Unsa ang Wind Generator Slip Ring?
Mao nga nagtan-aw ka sa usa ka wind turbine nacelle nga kinahanglan nga magtuyok aron masubay ang direksyon sa hangin. Ang problema moigo dayon kanimo-unsaon nimo makuha ang gahum gikan sa usa ka butang nga nagtuyok? Ang regular nga mga kable moliko ug mobuto human sa pipila ka pagtuyok. Mao kana ang tibuuk nga punto sa mga slip ring.
Unsa ang Gibuhat Niini
Ang slip ring nagbalhin sa kuryente tali sa mga bahin nga nagtuyok sa usag usa. Sa mga wind turbine, nagpasabot kini sa pagkuha sa kuryente gikan sa generator ngadto sa lebel sa yuta samtang ang nacelle maka-yaw 360 degrees sa makadaghang higayon nga gikinahanglan.
Ang sukaranan nga setup adunay mga metal nga singsing nga nagtuyok sa nacelle, ug mga brush nga nagpabilin nga wala’y hunong ug nagpadayon sa kontak sa mga singsing. Ang kasamtangan nag-agos pinaagi sa mga brush, tabok sa nawong sa singsing, ug pagawas sa pikas kilid. Yano nga konsepto, apan ang pagpatuman dali nga komplikado.
Kadaghanan sa mga singsing sa turbine slip nagdumala sa duha ka managlahing trabaho. Ang pagpasa sa kuryente mao ang klaro nga-gipalihok nimo ang gatusan ka amp sa mga boltahe sa palibot sa 690V AC, usahay mas taas sa mas bag-ong mga makina. Unya naa ang tanan nga mga signal sa pagkontrol. Data sa pagkontrol sa pitch, pag-monitor sa temperatura, komunikasyon sa SCADA, mga sensor sa vibration. Ang mga modernong turbine adunay 30-50 nga mga channel sa signal nga nagdagan sa slip ring assembly.
Pagtukod
Dako ang mga singsing sa kuryente, kasagaran 200mm hangtod 300mm ang diyametro depende sa mga kinahanglanon karon. Naggamit sila og tumbaga-graphite o pilak-mga graphite nga mga brush tungod kay ang puro nga tumbaga nga mga brush mag-arko pag-ayo. Ang matag singsing nagkonektar sa usa ka hugna sa output sa generator.
Nahibal-an namon nga ang presyur sa brush mas hinungdanon kaysa gisugyot sa mga spec sheet. Gaan kaayo ug makakuha ka og intermittent contact nga nagdula sa impyerno sa power electronics sa ubos. Bug-at kaayo ug ang mga brush kay mahurot sa katunga sa gipaabot nga oras. Ang tam-is nga lugar kasagaran 200-300 gramos matag brush, apan kini magkalainlain sa kalidad sa nawong sa singsing ug mga kahimtang sa kalikopan.
Ang mga singsing sa signal mas gamay, tingali 50-100mm ang diyametro. Gibutangan og bulawan ang mga ibabaw niini tungod kay ang oksihenasyon mao ang kamatayon alang sa ubos nga boltahe nga pagpadala sa datos. Ang usa ka corroded nga singsing sa signal mahimong hinungdan sa mga sayup sa pagkontrol sa pitch, nga dili usa ka butang nga gusto nimo nga mahitabo sa panahon sa usa ka panghitabo sa bagyo.
Ang kinabuhi sa brush sa tinuod nga mga instalasyon modagan bisan asa gikan sa 8,000 ngadto sa 15,000 ka oras. Kana usa ka dako nga pagkaylap ug kini moabut sa mga hinungdan sa kalikopan labaw pa sa disenyo. Ang mga instalasyon sa baybayon nga adunay pagkaladlad sa asin mas paspas nga mokaon sa mga brush. Ang taas nga-vibration nga mga site makapadali sa pagsul-ob. Ang pagbisikleta sa temperatura nagpasiugda sa mga mekanismo sa tingpamulak.
Ngano nga Dili Ka Lang Makagamit sa Industrial Slip Rings
Ang standard nga industriyal nga slip rings gidesinyo para sa intermittent duty-tingali 30 minutes on, 30 minutes off. Ang mga wind turbine padayon nga nagdagan sulod sa mga bulan. Kana nga kalainan sa siklo sa katungdanan nagpatay sa mga sangkap nga maayo ang pagtrabaho sa ubang mga aplikasyon.
Ang pag-spray sa asin kay brutal sa mga offshore turbine. Nagkuha kami og mga asembliya gikan sa mga instalasyon sa North Sea diin ang mga seal sa pabalay nag-leak ug ang mga deposito sa asin sa ibabaw sa singsing nagdugang sa resistensya sa 50-80%. Ang turbine nagpadayon sa pagdagan apan ang pagkawala sa kuryente nagpakita ingon nga init, ug sa katapusan adunay usa ka butang nga napakyas.
