विंड टर्बाइन स्लिप रिंग: निवड आणि अपयश मार्गदर्शक

विंड टर्बाइन स्लिप रिंग ब्लेड किंवा गिअरबॉक्सच्या तुलनेत लहान असतात, परंतु एकच खराब संपर्क मल्टी-मेगावॅट मशीन थांबवू शकतो. हब, जनरेटर आणि काहीवेळा याव असेंब्लीच्या आत फिरणाऱ्या इंटरफेसमध्ये पॉवर, कंट्रोल सिग्नल आणि डेटा हस्तांतरित करणे हे त्यांचे काम आहे. जेव्हा ते हस्तांतरण अस्थिर होते, तेव्हा त्याचे परिणाम सहसा पिच फॉल्ट्स, अधूनमधून सेन्सर डेटा किंवा अनियोजित-टॉवर सेवा भेटी - आणि ऑफशोअर साइट्समध्ये, स्लिप रिंगपेक्षा जास्त खर्च होऊ शकतात.

हे मार्गदर्शक अभियंते, मालमत्ता व्यवस्थापक आणि निवड करणे आवश्यक असलेल्या खरेदी संघांसाठी लिहिलेले आहेविंड टर्बाइन स्लिप रिंगनवीन बिल्ड, रेट्रोफिट्स किंवा बदलण्यासाठी. टर्बाइनमध्ये स्लिप रिंग कुठे बसतात, ते कसे अयशस्वी होतात, काय निर्दिष्ट करावे आणि सामान्य निवडीच्या सापळ्यात न पडता संपर्क तंत्रज्ञानाची तुलना कशी करावी हे समाविष्ट करते.

विंड टर्बाइन स्लिप रिंग्स काय करतात

स्लिप रिंग हा एक इलेक्ट्रोमेकॅनिकल इंटरफेस आहे जो स्थिर फ्रेममधून इलेक्ट्रिकल आणि सिग्नल सर्किट्सला फिरू देतो. आधुनिक युटिलिटी-स्केल टर्बाइनच्या आत, तुम्हाला सामान्यत: एकाच वेळी तीन प्रकारचे ट्रॅफिक वाहून नेणारे स्लिप रिंग आढळतात:

• ब्लेड कोन समायोजनासाठी पिच मोटर पॉवर
• खेळपट्टी प्रणाली आणि मुख्य नियंत्रक दरम्यान नियंत्रण आणि अभिप्राय सिग्नल
• सेन्सर डेटा जसे की ब्लेड स्ट्रेन, तापमान, कंपन आणि बर्फ शोधणे

पिच कंट्रोल हे तिन्हीपैकी सर्वात सुरक्षित-चॅनेल आहे.IEC 61400-मालिकाविंड टर्बाइन मानकांसाठी पिच सिस्टीममध्ये दोषांच्या परिस्थितीतही ब्लेडला पंख लावण्यास सक्षम असणे आवश्यक आहे, याचा अर्थ स्लिप रिंगने कंपन, तापमान बदल, कंडेन्सेशन आणि 20 वर्षांच्या डिझाइन लाइफमध्ये लाखो रोटेशनद्वारे कार्य करत राहणे आवश्यक आहे. हबमध्ये बसलेला €200 घटक त्यामुळे 5 MW टर्बाइन तयार करतो की क्रेनची वाट पाहत निष्क्रिय बसतो हे ठरवू शकतो.

विंड टर्बाइनमध्ये स्लिप रिंग कुठे बसतात

प्रत्येक स्थानासाठी निवड तर्क भिन्न आहे. त्यांचे मिश्रण करणे - उदाहरणार्थ, जनरेटर एक्सिटेशन सर्किट - साठी जेनेरिक हब डिझाइन निर्दिष्ट करणे ही या श्रेणीतील सर्वात महाग चुकांपैकी एक आहे.

