вступ
Як ми говорили в останній статті "Кільця з новою енергією: додатки, переваги та майбутні тенденції", Кільця ковзання використовуються в новому енергетичному полі. Це включає гідроелектричні електростанції на річках, сонячні фотоелектричні панелі, нові енергетичні транспортні засоби тощо.
Серед них особливо поширене використання вітрових турбін. Коли його лопаті обертаються, збираючи кінетичну енергію вітру, контактні кільця вітрової турбіни перетворюють цю енергію в придатну для використання електричну енергію та передають її в електромережу. Без них складні механічні компоненти всередині турбіни не зможуть працювати стабільно. Сьогодні давайте дізнаємося про особливості застосування контактних кілець у вітрових турбінах!
Як працюють контактні кільця на вітрових турбінах?
(1). Принцип робочого кілець
Під час експлуатації вітрових турбін лопатки, кінцеві та інші частини знаходяться в стані безперервного обертання, тоді як багато електричних систем та систем управління, підключених до них, фіксуються.
Кільця ковзання в основному складаються зі статорів і роторів із щітками та струмопровідними кільцями відповідно. Вони з'єднані з нерухомою конструкцією турбіни (місце кріплення башти або гондоли) і обертовою частиною (вал ротора генератора). Завдяки постійному контакту між щітками та струмопровідними кільцями контактні кільця передають потужність, сигнали та дані. Нарешті, вони передають енергію на конвертер та інше обладнання в нижній частині вежі для подальшої обробки та підключення до мережі.
(2). Різні сигнали, які вони передають
Генератор
● Сигнал швидкості:Швидкість сучасних великих вітрових турбін може бути такою ж низькою, як 5-10 RPM при низьких швидкостях вітру і навколо 15-20 RPM поблизу рейтингових швидкостей вітру. Коли швидкість вітру збільшується, а швидкість генератора зростає занадто швидко, система управління регулює кут лопата та електромагнітний крутний момент генератора відповідно до сигналу швидкості, що передається кільцем генератора вітру, так що його навітряна область зменшується, тим самим зменшення швидкості.
● Сигнал температури:Під час роботи генератора нормальний робочий температурний діапазон зазвичай становить 60-120 градусів. Однак, коли струм проходить через обмотку, утворюється тепло, що призводить до поступового підвищення внутрішньої температури двигуна. Контактне кільце може передавати сигнал температури, який збирає датчик температури всередині генератора. Як тільки система керування отримає сигнал високої температури, вона запустить систему охолодження, збільшить швидкість охолоджуючого вентилятора або відрегулює потік охолоджувального середовища.
Система змінного кроку
● Сигнал позиції кута кроку:Основною функцією системи змінного кроку є регулювання кута нахилу лопаті для адаптації до різних швидкостей вітру. У цьому процесі контактне кільце передає сигнал позиції кута нахилу лопаті та підтримує точність приблизно ±0,1 градус. Система керування визначає поточний стан кута лопаті відповідно до сигналу положення кута нахилу, який передається контактним кільцем, а потім видає інструкції для приводу двигуна нахилу для регулювання.
● Сигнал керування кроком двигуна:Двигун кроку отримує керуючий сигнал від системи керування для керування кроком леза. Ці керуючі сигнали передаються через контактне кільце, і їхня частота зазвичай становить 500-1500 Гц. Сигнал керування включає сигнал пуску та зупинки двигуна, сигнал регулювання швидкості тощо.
Система позіхання
● Сигнал напрямку вітру:Завдання системи YAW - вирівняти гондел вітрової турбіни з напрямком вітру і захопити якомога більше енергії вітру. Датчик напрямку вітру встановлюється у верхній частині гондолі, а виміряний сигнал напрямку вітру передається в систему управління через ковзаюче кільце з точністю ± 5 градусів. Система управління розраховує кут відхилення між напрямкою гончака та напрямком вітру відповідно до сигналу напрямку вітру, що передається ковзним кільцем, а потім приводить двигун позіхання, щоб відрегулювати напрямок гонцели.
● Сигнал керування двигуном поєднання:Робота двигуна YAW також залежить від контрольного сигналу, що передається ковзним кільцем. Його сигнал управління включає інформацію, таку як старт, зупинка, рульове управління та контроль швидкості. Коли напрямок вітру змінюється, система управління надсилає контрольний сигнал через ковзаюче кільце, внаслідок чого двигун керує гонцею, щоб обертатися в більш відповідному напрямку та швидкості.
Екологічні випробування на кільці з ковзанням вітрогенератора
(1). Загальні екологічні проблеми
Кліматичні фактори
● Температура:Вітрові турбіни часто працюють у зовнішніх умовах та відчувають зміни температури вдень і вночі та сезонах. У холодну погоду матеріали різних компонентів ковзаючого кільця можуть скорочуватися, внаслідок чого контактний тиск між пензликом та електропровідним кільцем змінюється. Збільшення температури прискорить старіння матеріалів ковзання, особливо ізоляційних матеріалів.
