qızıl və ya qızıl{0}}alaşımlı naqillər dəstələri istifadə olunur. Çoxlu paralel təmas nöqtələri və filament başına çox aşağı təmas qüvvəsi ilə onlar demək olar ki, heç bir zibil əmələ gətirmir və çox aşağı təmas səs-küyünə malikdirlər. Onlar müasir hub sürüşmə halqalarında sensor və məlumat kanalları üçün üstünlük təşkil edən seçimdir.
Ən yaxşı uyğun gəlir: CAN/Profibus/Ethernet məlumat xətləri, blade sensor siqnalları, aşağı-cariyə nəzarət. Diqqət edin: hər filament paketi üçün məhdud cərəyan (adətən<10 A), higher cost, and sensitivity to chemical contamination on the gold surface.
Monofilament və Soylu{0}}Metal Tel Kontaktlar
Monofilament nəcib-metal kontaktlar (qiymətli-metal üzük üzərində tək qızıl və ya qızıl{1}}alaşımlı tel) lifli fırçalar və ənənəvi fırçalar arasında oturur. Onlar kompaktda çox yayılmışdırxüsusi sürüşmə üzükyer dar olduğu montajlar.
Aşağıdakılar üçün ən uyğundur: aşağı cərəyan siqnal sxemləri, hibrid birləşmələr. Diqqət edin: çox yüksək fırlanma saylarından sonra örtük aşınması və "qızıl{2}}örtülü"nün avtomatik olaraq daha yaxşı olmadığı - nazik qızılın yumşaq substrat üzərində düzgün müəyyən edilmiş gümüş-qrafit fırçadan daha sürətli aşınması.
Hibrid Dizaynlar
Tipik bir hub sürüşmə halqasında, alt yığın karbon və ya metal-qrafit fırçalar üzərində pilləli mühərrik gücünü, orta yığın lifli fırçalarda sahə-avtobus trafikini, üst yığın isə qızıl-qızıl kontaktlardakı-aşağı cərəyan sensor xətlərini idarə edir. Torpaqlama, lazımsız fırçalarla öz xüsusi halqasındadır. Bu ayırma, bir montajın eyni zamanda ziddiyyətli tələblərə (yüksək cərəyan + aşağı səs-küy) cavab verməsini təmin edən şeydir.
Ətraf Mühit Xüsusiyyətləri: "Sənaye dərəcəsi" ilə dayanmayın
"Sənaye dərəcəsi" sizə faydalı heç nə demir. Aşağıdakı rəqəmlər külək turbininin texniki xüsusiyyətləri vərəqində əhəmiyyətli olanlardır.
- Girişdən qorunma.Hub interyerləri adətən IP54-dür; dəniz gəmiləri və açıq sürüşmə halqaları adətən IP65 və ya daha yüksək tələb olunur. BaxIP reytinqinin şərhirəqəmlərin əslində nəyə zəmanət verdiyi üçün.
- İşləmə temperaturu.Ağlabatan defolt, quruda şimal{2}}iqlim sahələri üçün -40 dərəcə ilə +70 dərəcə, mülayim ərazilər üçün -20 dərəcə ilə +60 dərəcə, dənizdə isə kondensasiya-nəzarət edilir. Soyuq{7}}iqlim variantları aşağı temperaturda yoxlanılan sürtkü materialına ehtiyac duyur.
- Rütubət.95 % RH -kondensasiya edilməməsi tipik minimumdur; müntəzəm kondensasiya olan saytlar üçün daxili istilik tələb oluna bilər.
- Duza-duman müqaviməti.Dəniz və sahil turbinləri metal hissələr və birləşdiricilər üzərində IEC 60068-2-52 və ya ISO 9227 duz püskürtmə sınağına istinad etməlidir.
- Vibrasiya.IEC 60068-2-6 sinusoidal və 2-64 təsadüfi profillər ümumi istinad nöqtələridir; təchizatçı marketinq iddialarını deyil, sınaq hesabatlarını təqdim etməlidir.