हब स्लिप रिंग्ज (पिच सिस्टम)

हब स्लिप रिंग मुख्य शाफ्टवर बसविल्या जातात आणि रोटरसह फिरतात. ते पिच मोटर पॉवर (बहुतेकदा 400-690 V AC किंवा DC बस व्होल्टेज), पिच कंट्रोल सिग्नल (CANopen, Profibus किंवा प्रोप्रायटरी प्रोटोकॉल) आणि ब्लेड सेन्सर चॅनेलची वाढती संख्या वाहून नेतात. हब स्लिप रिंग सहसा मोठ्या-बोअर डिझाइन असतात कारण रोटर शाफ्ट त्यांच्यामधून जातो आणि त्यांना कंपन स्पेक्ट्रा टिकून राहावे लागते जे बहुतेक कारखान्यांच्या उपकरणांपेक्षा कठीण असते.

जनरेटर स्लिप रिंग्ज (DFIG मशीन्स)

दुप्पट-फेड इंडक्शन जनरेटर (DFIGs), जे अजूनही किनारपट्टीवरील फ्लीट्समध्ये सामान्य आहेत, रोटरच्या विंडिंगला AC उत्तेजित करंट पुरवण्यासाठी रोटरवर स्लिप रिंग वापरतात. यामध्ये उच्च प्रवाह (सामान्यत: अनेक शंभर अँपिअर), उच्च रोटेशनल वेग आणि लक्षणीय कार्बन धूळ निर्माण होते. ब्रश ग्रेड, रिंग सरफेस फिनिश, स्प्रिंग प्रेशर आणि नेसेल वेंटिलेशन या सर्वांचा थेट सेवा आयुष्यावर परिणाम होतो. डायरेक्ट-ड्राइव्ह कायमस्वरूपी-चुंबक टर्बाइनला या स्लिप रिंगची अजिबात गरज नसते - ऑफशोअर प्लॅटफॉर्म डायरेक्ट-ड्राइव्हकडे जाण्याचे एक कारण आहे.

जांभई स्लिप रिंग्ज

बऱ्याच मोठ्या टर्बाइनमध्ये याव स्लिप रिंगऐवजी केबल लूप आणि अनटविस्ट रूटीनचा वापर केला जातो, परंतु लहान टर्बाइन (सामान्यत: ~500 किलोवॅटपेक्षा कमी) कधीकधी सतत फिरण्यासाठी टॉवरच्या शीर्षस्थानी यॉ स्लिप रिंग वापरतात. त्यांना कमी वेगाचा सामना करावा लागतो परंतु अधिक पर्यावरणीय प्रदर्शन आणि घट्ट बसण्याची जागा असते.
 

हब वि जनरेटर वि याव

वरील मूल्ये निर्माता डेटाशीट आणि OEM सेवा पुस्तिकांमधील सामान्य श्रेणी आहेत; तुमच्या मशीनचे वास्तविक आकडे नेहमी टर्बाइन दस्तऐवजीकरण आणि स्लिप रिंग पुरवठादाराच्या चाचणी अहवालांमधून आले पाहिजेत.

विंड टर्बाइन स्लिप रिंग प्रत्यक्षात कसे अयशस्वी होतात

"स्लिप रिंग अपयश" ही एक अस्पष्ट श्रेणी आहे. फील्डमध्ये, समस्या जवळजवळ नेहमीच खाली दिलेल्या यंत्रणेपैकी एकाकडे परत येतात - आणि प्रत्येक वेगळ्या डिझाइन किंवा देखभाल निराकरणाकडे निर्देश करते.