Ang vibration maoy laing isyu. Tower sway, gearbox harmonics, rotor imbalance-kini tanan nagpasa ngadto sa slip ring. Kinahanglan nimo ang mga sistema sa pag-mount nga adunay husto nga damping ug mga bearings nga nagdumala sa parehas nga radial ug axial load samtang gipadayon ang mga brush nga nahiuyon sa mga ibabaw sa singsing.
Fiber Optics alang sa Data
Ang ubang mga bag-ong turbine, ilabina ang 5MW+ offshore machines, nagbalhin ngadto sa fiber optic rotary joints alang sa signal transmission. Ang gahum moagi gihapon sa naandang brush-type rings, pero ang tanang data channels modagan pinaagi sa contactless optical interface.
Makataronganon kini kung imong giduso ang gigabit Ethernet alang sa pag-monitor sa kondisyon. Ang pagsulay nga makuha kana nga klase sa bandwidth pinaagi sa usa ka kontak sa brush nagpaila sa daghang kasaba. Ang fiber approach naggamit ug rotating prism assembly diin ang kahayag moagi nga walay pisikal nga kontak.
Ang premium nga gasto hapit sa 40-60% kaysa sa naandan nga mga singsing sa signal. Apan hingpit nimong giwagtang ang pagsul-ob sa mga channel sa datos, nga hinungdanon kung imong gitan-aw ang 20 ka tuig nga kinabuhi sa operasyon.
Gidak-on ug Espesipikasyon
Kung nangita ka usa ka puli nga slip ring, ania ang hinungdanon:
Ang kasamtangan nga kapasidad nagkinahanglan og derating. Ang imong generator mahimo nga magpagawas sa 800A nga padayon, apan ayaw espesipiko ang usa ka 800A nga slip ring. Kinahanglan nimo ang overhead alang sa pagtaas sa temperatura, labi na sa mga nacelle nga dili maayo ang bentilasyon. Figure 20-30% margin, mao nga nagtan-aw ka sa 1000-1100A nga rating alang sa usa ka 800A nga aplikasyon.
Ang gidaghanon sa mga sirkito diin ang mga tawo kanunay nga nag-underbuild. Ang pagdugang sa mga sirkito sa ulahi nanginahanglan og kompleto nga pag-disassembly ug kasagarang naandan nga machining. Mas maayo nga adunay 4-6 nga wala magamit nga mga singsing sa signal kaysa sa pagdiskubre sa 18 ka bulan tungod kay kinahanglan nimo ang daghang mga channel alang sa gi-upgrade nga pag-monitor.
Ang gidak-on sa bore hinungdanon kung imong giruta ang bisan unsang butang sa tunga. Mga linya sa pagpabugnaw, hydraulic hoses para sa mga pitch system, dugang nga mga kable. Ang mga standard bores modagan sa 40mm ngadto sa 150mm, apan ang mga custom nga gidak-on anaa kung mahimo nimo nga hatagan og katarungan ang gasto sa tooling.
Kasagarang mga Kapakyasan
Ang pag-chatter sa brush nagpakita nga kasaba sa output sa kuryente. Kasagaran nagpasabut nga dili igo nga presyur sa brush o kontaminasyon sa nawong sa singsing. Ang pag-ayo kay prangka-limpyohi ang mga singsing gamit ang 600-grit nga sandpaper ug isopropyl alcohol, susiha ang mga tubod sa brush sa kakapoy, siguroha nga ang mga brush holder gawasnon nga molihok.
Ang ring surface grooving mahitabo sa paglabay sa panahon. Ang mga light grooves ubos sa 0.5mm maayo. Sa higayon nga naigo ka sa 1mm nga giladmon o makita ang mahinungdanong pagkatukod sa tagaytay, panahon na sa pag-ilis. Ang mga singsing sa makina sa lugar dili molihok tungod kay dili nimo mapadayon ang concentricity kung wala’y husto nga tooling.
Ang pagkapakyas sa pagdala sa slip ring assembly dili kaayo kasagaran apan katalagman kung kini mahitabo. Kasagaran makadawat ka og mga timailhan sa pasidaan-talagsaon nga kasaba mga semana sa dili pa ang hingpit nga pag-atake. Ang problema mao ang kadaghanan sa mga sistema sa SCADA wala mag-monitor sa mga slip ring acoustics, mao nga kini nga mga pasidaan mawala hangtod sa mga tangke sa pasundayag.
Mga Detalye sa Pag-instalar nga Importante
I-mount ang slip ring sa usa ka gahi nga plataporma. Ang bisan unsang pag-flex sa pag-mount direkta nga gihubad sa mga problema sa pagkontak sa brush. Among nakit-an ang welded steel frames nga mas maayo kay sa bolted assemblies. Ang vibration nagpalong sa mga bolts bisan unsa pa kadaghan ang Loctite nga imong gigamit, ug ang pagsusi sa torque atol sa tinuig nga pagmentinar makakuha og mga problema sa dili pa kini modako.
