वारा जनरेटर स्लिप रिंग

विंड जनरेटर स्लिप रिंग म्हणजे काय?

तर तुम्ही पवन टर्बाइन नेसेल पहात आहात ज्याला वाऱ्याची दिशा मागोवा घेण्यासाठी फिरवावी लागेल. समस्या लगेच तुमच्यावर येते काही फिरवल्यानंतर नियमित केबल्स वळतात आणि स्नॅप होतील. स्लिप रिंग्सचा हा संपूर्ण मुद्दा आहे.

हे प्रत्यक्षात काय करते

स्लिप रिंग एकमेकांच्या सापेक्ष फिरणाऱ्या भागांमध्ये विद्युत प्रवाह हस्तांतरित करते. पवन टर्बाइनमध्ये, याचा अर्थ जनरेटरपासून जमिनीच्या पातळीपर्यंत वीज मिळणे असा होतो, तर नॅसेल आवश्यक तितक्या वेळा 360 अंश जांभळू शकते.

मूलभूत सेटअपमध्ये धातूच्या रिंग असतात ज्या नासेलसह फिरतात आणि ब्रशेस असतात जे स्थिर राहतात आणि त्या रिंगांशी संपर्क राखतात. ब्रशेसमधून, रिंगच्या पृष्ठभागावर आणि दुसऱ्या बाजूने प्रवाह वाहतो. सोपी संकल्पना, परंतु अंमलबजावणी जलद गुंतागुंतीची होते.

बहुतेक टर्बाइन स्लिप रिंग दोन स्वतंत्र कार्ये हाताळतात. पॉवर ट्रान्समिशन हे स्पष्ट आहे-तुम्ही 690V AC च्या आसपास शेकडो amps व्होल्टेजवर हलवत आहात, काहीवेळा नवीन मशीनवर जास्त. मग सर्व नियंत्रण सिग्नल आहेत. पिच कंट्रोल डेटा, तापमान निरीक्षण, SCADA कम्युनिकेशन्स, कंपन सेन्सर्स. आधुनिक टर्बाइनमध्ये स्लिप रिंग असेंब्लीमधून 30-50 सिग्नल चॅनेल चालतात.

बांधकाम

पॉवर रिंग मोठ्या आहेत, सामान्यतः 200 मिमी ते 300 मिमी व्यास वर्तमान आवश्यकतांवर अवलंबून असतात. ते तांबे-ग्रेफाइट किंवा चांदीचे-ग्रेफाइट ब्रश वापरतात कारण शुद्ध तांब्याचे ब्रश खूप चाप लावतात. प्रत्येक रिंग जनरेटर आउटपुटच्या एका टप्प्याशी जोडते.

आम्ही शिकलो आहोत की ब्रश प्रेशर हे स्पेक शीट्स सुचविते त्यापेक्षा जास्त महत्त्वाचे आहे. खूप हलका आणि तुम्हाला अधूनमधून संपर्क मिळतो जो पावर इलेक्ट्रॉनिक्स डाउनस्ट्रीमसह नरक खेळतो. खूप जड आणि ब्रश अपेक्षेपेक्षा अर्ध्या वेळेत संपतात. स्वीट स्पॉट सहसा प्रति ब्रश 200-300 ग्रॅम असतो, परंतु हे रिंग पृष्ठभागाची गुणवत्ता आणि पर्यावरणीय परिस्थितीनुसार बदलते.

सिग्नल रिंग खूपच लहान आहेत, कदाचित 50-100 मिमी व्यासाचा. सोन्याचा मुलामा असलेल्या पृष्ठभागांवर ऑक्सिडेशन कमी व्होल्टेज डेटा ट्रान्समिशनसाठी मृत्यू आहे. गंजलेल्या सिग्नल रिंगमुळे खेळपट्टी नियंत्रण त्रुटी येऊ शकतात, जे तुम्हाला वादळाच्या घटनेदरम्यान घडू इच्छित नाही.

वास्तविक प्रतिष्ठापनांमध्ये ब्रशचे आयुष्य 8,000 ते 15,000 तासांपर्यंत कुठेही चालते. हा एक मोठा प्रसार आहे आणि तो डिझाइनपेक्षा पर्यावरणीय घटकांवर येतो. मीठ प्रदर्शनासह किनार्यावरील स्थापना ब्रशेस जलद खातात. उच्च-कंपन साइट पोशाख वाढवतात. तापमान सायकलिंग वसंत ऋतूच्या यंत्रणेवर ताण देते.