• ब्रश पोशाख आणि धूळ जमा.कार्बन आणि मेटल-ग्रेफाइट ब्रश वापरतात तेव्हा ते प्रवाहकीय धूळ निर्माण करतात. वेंटिलेशनशिवाय, रिंग स्टॅकवर धूळ साचते आणि लगतच्या रिंग्समध्ये गळतीचे मार्ग तयार होतात, जे 100 MΩ पेक्षा कमी इन्सुलेशन प्रतिरोध किंवा उपद्रव ग्राउंड-फॉल्ट ट्रिप म्हणून दिसून येते.ब्रश पोशाख नमुनेहे सहसा तपासणी तंत्रज्ञ पाहणारे पहिले लक्षण असतात.
• संपर्क प्रतिकार वाढ.ऑक्सिडेशन, दूषित होणे किंवा स्प्रिंग प्रेशरचे नुकसान मिलिओह्म्सपासून ओम श्रेणीमध्ये संपर्क प्रतिकार वाढवते. पिच पॉवर सर्किटवर यामुळे व्होल्टेज ड्रॉप आणि गरम होते; कमी-वर्तमान सेन्सर लाइनवर ते आवाजाची पातळी वाढवते आणि CAN टेलिग्राम खराब करू शकते.
• संक्षेपण आणि गंज.हब म्हणजे दमट वातावरण - उबदार यंत्रसामग्री, थंड स्टील, सभोवतालची हवा. रिंग पृष्ठभागांवर खड्डा टाकणे त्वरीत होते, विशेषत: किनार्यावरील आणि ऑफशोअर साइट्समध्ये जेथे मीठ एरोसोल असते. ऑफशोर प्लॅटफॉर्मसाठी, समर्पितऑफशोअर विश्वसनीयता उपायसामान्यतः स्पेसमध्ये लिहिलेले असतात.
• केबल आणि कनेक्टरचा कंपन-प्रेरित परिधान.स्लिप रिंग स्वतः ठीक असू शकते, परंतु पिगटेल केबल्स, स्ट्रेन रिलीफ्स किंवा कनेक्टर एंट्री पॉइंटवर थकवा देतात. हे लहान फ्लीट्सवर रिंग-ट्रॅक अपयशापेक्षा सामान्य आहे.
• स्नेहक ऱ्हास.काही डिझाईन्स कॉन्टॅक्ट स्नेहक किंवा ऑक्सिडेशन इनहिबिटर वापरतात. कालांतराने ते पॉलिमराइज होते किंवा कोरडे होते, विशेषत: 60 अंशांपेक्षा जास्त तापमान आणि संपर्क वर्तन बदलते.
• इन्सुलेशन ब्रेकडाउन.दूषित इन्सुलेटरवर ट्रॅक केल्याने फ्लॅशओव्हर होऊ शकतो, विशेषत: उच्च{{0}व्होल्टेज पिच बसेसवर. हे एक कठीण अपयश आहे, अधोगती वक्र नाही.

यापैकी बहुतेक यंत्रणा हळूहळू असतात, आणि बहुतेक अनुसूचित तपासणी दरम्यान शोधण्यायोग्य असतात - परंतु तपासणी प्रक्रियेमध्ये फक्त "हबच्या आत पाहण्याऐवजी" संपर्क प्रतिकार, इन्सुलेशन प्रतिरोध आणि ब्रशची लांबी मोजली जाते.
 

इलेक्ट्रिकल आवश्यकता निर्दिष्ट करणे

पुरवठादारांशी संपर्क करण्यापूर्वी, विद्युत लिफाफा कागदावर लिहा. पुरवठादार तरीही ते विचारतील, आणि जेव्हा उत्तरे आधीच ठरवली जातात तेव्हा-कोटसाठी- विनंती (RFQ) जलद होते.