● Вологість та опади:Коли вологість досягає насичення або навіть виникає конденсація, вода утворює провідний шлях на поверхні контактного кільця. У вітрових електростанціях на морі або в прибережних районах повітря містить багато солі, яка прилипає до контактного кільця під час дощу або туману, прискорюючи корозію металевих частин (корпус, струмопровідне кільце тощо).
● Пил та тверді матеріали:Ці крихітні частинки потраплять у контактне кільце та постійно зношують поверхню щітки та провідного кільця, як наждачний папір. Це збільшить контактний опір і створить електричні іскри, які не тільки вплинуть на передачу, але й призведуть до локального перегріву.
Механічні фактори
● Вібрація та вплив:Коли леза турбіну стикаються з сильними вітрами, амплітуда вібрації збільшиться. Ця вібрація буде передана на ковзаюче кільце, що спричиняє відносне переміщення та переривчастий поганий контакт між пензлем та електропровідним кільцем.
● Зміна швидкості обертання:Контактне кільце має стабільно працювати на різних швидкостях, наприклад від 100 до 5000 обертів на хвилину. На високих швидкостях тертя між щіткою і струмопровідним кільцем збільшиться. Відцентрова сила також може призвести до більшого зносу щітки контактного кільця та деформації провідного кільця.
Електромагнітні фактори
● Електромагнітні перешкоди:Всередині вітрогенератора є велика кількість електричного обладнання та ліній, таких як генератори, інвертори тощо. Ці пристрої генерують електромагнітні поля під час роботи. Вони змінять частоту та амплітуду сигналу, внаслідок чого система управління отримувала неправильну інформацію та керувати неправильними інструкціями.
(2). Як ми можемо їх уникнути?
● Вибір матеріалу:Для щіток контактного кільця використовуються дорогоцінні метали, сплави та ін. Провідний матеріал кільця може бути покритий міддю (золотом, сріблом). Для корпусу та ізоляційних матеріалів зазвичай вибирають нержавіючу сталь, алюмінієвий сплав, PTFE, POM тощо. Ці матеріали мають високу провідність, хімічну стабільність та ізоляцію, що може підвищити ефективність передачі при використанні.
● Загальна структура герметизації:Ми можемо встановити фторорубні кільця між зовнішньою оболонкою та валом ковзаючого кільця, на інтерфейсі та зазорі. У той же час внутрішній канал ковзаючого кільця сильно закритий через структуру герметизації лабіринту. Це може запобігти потраплянню пилу, вологи тощо в канал.
● Посилити антисейсмічний дизайн: У структурній конструкції контактного кільця розумні монтажні кронштейни та амортизаційні матеріали можуть зменшити його вплив під час роботи. Крім того, компоненти всередині контактного кільця можна з’єднати за допомогою гвинтового кріплення та фіксації.
● Оптимізуйте контакти:Еластичний кронштейн щітки може автоматично регулювати тиск щітки відповідно до швидкості та робочого середовища контактного кільця. Крім того, дизайн контактної поверхні дуги також може зменшити опір контакту, виділення тепла та знос.
● Дизайн теплової раковини:Ми можемо розробити багатошарову структуру радіатора великої площі на зовнішній оболонці контактного кільця, щоб покращити ефективність розсіювання тепла шляхом збільшення площі розсіювання тепла. Тому що вони можуть швидко розсіювати тепло, що утворюється в процесі роботи, в навколишнє повітря.
● Канал розсіювання тепла:Окрім теплової раковини, канал розсіювання тепла також може бути розроблений всередині ковзаючого кільця. Це використовує природну конвекцію або примусову конвекцію, щоб зробити охолоджуюче повітря або охолоджуючу рідину в каналі, щоб забрати тепло.
Діапазон параметрів контактного кільця вітрової турбіни
Різні турбіни мають дуже різні вимоги щодо потужності, швидкості, простору для установки тощо. Важко, щоб контактне кільце відповідало всім стандартам. Наші стандартні контактні кільця з наскрізними отворами, такі як BTH2586 або BTH3899, підходять для деяких звичайних застосувань вітрових турбін. А для певних функцій ByTune може надати деякі індивідуальні опції для контактних кілець відповідно до вимог вашої системи вітрової турбіни. До них належать:
• Розмір: Зовнішній діаметр/довжина/з внутрішнім отвором або без нього (з внутрішнім отвором для легкої установки вала)
• З корпусом або без нього (корпус захищає внутрішні компоненти/без корпусу для легкого розсіювання тепла)
• Кількість каналів
• Потужність або розмір сигналу кожного каналу
• Монтажний інтерфейс (стандартний фланець/спеціальний фланець тощо)
• Калибр і довжина дроту (22AWG/300 мм або вказані)
• Робоче середовище: температура (як правило, від -40 ступінь до +80 ступеня)/швидкості (як правило, 500 об/ip рівень (якщо це закрита модель, ip 54- ip68)
Поширення
З: Яка ефективність передачі енергії ваших контактних кілець при номінальній потужності? Це гарантовано?
