Wstęp
Jak powiedzieliśmy w najnowszym artykule „Pierścienie poślizgowe w nowej energii: zastosowania, korzyści i przyszłe trendy„Pierścienie poślizgowe są używane w nowym polu energetycznym. Obejmuje to hydroelektryczne elektrownie na rzekach, solarnych panelach fotowoltaicznych, nowych pojazdach energetycznych itp.
Wśród nich stosowanie turbin wiatrowych jest szczególnie powszechne. Kiedy jego łopatki obracają się, aby zebrać energię kinetyczną wiatru, pierścienie poślizgu turbiny wiatrowej przekształcają tę energię w użyteczną energię elektryczną i przenoszą ją do siatki mocy. Bez nich złożone komponenty mechaniczne wewnątrz turbiny nie będą w stanie stabilnie działać. Dzisiaj dowiedzmy się o konkretnym zastosowaniu pierścieni poślizgowych w turbinach wiatrowych!
Jak działają pierścienie ślizgowe w turbinach wiatrowych?
(1). Zasada działania pierścieni ślizgowych
Podczas obsługi turbin wiatrowych ostrza, nacelle i inne części są w stanie ciągłego obrotu, podczas gdy wiele połączonych z nimi układów elektrycznych i systemów sterowania jest ustalanych.
Pierścienie ślizgowe składają się głównie ze stojanów i wirników, odpowiednio ze szczotkami i pierścieniami przewodzącymi. Są one połączone z konstrukcją stałą turbiny (miejsce mocowania wieży lub gondoli) i częścią wirującą (wałem wirnika generatora). Poprzez ciągły kontakt szczotek z pierścieniami przewodzącymi, pierścienie ślizgowe przekazują moc, sygnały i dane. Na koniec przekazują energię do konwertera i innych urządzeń na dole wieży w celu późniejszego przetwarzania i podłączenia do sieci.
(2). Różne sygnały, które przesyłają
Generator
● Sygnał prędkości:Prędkość nowoczesnych dużych turbin wiatrowych może wynosić zaledwie 5-10 obr./min przy małych prędkościach wiatru i około 15-20 obr./min przy znamionowych prędkościach wiatru. Gdy prędkość wiatru wzrasta i prędkość generatora rośnie zbyt szybko, układ sterowania reguluje kąt nachylenia łopat i moment elektromagnetyczny generatora zgodnie z sygnałem prędkości przekazywanym przez pierścień ślizgowy generatora wiatrowego, tak aby zmniejszyć jego powierzchnię nawietrzną, a tym samym zmniejszenie prędkości.
● Sygnał temperatury:Podczas działania generatora normalny zakres temperatur roboczych wynosi na ogół między 60-120. Jednak gdy prąd przechodzi przez uzwojenie, wytwarzane jest ciepło, powodując stopniowe zwiększenie temperatury wewnętrznej silnika. Pierścień poślizgu może przesyłać sygnał temperatury zebrany przez czujnik temperatury wewnątrz generatora. Gdy system sterowania odbędzie sygnał wysokiej temperatury, uruchomi układ chłodzenia, zwiększy prędkość wentylatora chłodzącego lub wyreguluj przepływ podłoża chłodzącego.
System zmiennej podziałki
● Sygnał położenia kąta pochylenia:Główną funkcją zmiennego systemu skoku jest regulacja kąta skoku ostrza, aby dostosować się do różnych prędkości wiatru. W tym procesie pierścień poślizgu przesyła sygnał położenia kąta ostrza i utrzymuje dokładność około ± 0. 1 stopień. System sterowania określa prądowy stan kąta ostrza zgodnie z sygnałem położenia kąta skoku przesłanego przez pierścień poślizgu, a następnie wydaje instrukcje napędzające silnik skoku do regulacji.
● Sygnał sterowania silnikiem skoku:Silnik skoku odbiera sygnał sterujący z systemu sterowania, aby napędzać działanie wysokości ostrza. Te sygnały sterujące są przesyłane przez pierścień poślizgu, a ich częstotliwość sygnału jest ogólnie pomiędzy 500-1500 Hz. Sygnał sterujący obejmuje sygnał startowy i stopu silnika, sygnał regulacji prędkości itp.