• प्रति सर्किट वर्तमान, सतत आणि शिखर दोन्ही (पिच मोटर स्टॉल करंट 3-6× नाममात्र असू शकतो).
• व्होल्टेज वर्गआणि सर्किट एसी किंवा डीसी आहे का. 690 V प्रणालींसाठी, IEC 60664 ओव्हरव्होल्टेज श्रेणी III किंवा IV लागू आहे की नाही याची पुष्टी करा.
• पॉवर सर्किट्सची संख्याविरुद्धसिग्नल/डेटा सर्किट्सची संख्या, वेगळे ठेवले.
• सिग्नल प्रोटोकॉल- CANopen, Profibus DP, EtherCAT, Profinet, Ethernet 100/1000 Mbit, किंवा analogue sensor lines. प्रत्येक प्रोटोकॉलमध्ये भिन्न आवाज सहनशीलता असते.
• इलेक्ट्रिकल आवाज बजेटसेन्सर चॅनेलसाठी. पिच एन्कोडर आणि लोड-पिन स्ट्रेन गेजसाठी सामान्यत: मिलिव्होल्ट-स्तरीय स्वच्छता आवश्यक असते;संपर्क आवाज नियंत्रणस्लिप रिंगमध्ये त्या अर्थसंकल्पाच्या भेटीचा एक भाग आहे.
• इन्सुलेशन आणि डायलेक्ट्रिक आवश्यकता- सामान्यत: पॉवर सर्किट्ससाठी 500 V DC वर 1,000 MΩ पेक्षा जास्त किंवा समान, तसेच पॉवर-फ्रिक्वेंसी विसस्टँड टेस्ट.
• अर्थिंग. अनेक डिझाईन्समध्ये वेगळी अर्थिंग रिंग किंवा ब्रश समाविष्ट असतो; लाइटनिंग-प्रवण साइटसाठी हे बोलण्यायोग्य नाही-.

संपर्क तंत्रज्ञान निवडत आहे

प्रत्येक पवन टर्बाइन अनुप्रयोगासाठी कोणतेही एकल संपर्क तंत्रज्ञान सर्वोत्तम नाही. योग्य उत्तर सामान्यतः एक संकरित आहे जे समान असेंब्लीच्या पॉवर आणि सिग्नल विभागांसाठी भिन्न तंत्रज्ञान वापरते.

कार्बन आणि मेटल-ग्रेफाइट ब्रशेस

कार्बन आणि सिल्व्हर-ग्रेफाइट ब्रश हे उच्च-वर्तमान ऍप्लिकेशन्स - जनरेटर एक्सिटेशन रिंग आणि पिच पॉवर बसचे वर्कहॉर्स आहेत. ते उच्च प्रवाह सहन करतात, काही दूषितता स्वीकारतात आणि बदलण्यासाठी स्वस्त असतात. व्यापार-बंद आहे धूळ निर्मिती, ऐकू येण्याजोगा आवाज, आणि ब्रशची लांबी आणि स्प्रिंग प्रेशरची नियतकालिक तपासणीची आवश्यकता. दब्रश ग्रेड(रेझिन-बंधित कार्बन, इलेक्ट्रोग्राफाइट, धातू-ग्रेफाइट, तांबे-ग्रेफाइट) वर्तमान घनता आणि रिंग सामग्रीशी जुळले पाहिजे.

यासाठी सर्वात योग्य: पिच मोटर पॉवर, जनरेटर उत्तेजना, अर्थिंग. याकडे लक्ष द्या: जवळच्या सिग्नल रिंग्सवर धूळ जमा होणे, स्प्रिंग प्रेशर ड्रिफ्ट, एनकोडर ऑप्टिक्सवर ब्रश धूळ जर जवळ बसवले असेल.

फायबर ब्रश (मल्टी-फिलामेंट) संपर्क

फायबर ब्रश डिझाईन्समध्ये बारीक सोन्याचे किंवा सोन्याच्या-मिश्र तारांचे बंडल वापरले जातात जे मौल्यवान-धातूच्या अंगठीवर चालतात. अनेक समांतर संपर्क बिंदू आणि प्रति फिलामेंट अत्यंत कमी संपर्क शक्तीसह, ते जवळजवळ कोणतीही मोडतोड निर्माण करत नाहीत आणि त्यांचा संपर्क आवाज खूप कमी असतो. आधुनिक हब स्लिप रिंगमध्ये सेन्सर आणि डेटा चॅनेलसाठी ते प्रमुख पर्याय आहेत.

यासाठी सर्वात योग्य: CAN/Profibus/Ethernet डेटा लाइन, ब्लेड सेन्सर सिग्नल, कमी-वर्तमान नियंत्रण. यासाठी पहा: प्रति फिलामेंट बंडल मर्यादित प्रवाह (सामान्यत:<10 A), higher cost, and sensitivity to chemical contamination on the gold surface.

