Введение
Как мы говорили в последней статье «Контактные кольца в новой энергетике: применение, преимущества и будущие тенденции", контактные кольца используются в области новой энергетики. Сюда входят гидроэлектростанции на реках, солнечные фотоэлектрические панели, автомобили на новой энергии и т. д.
Среди них использование ветряных турбин особенно распространено. Когда его лопасти вращаются, чтобы собрать кинетическую энергию ветра, скользящие кольца ветряных турбин превращают эту энергию в полезную электрическую энергию и передают ее в силовую сетку. Без них сложные механические компоненты внутри турбины не смогут работать стабильно. Сегодня давайте узнаем о конкретном применении скользящих колец в ветряных турбинах!
Как работают скользящие кольца на ветряных турбинах?
(1). Принцип работы контактных колец
При работе ВЭУ лопасти, гондолы и другие детали находятся в состоянии непрерывного вращения, при этом многие электрические системы и системы управления, связанные с ними, неподвижны.
Контактные кольца в основном состоят из статоров и роторов со щетками и токопроводящими кольцами соответственно. Они соединены с неподвижной конструкцией турбины (местом крепления башни или гондолы) и вращающейся частью (валом ротора генератора). Благодаря постоянному контакту между щетками и токопроводящими кольцами контактные кольца передают мощность, сигналы и данные. Наконец, они передают энергию преобразователю и другому оборудованию в нижней части башни для последующей обработки и подключения к сети.
(2). Различные сигналы, которые они передают
Генератор
● Сигнал скорости:Скорость современных больших ветряных турбин может быть такой же низкой, как 5-10 об / мин при низких скоростях ветра и вокруг 15-20 об / мин около номинальных скоростей ветра. Когда скорость ветра увеличивается и скорость генератора повышается слишком быстро, система управления регулирует угол шага лезвия и электромагнитный крутящий момент генератора в соответствии с сигналом скорости, передаваемого кольцом ветряного генератора, так что его область намотки уменьшается, тем самым, тем самым Уменьшение скорости.
● Сигнал температуры:Во время работы генератора нормальный диапазон рабочей температуры обычно составляет 60-120 градусов. Однако когда ток проходит через обмотку, выделяется тепло, в результате чего внутренняя температура двигателя постепенно увеличивается. Токосъемное кольцо может передавать сигнал температуры, собираемый датчиком температуры внутри генератора. Как только система управления получит сигнал о высокой температуре, она запустит систему охлаждения, увеличит скорость охлаждающего вентилятора или отрегулирует поток охлаждающей среды.
Система переменной высоты тона
● Сигнал положения угла шага:Основная функция системы переменного шага — регулировка угла наклона лопастей для адаптации к различным скоростям ветра. В этом процессе контактное кольцо передает сигнал положения угла наклона лезвия и поддерживает точность около ±0,1 градуса. Система управления определяет текущее состояние угла лопасти в соответствии с сигналом положения угла наклона, передаваемым контактным кольцом, а затем выдает инструкции для управления двигателем шага для регулировки.
● Сигнал управления двигателем двигателя:Двигатель шага получает управляющий сигнал от системы управления для управления действием шага лезвия. Эти контрольные сигналы передаются через скользящее кольцо, и их частота сигнала обычно находится между 500-1500 Гц. Сигнал управления включает в себя сигнал начала и остановки двигателя, сигнал регулировки скорости и т. Д.
Система рыскания
● Сигнал направления ветра:Задача системы рыскания — совместить гондолу ветряной турбины с направлением ветра и захватить как можно больше энергии ветра. Датчик направления ветра установлен в верхней части гондолы, а измеренный сигнал направления ветра передается в систему управления через контактное кольцо с точностью ±5 градусов. Система управления вычисляет угол отклонения между гондолой и направлением ветра в соответствии с сигналом направления ветра, передаваемым контактным кольцом, а затем приводит в действие двигатель поворотного механизма для регулировки направления гондолы.
● Сигнал управления двигателем отклонения от курса:Работа двигателя поворота также зависит от управляющего сигнала, передаваемого контактным кольцом. Его управляющий сигнал включает в себя такую информацию, как запуск, остановка, рулевое управление и контроль скорости. Когда направление ветра меняется, система управления посылает управляющий сигнал через контактное кольцо, заставляя двигатель вращать гондолу в более подходящем направлении и скорости.
Экологические испытания на скользящем кольце ветряной турбины
(1). Общие экологические проблемы
Климатические факторы
● Температура:Ветровые турбины часто работают на открытом воздухе и испытывают изменения температуры в течение дня и ночи и в зависимости от сезона. В холодную погоду материалы различных компонентов контактного кольца могут сжиматься, вызывая изменение контактного давления между щеткой и токопроводящим кольцом. Повышение температуры ускорит старение материалов контактных колец, особенно изоляционных материалов.