- İldırım və dalğalanma.Pitch sürüşmə üzükləri dolayı ildırım cərəyanlarını görə bilən bir yolda oturur. Dalğaya davamlılıq əvvəlcədən razılaşdırılmalıdır.
TheABŞ Milli Bərpa Olunan Enerji Laboratoriyasının külək tədqiqat proqramımeydança və elektrik sistemlərinin istismar donanmalarında - daha yüksək -uğursuzluq-dərəcəli alt sistemlər arasında qaldığını göstərən-faydalı sahə etibarlılıq datasını dərc edir, buna görə də bu ekoloji nömrələr şifahi öhdəlikdə deyil, müqavilədə olmalıdır.
Mexaniki və İnteqrasiya Məhdudiyyətləri
Təkmilləşdirmə layihələri elektrik performansından daha çox mexaniki uyğunluqda uğursuz olur. Dizaynı təsdiq etməzdən əvvəl təsdiqləyin:
- Buruq diametri və xarici diametri qovşaqda və ya naseldə mövcud zərfə qarşı
- Mil dözümlülüyü, axıntı və konsentriklik icazəsi
- Kabelin çıxış istiqaməti (oxlu və radial) və birləşdirici növü - bir çox turbinlərin kabel əyilmə radiusu çox məhduddur
- Montaj flanş nümunəsi və fırlanma anı qolunun ankrajı
- Dönən birləşmələr üçün çəki və balans
- Xidmətə giriş - texniki turbin xidmət vəziyyətində olan fırça pəncərəsinə çata bilərmi?
Təcrübədə bir çox təkmilləşdirmə və yenidən enerji layihələri üçün mexaniki məhdudiyyətlər dizaynı elektrikdən əvvəl həll edir. Məhz bu zaman konfiqurasiya edilə bilən və ya tam fərdi montaj kataloq hissəsini uyğunlaşdırmağa məcbur etməkdən daha məqsədəuyğundur.
Təchizatçıya Nə Göndərmək
Təmiz RFQ təklif dövrünü həftələrdən günə qısaldır. Təchizatçı bir sürüşmə halqasını dizayn etmək və ya seçmək üçün aşağıdakıların hamısına ehtiyac duyur:
| Kateqoriya | Məlumat tələb olunur |
|---|---|
| Ərizə | Turbinin reytinqi, model (əgər açıqlanarsa), yer (quruda/sahildə/dənizdə), yeni tikili və yenidənqurma |
| Mexanik | Buruq, xarici diametr, uzunluq, montaj interfeysi, fırlanma sürəti (davamlı və pik), kabel çıxışı |
| Güc dövrələri | Dövrələrin sayı, gərginlik, davamlı və pik cərəyan, AC/DC, tezlik |
| Siqnal dövrələri | Sxemlərin sayı, protokol (CAN, Profibus, EtherCAT, Ethernet, analoq), məlumat sürəti, ekranlaşdırma tələbləri |
| Torpaqlama | Tələb olunan torpaqlama cərəyanı yolu, ildırım artımı səviyyəsi |
| Ətraf mühit | Temperatur diapazonu, rütubət, IP reytinqi, duz-tətbiq olunarsa duman, vibrasiya sinfi |
| Baxım | Gözlənilən xidmət intervalı, fırça ömrü gözləntisi, giriş məhdudiyyətləri |
| Sənədləşdirmə | Tələb olunan sınaq hesabatları (HV müqaviməti, IR, kontakt müqaviməti, duz spreyi, vibrasiya), sertifikatlar, MTBF məlumatları |
Tez-tez verilən suallar
S: Külək turbininin sürüşmə halqası nədir?
Cavab: Bu, külək turbininin stasionar strukturu ilə fırlanan hissə - arasında ən çox rotor qovşağı (hərəkətə nəzarət üçün) və ya DFIG maşınlarında generatorun rotor sarımları arasında gücü, idarəetmə siqnallarını və məlumatları ötürən elektromexaniki qurğudur.