आपण फक्त औद्योगिक स्लिप रिंग का वापरू शकत नाही

स्टँडर्ड इंडस्ट्रियल स्लिप रिंग अधूनमधून ड्युटीसाठी डिझाइन केल्या आहेत{0}}कदाचित 30 मिनिटे चालू, 30 मिनिटे बंद. पवन टर्बाइन महिनोनमहिने सतत चालतात. तो कर्तव्य चक्र फरक इतर अनुप्रयोगांमध्ये चांगले काम करणारे घटक मारतो.

ऑफशोअर टर्बाइनवर सॉल्ट स्प्रे क्रूर आहे. आम्ही नॉर्थ सी इन्स्टॉलेशन्समधून असेंब्ली खेचल्या आहेत जिथे गृहनिर्माण सील लीक झाले आहेत आणि रिंग पृष्ठभागांवर मीठ साठल्याने प्रतिकारशक्ती 50-80% वाढली आहे. टर्बाइन चालूच राहते पण विजेचे नुकसान उष्णतेच्या रूपात दिसून येते आणि शेवटी काहीतरी बिघडते.

कंपन ही दुसरी समस्या आहे. टॉवर स्वे, गिअरबॉक्स हार्मोनिक्स, रोटर असंतुलन-हे सर्व स्लिप रिंगमध्ये प्रसारित होते. ब्रशेसला रिंग पृष्ठभागांसोबत संरेखित ठेवताना आपल्याला योग्य डॅम्पिंग आणि बेअरिंग्जसह माउंटिंग सिस्टम आवश्यक आहेत जे रेडियल आणि अक्षीय दोन्ही भार हाताळतात.

डेटासाठी फायबर ऑप्टिक्स

काही नवीन टर्बाइन, विशेषत: 5MW+ ऑफशोर मशीन, सिग्नल ट्रान्समिशनसाठी फायबर ऑप्टिक रोटरी जॉइंट्सकडे जात आहेत. पॉवर अजूनही पारंपारिक ब्रश-प्रकारच्या रिंगमधून जाते, परंतु सर्व डेटा चॅनेल कॉन्टॅक्टलेस ऑप्टिकल इंटरफेसद्वारे चालतात.

तुम्ही कंडिशन मॉनिटरिंगसाठी गीगाबिट इथरनेट पुश करता तेव्हा याचा अर्थ होतो. ब्रश संपर्काद्वारे अशा प्रकारची बँडविड्थ मिळविण्याचा प्रयत्न केल्याने खूप आवाज येतो. फायबर दृष्टीकोन फिरते प्रिझम असेंब्लीचा वापर करते जिथे प्रकाश भौतिक संपर्काशिवाय जातो.

प्रिमियमची किंमत पारंपारिक सिग्नल रिंगपेक्षा सुमारे 40-60% आहे. परंतु तुम्ही डेटा चॅनेलवरील पोशाख पूर्णपणे काढून टाकता, जे तुम्ही 20 वर्षांच्या ऑपरेशनल लाइफकडे पाहता तेव्हा महत्त्वाचे असते.

आकार आणि तपशील

तुम्ही रिप्लेसमेंट स्लिप रिंग सांगत असाल, तर प्रत्यक्षात काय महत्त्वाचे आहे ते येथे आहे:

वर्तमान क्षमता कमी करणे आवश्यक आहे. तुमचा जनरेटर 800A सतत बाहेर ठेवू शकतो, परंतु 800A स्लिप रिंग सांगू नका. तापमान वाढीसाठी आपल्याला ओव्हरहेडची आवश्यकता आहे, विशेषत: खराब हवेशीर नेसेल्समध्ये. आकृती 20-30% मार्जिन, म्हणून तुम्ही 800A अनुप्रयोगासाठी 1000-1100A रेटिंग पहात आहात.

सर्किट्सची संख्या अशी आहे जिथे लोक सहसा कमी बांधतात. सर्किट्स नंतर जोडण्यासाठी पूर्ण वेगळे करणे आणि सामान्यतः सानुकूल मशीनिंग आवश्यक आहे. 18 महिने शोधण्यापेक्षा 4-6 न वापरलेले सिग्नल रिंग असणे चांगले आहे ज्यामध्ये तुम्हाला अपग्रेड केलेल्या मॉनिटरिंगसाठी अधिक चॅनेलची आवश्यकता आहे.