● Влажность и осадки:Когда влажность достигает насыщения или даже конденсации, вода образует проводящий путь на поверхности скользящего кольца. В ветряных фермах в море или в прибрежных районах воздух содержит много соли, которая прилипает к скользящему кольцу дождем или туманом, ускоряя коррозию металлических частей (корпус, проводящее кольцо и т. Д.).
● Пыль и твердые частицы:Эти крошечные частицы попадут в скользящее кольцо и непрерывно носят поверхность кисти и проводящего кольца, как наждачная бумага. Это повысит сопротивление контакта и генерирует электрические искры, что не только влияет на передачу, но и вызовет местное перегрев.
Механические факторы
● Вибрация и удары:Когда лопасти турбины сталкиваются с сильными ветрами, амплитуда вибрации увеличится. Эта вибрация будет передана на скользящее кольцо, вызывая относительное смещение и прерывистый плохой контакт между кистью и проводящим кольцом.
● Изменение скорости вращения:Токосъемное кольцо должно стабильно работать на разных скоростях, например от 100 до 5000 оборотов в минуту. На высоких скоростях трение между щеткой и токопроводящим кольцом увеличится. Центробежная сила также может привести к усиленному износу щетки контактного кольца и деформации токопроводящего кольца.
Электромагнитные факторы
● Электромагнитные помехи:Существует большое количество электрического оборудования и линий внутри ветряной турбины, таких как генераторы, инверторы и т. Д. Эти устройства будут генерировать электромагнитные поля во время работы. Они изменят частоту и амплитуду сигнала, заставляя систему управления получать неверную информацию и направлять неправильные инструкции.
(2). Как мы можем их избежать?
● Выбор материала:Для щеток контактного кольца используются драгоценные металлы, сплавы и т.п. Проводящий материал кольца может быть покрыт медью (золотом, серебром). В качестве материалов корпуса и изоляции обычно выбирают нержавеющую сталь, алюминиевый сплав, ПТФЭ, ПОМ и т. д. Эти материалы обладают высокой проводимостью, химической стабильностью и изоляцией, что может повысить эффективность передачи при использовании.
● Общая герметичная структура:Мы можем установить кольца из фторкаучука между внешней оболочкой и валом контактного кольца, на стыке и в зазоре. В то же время внутренний канал контактного кольца полностью закрыт благодаря конструкции лабиринтного уплотнения. Это позволит предотвратить попадание в канал пыли, влаги и т. д.
● Укрепление антисейсмического дизайна: В конструкции контактного кольца разумные монтажные кронштейны и амортизирующие материалы могут смягчать удары во время работы. В качестве альтернативы компоненты внутри контактного кольца можно соединить с помощью винтового крепления или защелкивания.
● Оптимизировать контакты:Эластичный кронштейн щетки может автоматически регулировать давление щетки в зависимости от скорости и рабочей среды контактного кольца. Кроме того, конструкция контактной поверхности дуги также может снизить контактное сопротивление, выделение тепла и износ.
● Конструкция радиатора:Мы можем спроектировать многослойную конструкцию радиатора большой площади на внешней оболочке контактного кольца, чтобы повысить эффективность рассеивания тепла за счет увеличения площади рассеивания тепла. Потому что они могут быстро рассеивать тепло, образующееся во время рабочего процесса, в окружающий воздух.
● Канал рассеивания тепла:В дополнение к радиальному раковине, канал рассеяния тепла также может быть спроектирован внутри кольца скольжения. Это использует естественную конвекцию или принудительную конвекцию, чтобы сделать охлаждающий воздух или охлаждающий поток жидкости в канале, чтобы забрать тепло.
Диапазон плавного кольца ветряной турбины
Различные турбины имеют очень разные требования с точки зрения мощности, скорости, пространства установки и т. Д. Для скользящего кольца трудно соответствовать всем стандартам. Наши стандартные сквозные кольца, такие как BTH2586 или BTH3899, подходят для некоторых общих применений ветряных турбин. И для конкретных функций Bytune может предоставить несколько настроенных вариантов для скользящих колец в соответствии с требованиями системы ветряных турбин. К ним относятся:
• Размер: внешний диаметр/длина/с внутренним отверстием или без него (с внутренним отверстием для легкой установки через вал)
• С корпусом или без него (корпус защищает внутренние компоненты/без корпуса для облегчения отвода тепла)
• Количество каналов
• Мощность или размер сигнала каждого канала
• Монтажный интерфейс (стандартный фланец/специальный фланец и т. д.)
• Сечение и длина провода (22AWG/300 мм или указано).