मोनोफिलामेंट आणि नोबल-मेटल वायर संपर्क

मोनोफिलामेंट नोबल-धातूचे संपर्क (एकल सोने किंवा सोन्याचे-मौल्यवान-धातूच्या अंगठीवरील मिश्रधातूची तार) फायबर ब्रश आणि पारंपारिक ब्रशेसमध्ये बसतात. ते कॉम्पॅक्टमध्ये सामान्य आहेतसानुकूल स्लिप रिंगअसेंब्ली जिथे जागा कमी आहे.

यासाठी सर्वात योग्य: कमी-वर्तमान सिग्नल सर्किट्स, हायब्रिड असेंब्ली. यावर लक्ष द्या: खूप जास्त रोटेशन मोजल्यानंतर प्लेटिंगचा पोशाख, आणि "सोने-प्लेट केलेले" हे आपोआप चांगले नाही - मऊ सब्सट्रेटवरील पातळ सोने योग्यरित्या निर्दिष्ट केलेल्या चांदीच्या-ग्रेफाइट ब्रशपेक्षा वेगाने परिधान करू शकते.

हायब्रीड डिझाईन्स

ठराविक हब स्लिप रिंगमध्ये, खालचा स्टॅक कार्बन किंवा धातूवर पिच मोटर पॉवर घेऊन जातो-ग्रेफाइट ब्रशेस, मधल्या स्टॅकमध्ये फील्ड-फायबर ब्रशेसवर बस ट्रॅफिक असते, आणि वरच्या स्टॅकमध्ये कमी-सोन्यावरील वर्तमान सेन्सर रेषा हाताळते-जुन्या संपर्कावर{{4}. निरर्थक ब्रशेससह अर्थिंग स्वतःच्या समर्पित रिंगवर आहे. हे पृथक्करण एकच असेंब्ली एकाच वेळी परस्परविरोधी आवश्यकता (उच्च प्रवाह + कमी आवाज) पूर्ण करू देते.
 

पर्यावरणीय तपशील: "औद्योगिक ग्रेड" वर थांबू नका

"औद्योगिक ग्रेड" तुम्हाला काहीही उपयुक्त नाही सांगत. खाली दिलेले आकडे विंड टर्बाइन स्पेक शीटवर महत्त्वाचे आहेत.

• प्रवेश संरक्षण.हब इंटिरियर्स सामान्यत: IP54 असतात; ऑफशोअर नेसेल्स आणि एक्सपोज्ड यॉ स्लिप रिंग्सना सहसा IP65 किंवा उच्च आवश्यक असते. पहाआयपी रेटिंग व्याख्याअंक प्रत्यक्षात काय हमी देतात.
• ऑपरेटिंग तापमान.वाजवी डीफॉल्ट म्हणजे ऑनशोर नॉर्दर्न-हवामान साइटसाठी –40 अंश ते +70 अंश, समशीतोष्ण साइटसाठी -20 अंश ते +60 अंश आणि ऑफशोअरसाठी संक्षेपण-नियंत्रित. थंड-हवामान प्रकारांना कमी तापमानात वंगण सत्यापित करणे आवश्यक आहे.
• आर्द्रता.95 % RH नॉन-कंडेन्सिंग हे ठराविक किमान आहे; नियमित संक्षेपण असलेल्या साइटसाठी, अंतर्गत गरम करणे आवश्यक असू शकते.
• मीठ- धुकेचा प्रतिकार.ऑफशोअर आणि कोस्टल टर्बाइनने IEC 60068-2-52 किंवा ISO 9227 मेटलिक भाग आणि कनेक्टरवरील मीठ-स्प्रे चाचणीचा संदर्भ दिला पाहिजे.
• कंपन.IEC 60068-2-6 sinusoidal आणि 2-64 यादृच्छिक प्रोफाइल सामान्य संदर्भ बिंदू आहेत; पुरवठादाराने चाचणी अहवाल प्रदान केले पाहिजेत, विपणन दावे नाही.
• विजा आणि लाट.पिच स्लिप रिंग अप्रत्यक्ष विजेचे प्रवाह पाहू शकतील अशा मार्गावर बसतात. लाट withstand समोर सहमत पाहिजे.