जर तुम्ही केंद्रातून काहीही मार्ग काढत असाल तर बोअरचा आकार महत्त्वाचा आहे. कूलिंग लाइन्स, पिच सिस्टमसाठी हायड्रॉलिक होसेस, अतिरिक्त केबलिंग. मानक बोअर 40 मिमी ते 150 मिमी पर्यंत चालतात, परंतु जर तुम्ही टूलिंग खर्चाचे समर्थन करू शकत असाल तर सानुकूल आकार अस्तित्वात आहेत.

सामान्य अपयश

ब्रश चॅटरिंग पॉवर आउटपुटमध्ये आवाज म्हणून दिसून येते. सामान्यतः म्हणजे ब्रशचा अपुरा दाब किंवा अंगठीच्या पृष्ठभागावर दूषित होणे. निराकरण सरळ आहे-६००-ग्रिट सँडपेपर आणि आयसोप्रोपाइल अल्कोहोलने रिंग्स स्वच्छ करा, थकवा येण्यासाठी ब्रशचे स्प्रिंग तपासा, ब्रश धारक मोकळेपणाने फिरत असल्याची खात्री करा.

रिंग पृष्ठभाग ग्रूव्हिंग कालांतराने होते. 0.5 मिमी अंतर्गत हलके खोबणी ठीक आहेत. एकदा तुम्ही 1 मिमी खोलीवर गेल्यावर किंवा महत्त्वपूर्ण रिज बिल्डअप पाहिल्यानंतर, ती बदलण्याची वेळ आहे. जागोजागी मशीनिंग रिंग काम करत नाहीत कारण तुम्ही योग्य टूलिंगशिवाय एकाग्रता राखू शकत नाही.

स्लिप रिंग असेंब्लीमध्ये बिअरिंग फेल्युअर कमी सामान्य आहे परंतु जेव्हा ते उद्भवते तेव्हा आपत्तीजनक असते. पूर्ण जप्तीच्या आठवडे आधी तुम्हाला चेतावणी चिन्हे-असामान्य आवाज मिळतात. समस्या अशी आहे की बहुतेक SCADA सिस्टीम स्लिप रिंग ध्वनिकांचे निरीक्षण करत नाहीत, त्यामुळे कार्यप्रदर्शन टँक होईपर्यंत या चेतावणी चुकतात.

स्थापनेचे तपशील महत्त्वाचे आहेत

स्लिप रिंग एका कठोर प्लॅटफॉर्मवर माउंट करा. माउंटिंगमधील कोणतेही फ्लेक्स थेट ब्रशच्या संपर्कातील समस्यांचे भाषांतर करतात. आम्हाला आढळले आहे की वेल्डेड स्टील फ्रेम्स बोल्ट केलेल्या असेंब्लीपेक्षा चांगले काम करतात. तुम्ही कितीही Loctite वापरत असलात तरी कंपन बोल्ट सैल करते आणि वार्षिक देखभाल दरम्यान टॉर्क तपासताना ते वाढण्यापूर्वी समस्या येतात.

स्वतःला कामाची खोली सोडा. स्लिप रिंग सेवा म्हणजे अनेक कोनातून ब्रशेस ऍक्सेस करणे. थंड हवामानात 80 मीटर वर अरुंद नॅसेलमध्ये हे करण्याचा प्रयत्न केल्यास साध्या कार्यांना तीनपट जास्त वेळ लागतो. देखभाल प्रवेशासाठी डिझाइन, केवळ स्थापना सोयीसाठी नाही.

टर्मिनेशनच्या वेळी केबल व्यवस्थापनाकडे नेहमीपेक्षा जास्त लक्ष द्यावे लागते. केबल्स योग्यरित्या सुरक्षित न केल्यामुळे आणि कंपने त्यांना सैल बनवल्यामुळे आम्ही नेहमीच ताण आराम अपयशी पाहतो. हीट-संकुचित बूट मदत करते, परंतु लॉकडाउन नट्ससह योग्य केबल ग्रंथी खरोखर किमान आहेत.