• Рабочая среда: температура (обычно от -40 градусов до +80 градусов)/скорость (обычно 500 об/мин/уровень IP (если это закрытая модель, IP54-IP68)
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Какова эффективность передачи мощности ваших контактных колец при номинальной мощности? Это гарантировано?
A: Наши скользящие кольца могут достичь эффективности передачи мощности более чем 95-98% при номинальной мощности. Они прошли международные сертификаты качества, такие как CE, UL, FCC, ISO, SGS и т. Д. Кроме того, у нас есть профессиональное тестирование оборудования и лаборатории, и к заказу могут быть прикреплены подробные отчеты о тестировании продукта.
В: Для передачи сигнала, какова точность передачи ваших скользящих колец?
A: Для различных передачи сигнала наша точность передачи кольца с скольжением может достигать ± 0. 01%, особенно в сложных электромагнитных средах. Мы также используем высококачественные экранирующие материалы и оптимизированную конструкцию линии передачи сигнала, чтобы уменьшить влияние электромагнитных помех на сигналы.
Вопрос: Соответствует ли изоляция контактного кольца соответствующим отраслевым стандартам электробезопасности?
A: Вы можете быть уверены, что максимальный пик напряжения, который могут выдержать наши скользящие кольца, составляет 10 кВ, что полностью соответствует стандартам электрической безопасности отрасли, такими как IEC. Мы контролируем качество изоляционных материалов на каждом этапе производственного процесса.
Вопрос: Можно ли настраивать кольца с определенными протоколами передачи сигнала быть настроенным в соответствии с нашими требованиями системы управления?
А: Да. Мы настраиваем контактные кольца с конкретными протоколами передачи сигналов (например, протоколом CAN-шины) и частотными диапазонами (например, 1 - 10кГц) в соответствии с требованиями вашей системы управления. Наша профессиональная техническая команда способна разработать адаптивный модуль передачи сигнала и интегрировать его в конструкцию контактного кольца. Цикл настройки обычно составляет 4 - 6 недель, в течение которых будут проводиться обсуждения технических решений и обзоры дизайна.
Вопрос: Каков ожидаемый срок службы контактного кольца?
О: Ожидается, что срок службы наших контактных колец составит до 10-15 лет. При нормальных условиях использования среднее время наработки на отказ (MTBF) может достигать 50000 часов. Это основано на нашей строгой проверке сырья, производственном процессе и системе контроля качества.
В: Каков ваш процесс производства кольца и процесс управления качеством?
О: Мы используем передовые автоматизированные производственные процессы и придерживаемся строгих технологических стандартов и рабочих спецификаций от обработки компонентов до сборки. Например, мы проводим строгие заводские проверки каждой партии сырья, включая анализ состава материала и испытания физических характеристик. Готовая продукция также должна пройти испытания на электрические характеристики, экологичность, надежность и другие испытания.
Вопрос: Каков текущий цикл доставки заказа? Что делать, если у нас есть срочные нужды?
A: Обычно цикл доставки заказа для стандартных скользящих колец составляет 2 недели, а для пользовательских кольцевых колец - 4-6 недель. Если у вас есть срочные потребности, мы организуем ускоренное производство на основе количества заказа и срочности.
В: Каковы ваши производственные мощности? Может ли он удовлетворить наши будущие крупномасштабные потребности закупок?
О: у нас есть завод площадью 80 000 квадратных футов, а годовая производственная мощность составляет 80-10 миллионов. С корректировкой производственных планов и расширением оборудования мы уверены, что сможем удовлетворить ваши потребности в крупномасштабных закупках.
В: Предоставляете ли вы услуги по установке и в эксплуатацию?
А: Да. Мы предоставляем комплексное послепродажное обслуживание, включая бесплатные онлайн-руководства по установке и услуги по вводу в эксплуатацию. В течение гарантийного периода мы будем регулярно посещать клиентов, чтобы понять, как использовать контактные кольца, и проводить бесплатное обучение по техническому обслуживанию. Гарантийный срок составляет 2 года. В течение гарантийного срока мы бесплатно отремонтируем или заменим любую неисправность, вызванную нечеловеческим фактором.
Заключение
Мы считаем, что благодаря сегодняшней статье вы узнали больше о скольжении ветряных турбин. Например, вы знаете, что они несут ответственность за электрические соединения во время непрерывного вращения турбины и передачи сигналов между генератором, системой переменной высоты тона и системой рыскания.
И во время использования эти скользящие кольца также подвержены различным средам влаги, пыли и вибрации. Но мы можем решить эти проблемы с помощью герметизирующих конструкций, материалов драгоценных металлов и индивидуальных конструкций скольжения. Если вы хотите настроить скользящие кольца для ветряной турбины, пожалуйста, нажмите "здесь«И более полезная информация может быть получена.