System odchylenia
● Sygnał kierunku wiatru:Zadaniem systemu YAW jest wyrównanie nacelli turbiny wiatrowej do kierunku wiatru i uchwycenie jak największej energii wiatrowej. Czujnik kierunku wiatru jest instalowany na górze naczynia, a zmierzony sygnał kierunku wiatru jest przesyłany do układu sterowania przez pierścień poślizgu z dokładnością ± 5 stopni. System sterowania oblicza kąt odchylenia między nacelową a kierunkiem wiatru zgodnie z sygnałem kierunku wiatru przesyłanego przez pierścień poślizgu, a następnie napędza silnik odchylania, aby dostosować kierunek nacelle.
● Sygnał sterowania silnikiem odchylającym:Działanie silnika YAW zależy również od sygnału sterowania przesyłanego przez pierścień poślizgu. Jego sygnał sterujący obejmuje takie informacje, jak start, stop, sterowanie sterowaniem i szybkość. Gdy kierunek wiatru zmienia się, system sterowania wysyła sygnał sterujący przez pierścień poślizgu, powodując, że silnik napędza obracanie naczyń w bardziej odpowiednim kierunku i prędkości.
Testy środowiskowe pierścienia ślizgowego turbiny wiatrowej
(1). Powszechne wyzwania środowiskowe
Czynniki klimatyczne
● Temperatura:Turbiny wiatrowe często pracują na zewnątrz i podlegają zmianom temperatury w ciągu dnia i nocy oraz pór roku. W niskich temperaturach materiały różnych elementów pierścienia ślizgowego mogą się kurczyć, powodując zmianę nacisku pomiędzy szczotką a pierścieniem przewodzącym. Wzrost temperatury przyspieszy starzenie się materiałów pierścieni ślizgowych, zwłaszcza materiałów izolacyjnych.
● Wilgotność i opady:Gdy wilgotność osiągnie stan nasycenia lub nawet nastąpi kondensacja, woda utworzy ścieżkę przewodzącą na powierzchni pierścienia ślizgowego. W farmach wiatrowych na morzu lub na obszarach przybrzeżnych powietrze zawiera dużo soli, która przywiera do pierścienia ślizgowego podczas deszczu lub mgły, przyspieszając korozję części metalowych (obudowa, pierścień przewodzący itp.).
● Pył i cząstki stałe:Te maleńkie cząstki dostaną się do pierścienia ślizgowego i w sposób ciągły ścierają powierzchnię szczotki i pierścienia przewodzącego niczym papier ścierny. Zwiększy to rezystancję styków i wygeneruje iskry elektryczne, które nie tylko będą miały wpływ na transmisję, ale także spowodują lokalne przegrzanie.
Czynniki mechaniczne
● Wibracje i uderzenia:Gdy łopatki turbiny napotkają silne wiatry, amplituda wibracji wzrośnie. Wibracja ta zostanie przeniesiona na pierścień poślizgu, powodując względne przemieszczenie i przerywany słaby kontakt między szczotką a pierścieniem przewodzącym.
● Zmiana prędkości obrotowej:Pierścień ślizgowy musi pracować stabilnie przy różnych prędkościach, np. od 100 do 5000 obrotów na minutę. Przy dużych prędkościach wzrasta tarcie pomiędzy szczotką a pierścieniem przewodzącym. Siła odśrodkowa może również powodować większe zużycie szczotki pierścienia ślizgowego i odkształcenie pierścienia przewodzącego.
Czynniki elektromagnetyczne
● Zakłócenia elektromagnetyczne:Istnieje duża liczba urządzeń elektrycznych i linii wewnątrz turbiny wiatrowej, takich jak generatory, falowniki itp. Urządzenia te generują pola elektromagnetyczne podczas pracy. Zmienią częstotliwość i amplitudę sygnału, powodując, że system sterowania otrzymuje złe informacje i poprowadzi złe instrukcje.
(2). Jak możemy ich uniknąć?
● Wybór materiału:Do szczotek pierścienia ślizgowego stosuje się metale szlachetne, stopy itp. Przewodzący materiał pierścienia może być pokryty miedzią (złoto, srebro). W przypadku materiałów powłokowych i izolacyjnych powszechnie wybiera się stal nierdzewną, stop aluminium, PTFE, POM itp. Materiały te mają wysoką przewodność, stabilność chemiczną i izolację, co może poprawić wydajność transmisji, gdy są stosowane.
● Ogólna struktura uszczelnienia:Możemy zainstalować pierścienie Fluororubber między zewnętrzną skorupą a wałem pierścienia poślizgu, na interfejsie i szczelinie. Jednocześnie wewnętrzny kanał pierścienia poślizgu jest wysoce zamknięty przez strukturę uszczelniającą labirynt. Może to zapobiec wejściu na kanał kurzu, wilgoci itp.