देखरेख

स्लिप रिंग हाऊसिंगमधील तापमान लवकर चेतावणी देते. बेसलाइनवर 10-15 अंशांची वाढ म्हणजे सामान्यतः ब्रश परिधान किंवा दूषित होण्यापासून वाढलेली संपर्क प्रतिरोधकता. आधुनिक टर्बाइन हा डेटा लॉग करतात, परंतु कोणीतरी त्याचे प्रत्यक्षात पुनरावलोकन करणे आवश्यक आहे. बेसलाइन +20 डिग्रीवर स्वयंचलित ॲलर्ट सेट करा.

कामकाजाच्या तासांवरून ब्रशच्या पोशाखांचा अंदाज लावला जाऊ शकतो, परंतु तपासणी गणनेला मागे टाकते. दर 6-8 महिन्यांनी उच्च-टर्बाइन वापरताना ब्रशची लांबी तपासा. मूळ लांबीच्या 50% वर पुनर्स्थित करा - तो शेवटचा भाग पिळून काढण्याचा प्रयत्न करू नका. अयशस्वी झाल्यानंतर आपत्कालीन दुरुस्तीची किंमत शेड्यूल केलेल्या बदलीपेक्षा 10 पट जास्त असते जेव्हा तुम्ही डाउनटाइम आणि मोबिलायझेशनचा घटक करता.

त्याची किंमत काय आहे

2MW टर्बाइनसाठी पूर्ण स्लिप रिंग असेंबली भागांसाठी $15,000-$25,000 चालते, तसेच साइटवर प्रवेश आणि क्रेन उपलब्धता यावर अवलंबून सुमारे समान श्रम. ऑफशोअर त्या मजुरीचा खर्च दुप्पट करतो.

सामग्रीसाठी ब्रश बदलणे स्वस्त आहे-$1,500-$3,000. नेसेल प्रवेश आवश्यकतांमुळे श्रम अजूनही महत्त्वपूर्ण आहे. ही देखभाल नाही जी तुम्ही वगळू शकता. घासलेल्या ब्रशमुळे समस्या निर्माण होतात ज्याची किंमत ब्रशच्या सेटपेक्षा जास्त असते.

मानक नसलेल्या अनुप्रयोगांसाठी सानुकूल अभियांत्रिकी जलद महाग होते. आकृती $25,000+ डिझाईन वर्क आणि प्रोटोटाइप टूलिंगसाठी जर तुम्हाला कॅटलॉग स्पेसच्या बाहेर काहीतरी हवे असेल. काहीवेळा मोठ्या फ्लीट्ससाठी न्याय्य ठरते जेथे मानकीकरणाचा मोबदला मिळतो, परंतु एकल स्थापनेसाठी, मानक युनिटला अनुकूल करणे जवळजवळ नेहमीच अधिक अर्थपूर्ण असते.

पुढे काय

प्रेरक कपलिंगद्वारे संपर्करहित वीज हस्तांतरण पवन टर्बाइनमध्ये व्यावहारिक वापराच्या जवळ येत आहे. काही उत्पादकांकडे पायलट इंस्टॉलेशन्स चालू आहेत. तंत्रज्ञान कार्य करते-आम्ही ते इतर फिरत्या यंत्रांमध्ये पाहिले आहे-पण तरीही किंमत 3-4x पारंपारिक स्लिप रिंग आहे.

आत्तासाठी, ब्रश-प्रकार स्लिप रिंग हे व्यावहारिक उपाय राहिले आहेत. त्यांना चांगल्या प्रकारे समजले आहे, स्थापित देखभाल प्रक्रियांसह फील्ड-सिद्ध तंत्रज्ञान. भाग सहज उपलब्ध आहेत. पवन ऊर्जेमध्ये, जिथे तुम्ही 20-25 वर्षांच्या आयुष्यासाठी डिझाइन करत आहात, पुराणमतवादी अभियांत्रिकी सामान्यतः अत्याधुनिक नवकल्पनांना मागे टाकते.

तळ ओळ: स्लिप रिंग्स पॉवर जनरेट करत नाहीत, परंतु ते अयशस्वी झाल्यावर निर्मिती थांबवू शकतात. त्यांना उपभोग्य देखभाल आयटम म्हणून हाताळा, आजीवन घटक नाही, आणि तुम्ही खूप अनियोजित डाउनटाइम टाळाल.