A: Наші кілець ковзання можуть досягти ефективності передачі потужності більше, ніж 95-98% при номінальній потужності. Вони прийняли міжнародні сертифікати якості, такі як CE, UL, FCC, ISO, SGS тощо. Крім того, у нас є професійне тестувальне обладнання та лабораторії, а детальні звіти про тестування продуктів можуть бути додані до замовлення.
З: Для передачі сигналу, яка точність передачі ваших кілець ковзання?
Відповідь: Для різних передач сигналу наша точність передачі ковзання може досягти ± 0. 01%, особливо в складних електромагнітних умовах. Ми також використовуємо високоякісні екрануючі матеріали та оптимізовану конструкцію лінії передачі сигналу для зменшення впливу електромагнітних перешкод на сигнали.
З: Чи відповідає ізоляція контактного кільця відповідним промисловим стандартам електробезпеки?
Відповідь: Ви можете бути впевнені, що максимальна пікова напруга, яку витримують кілець, є 10 кВ, що повністю відповідає стандартам промисловості електричної безпеки, такими як IEC. Ми контролюємо якість ізоляційних матеріалів на кожному кроці виробничого процесу.
Питання: Чи можуть ковзати кільця з конкретними протоколами передачі сигналу, щоб налаштуватись відповідно до наших вимог системи управління?
A: Так. Ми налаштовуємо контактні кільця з конкретними протоколами передачі сигналу (наприклад, протоколом шини CAN) і частотними діапазонами (наприклад, 1 - 10kHz) відповідно до вимог вашої системи керування. Наша професійна технічна команда здатна розробити адаптивний модуль передачі сигналу та інтегрувати його в конструкцію контактного кільця. Зазвичай цикл налаштування становить 4 - 6 тижнів, протягом яких будуть надані обговорення технічних рішень і огляд дизайну.
З: Що таке очікуваний термін служби на ковзаючому кільці?
В: Наші контактні кільця мають термін служби до 10-15 років. За нормальних умов використання середній час напрацювання на відмову (MTBF) може досягати 50 000 годин. Це базується на нашій суворій перевірці сировини, виробничому процесі та системі перевірки якості.
Питання: Який процес виробництва та процесу контролю якості?
Відповідь: Ми використовуємо вдосконалені автоматизовані виробничі процеси та маємо суворі стандарти процесу та технічні характеристики від обробки компонентів до складання. Наприклад, ми проводимо суворі фабричні перевірки на кожній партії сировини, включаючи аналіз матеріалів та тестування фізичної працездатності. Готова продукція також повинна пройти електричну продуктивність, адаптованість навколишнього середовища, надійність та інші тести.
З: Який поточний цикл доставки замовлення? Що робити, якщо ми маємо нагальні потреби?
Відповідь: Зазвичай цикл доставки замовлення для стандартних кілець ковзання становить 2 тижні, а для спеціальних кілець ковзання - 4-6 тижні. Якщо у вас є термінові потреби, ми влаштовуємо прискорене виробництво на основі кількості замовлення та терміновості.
З: Яка ваша виробнича потужність? Чи зможе це задовольнити наші майбутні потреби у великомасштабних закупівлях?
A: У нас є 80, 000 фабрика квадратних футів, а річна виробнича потужність 80-10 мільйонів. З коригуванням виробничих планів та розширенням обладнання ми впевнені, що ми можемо задовольнити ваші масштабні потреби закупівель.
З: Чи надаєте ви послуги з встановлення та введення в експлуатацію?
A: Так. Ми надаємо комплексні післяпродажні послуги, включаючи безкоштовні онлайн-інструкції з монтажу та послуги з введення в експлуатацію. Протягом гарантійного періоду ми будемо регулярно відвідувати клієнтів, щоб зрозуміти використання контактних кілець і проводити безкоштовне навчання технічного обслуговування. Гарантійний термін 2 роки. Протягом гарантійного періоду ми безкоштовно відремонтуємо або замінимо будь-яку несправність, спричинену не людським фактором.
Висновок
Ми вважаємо, що завдяки сьогоднішній статті ви дізналися більше про контактні кільця вітрових турбін. Наприклад, ви знаєте, що вони відповідають за електричні з’єднання під час безперервного обертання турбіни та передають сигнали між генератором, системою змінного кроку та системою повороту.
І під час використання ці контактні кільця також піддаються впливу різної вологи, пилу та вібрації. Але ми можемо вирішити ці проблеми за допомогою ущільнювальних конструкцій, матеріалів із дорогоцінних металів і індивідуальних конструкцій контактних кілець. Якщо ви хочете налаштувати контактні кільця для своєї вітрової турбіни, натисніть "ось", а більш корисна інформація може бути придбана.