Biyai ang imong kaugalingon nga working room. Ang serbisyo sa slip ring nagpasabut sa pag-access sa mga brush gikan sa daghang mga anggulo. Ang pagsulay sa pagbuhat niini sa usa ka hagip-ot nga nacelle nga 80 metros pataas sa bugnaw nga panahon naghimo sa yano nga mga buluhaton nga magdugay tulo ka beses. Disenyo alang sa pag-access sa pagpadayon, dili lamang kasayon sa pag-install.
Ang pagdumala sa kable sa mga pagtapos nanginahanglan dugang nga atensyon kaysa sa kasagaran nga makuha niini. Kanunay namong makita ang mga kapakyasan sa paghupay sa mga strain tungod kay ang mga kable wala masiguro nga maayo ug ang pagkurog nagtangtang niini. Ang init-ang mga botas makatabang, apan ang tukma nga mga glandula sa kable nga adunay mga lockdown nuts mao ang labing gamay.
Pagmonitor
Ang temperatura sa slip ring housing naghatag og sayo nga pasidaan. Ang 10-15℃nga pagtaas sa baseline kasagaran nagpasabut nga dugang nga resistensya sa kontak gikan sa pagsul-ob sa brush o kontaminasyon. Ang mga modernong turbine nagtala niini nga datos, apan kinahanglan nga adunay usa nga aktuwal nga magrepaso niini. Itakda ang mga automated alert sa baseline +20℃.
Ang pagsul-ob sa brush mahimong mabanabana gikan sa mga oras sa pag-operate, apan ang pag-inspeksyon labi ka maayo sa pagkalkula. Susiha ang gitas-on sa brush matag 6-8 ka bulan sa taas nga-gamit nga turbine. Ilisan sa 50% sa orihinal nga gitas-on-ayaw pagsulay sa pagpislit nianang kataposang gamay. Ang pag-ayo sa emerhensya human sa kapakyasan nagkantidad ug mga 10x labaw pa sa gikatakda nga pag-ilis kung imong hinungdan sa downtime ug pagpalihok.
Unsa ang Gasto niini
Ang kompleto nga slip ring assembly para sa 2MW turbine nagkantidad ug $15,000-$25,000 para sa mga piyesa, dugang pa sa parehas nga trabaho depende sa site access ug crane available. Ang offshore nagdoble sa gasto sa pagtrabaho.
Mas barato ang mga puli sa brush-$1,500-$3,000 para sa mga materyales. Mahinungdanon gihapon ang pagtrabaho tungod sa mga kinahanglanon sa pag-access sa nacelle. Dili kini maintenance nga mahimo nimong laktawan. Ang gisul-ob nga mga brush hinungdan sa mga problema nga mas mahal kaysa sa brush set.
Ang custom nga engineering para sa dili-standard nga mga aplikasyon paspas nga momahal. Figure $25,000+ para sa disenyo nga trabaho ug prototype tooling kung kinahanglan nimo ang usa ka butang gawas sa mga specs sa katalogo. Usahay gipakamatarung alang sa dagkong mga barko diin ang standardisasyon nagbayad, apan alang sa usa ka instalasyon, ang pagpahiangay sa usa ka standard nga yunit hapit kanunay nga mas masabtan.
Unsa ang Sunod
Ang walay kontak nga pagbalhin sa kuryente pinaagi sa inductive coupling nagkaduol sa praktikal nga paggamit sa mga wind turbine. Ang pipila ka mga tiggama adunay mga instalasyon sa piloto nga nagdagan. Ang teknolohiya nagtrabaho-nakita na namo kini sa ubang nagtuyok nga makinarya-apan ang gasto kay 3-4x gihapon nga naandang slip rings.
Sa pagkakaron, ang brush-type slip rings nagpabilin nga praktikal nga solusyon. Nasabtan pag-ayo nila, napamatud-an sa -natad nga teknolohiya nga adunay natukod nga mga pamaagi sa pagmentinar. Ang mga bahin dali nga magamit. Sa enerhiya sa hangin, diin nagdesinyo ka alang sa 20-25 ka tuig nga mga gitas-on sa kinabuhi, ang konserbatibo nga inhenyero kasagarang mopildi sa pinakabag-o nga kabag-ohan.
Ubos nga linya: ang mga slip ring dili makamugna og gahum, apan sigurado nga makapahunong sila sa henerasyon kung mapakyas sila. Tagda sila isip mga gamit sa pagmentinar nga magamit, dili mga sangkap sa tibuok kinabuhi, ug malikayan nimo ang daghang wala planoha nga downtime.