● Wzmocnij konstrukcję antysejsmiczną: W konstrukcji pierścienia ślizgowego odpowiednie wsporniki montażowe i materiały amortyzujące mogą złagodzić jego uderzenia podczas pracy. Alternatywnie elementy wewnątrz pierścienia ślizgowego można łączyć za pomocą śrub lub zatrzasków.
● Zoptymalizuj kontakty:Elastyczny wspornik pędzla może automatycznie dostosować ciśnienie pędzla zgodnie z prędkością i środowiskiem pracy pierścienia poślizgu. Ponadto konstrukcja powierzchni styku ARC może również zmniejszyć oporność kontaktową, wytwarzanie ciepła i zużycie.
● Projektowanie radiatorów:Możemy zaprojektować dużą, wielowarstwową strukturę radiatora na zewnętrznej skorupce pierścienia poślizgu, aby poprawić wydajność rozpraszania ciepła poprzez zwiększenie obszaru rozpraszania ciepła. Ponieważ mogą szybko rozproszyć ciepło wytwarzane podczas procesu roboczego do otaczającego powietrza.
● Kanał odprowadzający ciepło:Oprócz radiatora można również zaprojektować kanał rozpraszania ciepła w pierścieniu poślizgu. Wykorzystuje to naturalną konwekcję lub wymuszoną konwekcję, aby przepływ powietrza chłodzącego lub chłodzącej w kanale usuwa ciepło.
Zakres parametrów pierścienia ślizgowego turbiny wiatrowej
Różne turbiny mają bardzo różne wymagania pod względem mocy, prędkości, przestrzeni montażowej itp. Pierścieniu ślizgowemu trudno jest spełnić wszystkie standardy. Nasze standardowe pierścienie ślizgowe z otworami przelotowymi, takie jak BTH2586 lub BTH3899, nadają się do niektórych typowych zastosowań w turbinach wiatrowych. W przypadku określonych funkcji ByTune może zapewnić niestandardowe opcje pierścieni ślizgowych zgodnie z wymaganiami systemu turbiny wiatrowej. Należą do nich:
• Rozmiar: średnica zewnętrzna/długość/z otworem wewnętrznym lub bez (z otworem wewnętrznym ułatwiającym montaż przez wałek)
• Z obudową lub bez (obudowa chroni wewnętrzne komponenty/bez obudowy w celu łatwego rozpraszania ciepła)
• Liczba kanałów
• Rozmiar mocy lub sygnału każdego kanału
• Interfejs montażowy (standardowy kołnierz/specjalny kołnierz itp.)
• Wskaźnik drutu i długość drutu (22AWG/300 mm lub określony)
• Środowisko pracy: Temperatura (ogólnie z stopnia -40 do +80 stopnia (ogólnie poziom 500 rpm/ip (jeśli jest to model zamknięty, ip 54- IP68)
Często zadawane pytania
P: Jaka jest wydajność przesyłania mocy pierścieni poślizgu przy mocy znamionowej? Czy to gwarantuje?
Odp.: Nasze pierścienie ślizgowe mogą osiągnąć sprawność przenoszenia mocy większą niż 95-98% przy mocy znamionowej. Przeszły międzynarodowe certyfikaty jakości, takie jak CE, UL, FCC, ISO, SGS itp. Ponadto posiadamy profesjonalny sprzęt testujący i laboratoria, a do zamówienia można dołączyć szczegółowe raporty z danymi z testów produktów.
P: Jaka jest dokładność transmisji pierścieni ślizgowych w przypadku transmisji sygnału?
Odp.: W przypadku różnych transmisji sygnału dokładność transmisji pierścienia ślizgowego może osiągnąć ±0,01%, szczególnie w złożonych środowiskach elektromagnetycznych. Stosujemy również wysokiej jakości materiały ekranujące i zoptymalizowaną konstrukcję linii przesyłu sygnału, aby zmniejszyć wpływ zakłóceń elektromagnetycznych na sygnały.
P: Czy izolacja pierścienia poślizgowego spełnia odpowiednie standardy bezpieczeństwa elektrycznego w branży?
Odp.: Możesz mieć pewność, że maksymalny szczyt napięcia, który nasze pierścienie poślizgowe mogą wytrzymać 10 kV, co jest w pełni zgodne z branżowymi standardami bezpieczeństwa elektrycznego, takimi jak IEC. Kontrolujemy jakość materiałów izolacyjnych na każdym etapie procesu produkcyjnego.