दयूएस नॅशनल रिन्युएबल एनर्जी लॅबोरेटरीचा पवन संशोधन कार्यक्रमउपयुक्त फील्ड प्रकाशित करते-विश्वसनीयता डेटा दर्शवितो की पिच आणि इलेक्ट्रिकल सिस्टीम उच्च-अपयश-ऑपरेटिंग फ्लीट्समधील उपप्रणालींमध्ये राहतात - म्हणूनच हे पर्यावरणीय क्रमांक करारामध्ये असले पाहिजेत, शाब्दिक वचनबद्धतेमध्ये नाही.

यांत्रिक आणि एकत्रीकरण मर्यादा

विद्युत कार्यक्षमतेपेक्षा मेकॅनिकल फिटवर रेट्रोफिट प्रकल्प अधिक वेळा अयशस्वी होतात. डिझाइन मंजूर करण्यापूर्वी, पुष्टी करा:

• हब किंवा नॅसेलमध्ये उपलब्ध लिफाफा विरुद्ध बोर व्यास आणि बाह्य व्यास
• शाफ्ट टॉलरन्स, रनआउट आणि एकाग्रता भत्ता
• केबल निर्गमन दिशा (अक्षीय वि रेडियल) आणि कनेक्टर प्रकार - अनेक टर्बाइनची केबल बेंड त्रिज्या खूप मर्यादित असतात
• माउंटिंग फ्लँज पॅटर्न आणि टॉर्क आर्म अँकरिंग
• फिरत्या असेंब्लीसाठी वजन आणि संतुलन
• सेवा प्रवेश - एक तंत्रज्ञ सेवा स्थितीत टर्बाइनसह ब्रश विंडोपर्यंत पोहोचू शकतो?

व्यवहारात, अनेक रेट्रोफिट आणि रीपॉवर प्रकल्पांसाठी, यांत्रिक अडचणी इलेक्ट्रिकल प्रकल्पांपूर्वी डिझाइन ठरवतात. कॅटलॉग भाग बसवण्यापेक्षा कॉन्फिगर करण्यायोग्य किंवा पूर्णपणे सानुकूल असेंब्ली अधिक समजूतदार असते.

पुरवठादार काय पाठवायचे

स्वच्छ RFQ कोट सायकल आठवडे ते दिवस कमी करते. स्लिप रिंग डिझाइन करण्यासाठी किंवा निवडण्यासाठी पुरवठादाराला खालील सर्व गोष्टींची आवश्यकता आहे:

सारांश: स्लिप रिंगच्या निवडीला विश्वासार्हतेचा निर्णय म्हणून हाताळा

उजवीकडील विंड टर्बाइन स्लिप रिंग ही टर्बाइनच्या इलेक्ट्रिकल लिफाफाशी जुळणारी, त्याच्या वातावरणात टिकून राहणे, उपलब्ध यांत्रिक जागेत बसणारी आणि 20 वर्षांच्या वास्तववादी देखभाल योजनेला समर्थन देणारी आहे. हे चुकीचे होण्याचा बहुतेक खर्च खरेदीवर नाही तर पहिल्या अनियोजित-टॉवर भेटीदरम्यान दिला जातो.

पुरवठादारांशी बोलण्यापूर्वी विद्युत, पर्यावरणीय आणि यांत्रिक आवश्यकता परिभाषित करा. चाचणी अहवाल मागा, घोषणा नाही. जेथे असेंब्ली परवानगी देते तेथे पॉवर आणि सिग्नल संपर्क तंत्रज्ञान वेगळे करा. आणि ऑफशोअर किंवा कोस्टल साइट्ससाठी, कॉन्टॅक्ट मटेरियल निवडीपेक्षा गंज आणि सीलिंग अधिक गांभीर्याने घ्या - ब्रश करण्यापूर्वी मीठ सहसा युक्तिवाद जिंकतो.