S: Külək turbininin sürüşmə halqaları niyə uğursuz olur?
A: Ümumi mexanizmlər fırçanın aşınması və toz yığılması, çirklənmə və ya aşağı yay qüvvəsi nəticəsində təmas müqavimətinin artması,-kondensasiya nəticəsində yaranan korroziya, kabellərin vibrasiya yorğunluğu və izolyasiyanın pozulmasıdır. Əksəriyyəti planlı yoxlama ilə tədricən və aşkar edilə bilər.
S: Külək turbininin sürüşmə halqası nə qədər tez-tez yoxlanılmalıdır?
A: Ağlabatan defolt illik vizual yoxlama üstəgəl təmas müqaviməti və izolyasiya müqavimətinin yoxlanılmasıdır; DFIG maşınlarında generator fırça üzükləri adətən vəzifədən asılı olaraq hər 3-12 ayda bir fırça uzunluğunun yoxlanılmasına ehtiyac duyur. Dəqiq interval təchizatçının təlimatına və turbin OEM xidmət cədvəlinə uyğun olmalıdır.
S: Fiber Fırçalı Sürüşmə Üzükləri Külək Turbinləri üçün Karbon Fırçasından Yaxşıdırmı?
Cavab: Aşağı-cari siqnal və məlumat kanalları üçün bəli - lifli fırçalar demək olar ki, heç bir zibil yaratmır və çox aşağı təmas səs-küyünə malikdir. Yüksək-cari səs gücü və ya generator həyəcanlandırması üçün karbon və ya metal-qrafit fırçalar adətən daha yaxşı seçimdir. Müasir hub sürüşmə üzükləri hər ikisini eyni montajın ayrı-ayrı bölmələrində istifadə edir.
S: Standart sənaye sürüşmə halqası külək turbinində istifadə edilə bilərmi?
A: Adətən dəyişiklik etmədən deyil. Turbinlər vibrasiya, kondensasiya, duz dumanı (dənizdə), uzun xidmət intervalları və ümumi sənaye xüsusiyyətlərini aşan qarışıq güc/siqnal trafiki tətbiq edir. Normal olaraq ya turbin{2}}xüsusi kataloq modeli və ya fərdiləşdirilmiş montaj tələb olunur.
S: Külək turbininin sürüşmə halqası təchizatçısı hansı sənədləri təqdim etməlidir?
A: Ən azı: elektrik sınaq hesabatı (HV dayanıqlılığı, izolyasiya müqaviməti, təmas müqaviməti), ətraf mühitin sınağı nəticələri (vibrasiya, temperatur, dənizdə olarsa duz spreyi), müəyyən edilmiş yoxlama proseduru ilə texniki xidmət təlimatı, ehtiyat hissələrinin siyahısı və halqa və fırça komponentləri üçün material sertifikatları.
Xülasə: Sürüşmə üzük seçiminə etibarlılıq qərarı kimi baxın
Düzgün külək turbininin sürüşmə halqası turbinin elektrik zərfinə uyğun gələn, onun mühitinə tab gətirə bilən, mövcud mexaniki məkana uyğun gələn və 20 il ərzində real texniki xidmət planını dəstəkləyən biridir. Bu səhvin dəyərinin çoxu alış zamanı deyil, ilk planlaşdırılmamış{2}}qüllə ziyarəti zamanı ödənilir.
Təchizatçılarla danışmazdan əvvəl elektrik, ətraf mühit və mexaniki tələbləri müəyyənləşdirin. Şüar deyil, test hesabatlarını istəyin. Quraşdırmanın icazə verdiyi yerdə güc və siqnal əlaqə texnologiyalarını ayırın. Dənizdə və ya sahilyanı ərazilərdə korroziyaya və möhürlənməyə təmas materialı seçimindən daha ciddi yanaşın - duz adətən fırçadan əvvəl mübahisələrdə qalib gəlir.