P: Czy pierścienie poślizgowe z określonymi protokołami transmisji sygnału można dostosować zgodnie z naszymi wymaganiami systemu sterowania?
O: Tak. Dostosowujemy pierścienie ślizgowe za pomocą określonych protokołów transmisji sygnału (takich jak protokół magistrali CAN) i zakresów częstotliwości (takich jak 1 - 10kHz) zgodnie z wymaganiami Twojego systemu sterowania. Nasz profesjonalny zespół techniczny jest w stanie opracować adaptacyjny moduł transmisji sygnału i zintegrować go z konstrukcją pierścienia ślizgowego. Cykl dostosowywania trwa zazwyczaj 4 - 6 tygodni, podczas których prowadzone będą dyskusje na temat rozwiązań technicznych i recenzje projektów.
P: Jakie jest oczekiwane życie służbowe pierścienia poślizgowego?
Odp.: Oczekuje się, że żywotność naszych pierścieni ślizgowych wyniesie do 10-15 lat. W normalnych warunkach użytkowania średni czas między awariami (MTBF) może osiągnąć 50,000 godzin. Opiera się to na naszej ścisłej kontroli surowców, procesie produkcyjnym i systemie kontroli jakości.
P: Jaki jest proces produkcji pierścieni ślizgowych i proces kontroli jakości?
Odp.: Korzystamy z zaawansowanych zautomatyzowanych procesów produkcyjnych i mamy rygorystyczne standardy procesowe i specyfikacje operacyjne, od przetwarzania komponentów po montaż. Na przykład przeprowadzamy rygorystyczne inspekcje fabryczne każdej partii surowców, w tym analizę składu materiału i testy wydajności fizycznej. Gotowe produkty muszą również przejść testy parametrów elektrycznych, przystosowania do środowiska, niezawodności i inne testy.
P: Jaki jest aktualny cykl dostawy zamówienia? A co jeśli mamy pilne potrzeby?
Odp.: Zwykle cykl dostawy standardowych pierścieni ślizgowych wynosi 2 tygodnie, a w przypadku niestandardowych pierścieni ślizgowych wynosi 4-6 tygodni. Jeśli masz pilne potrzeby, zorganizujemy przyspieszoną produkcję w oparciu o wielkość zamówienia i pilność.
P: Jaka jest Twoja zdolność produkcyjna? Czy może zaspokoić nasze przyszłe potrzeby w zakresie zamówień na dużą skalę?
Odp.: Mamy fabrykę o powierzchni 80000 stóp kwadratowych, a roczna zdolność produkcyjna wynosi 80-10 milionów. Dzięki dostosowaniu planów produkcyjnych i rozbudowie sprzętu jesteśmy pewni, że uda nam się sprostać Państwa potrzebom związanym z zamówieniami na dużą skalę.
P: Czy zapewniacie wskazówki dotyczące instalacji i usługi związane z uruchomieniem?
O: Tak. Zapewniamy kompleksowe usługi posprzedażowe, w tym bezpłatne wskazówki dotyczące instalacji online i usługi uruchomienia. W okresie gwarancyjnym będziemy regularnie odwiedzać klientów, aby zrozumieć zastosowanie pierścieni ślizgowych i zapewnić bezpłatne szkolenia w zakresie konserwacji. Okres gwarancji wynosi 2 lata. W okresie gwarancyjnym bezpłatnie naprawimy lub wymienimy każdą awarię powstałą z przyczyn innych niż ludzkie.
Wniosek
Uważamy, że dzięki dzisiejszemu artykułowi dowiedziałeś się więcej o pierścieniach poślizgowych turbiny wiatrowej. Na przykład wiesz, że są one odpowiedzialne za połączenia elektryczne podczas ciągłego obrotu sygnałów turbiny i transmisji między generatorem, systemem skoku zmiennego i systemem YAW.
Podczas użytkowania te pierścienie poślizgowe są również podlegające różnym środowiskom wilgoci, kurzu i wibracji. Ale możemy rozwiązać te problemy poprzez struktury uszczelniające, materiały metali szlachetnych i dostosowane projekty pierścienia poślizgowego. Jeśli chcesz dostosować pierścienie poślizgowe do turbiny wiatrowej, kliknij ”Tutaj„I można uzyskać bardziej przydatne informacje.