Rennihringir vindmylla eru litlir miðað við blað eða gírkassa, en ein slæm snerting getur stöðvað fjöl-megavatta vél. Starf þeirra er að flytja afl, stjórnmerki og gögn yfir snúningsviðmótin inni í miðstöðinni, rafallnum og stundum yaw samsetningunni. Þegar þessi flutningur verður óstöðugur birtast afleiðingarnar venjulega sem bilanir á hæð, hléum skynjaragögnum eða ótímasettum -turnaþjónustuheimsóknum - og á aflandssvæðum getur ein skiptiferð kostað meira en sjálfan rennihringinn.
Þessi handbók er skrifuð fyrir verkfræðinga, eignastjóra og innkaupateymi sem þurfa að veljarennihringir fyrir vindmyllurfyrir nýbyggingar, endurbætur eða endurnýjun. Það fjallar um hvar rennihringir sitja í hverflum, hvernig þeir bila, hvað á að tilgreina og hvernig á að bera saman snertitækni án þess að falla í algengar valgildrur.
Það sem vindmylluhringir gera
Rennihringur er rafvélafræðilegt viðmót sem gerir raf- og merkjarásum kleift að fara frá kyrrstæðum ramma yfir í snúnings. Inni í nútímalegum túrbínu-þar sem þú finnur venjulega rennihringi sem bera þrjár tegundir af umferð í einu:
- Pitch mótor afl til að stilla blaðhorn
- Stýri- og endurgjöfarmerki á milli tónhæðarkerfisins og aðalstýringarinnar
- Skynjaragögn eins og tognun blaðs, hitastig, titringur og ísgreining
Pitch control er öryggi-mikilvægasta rásin af þessum þremur.IEC 61400-röðVindmyllustaðlar krefjast þess að hallakerfi haldist fær um að fjaðra blöðin jafnvel við bilunaraðstæður, sem þýðir að rennihringurinn verður að halda áfram að vinna í gegnum titring, hitasveiflur, þéttingu og milljónir snúninga yfir 20 ára hönnunarlíf. € 200 íhlutur sem situr í miðstöðinni getur því ákveðið hvort 5 MW hverfla framleiðir eða situr aðgerðarlaus og bíður eftir krana.
Þar sem rennihringir sitja í vindmyllu
Valrökfræðin er mismunandi fyrir hvern stað. Að blanda þeim saman - til dæmis, að tilgreina almenna miðstöð hönnunar fyrir rafala örvunarrás - er ein af dýrari mistökunum í þessum flokki.
Hringir fyrir miðstöð (Pitch System)
Hringir fyrir hubbar eru festir á aðalskaftið og snúast með snúningnum. Þeir bera afl mótora (oft 400–690 V AC eða DC strætóspenna), tónhæðarstýringarmerki (CANopen, Profibus eða sérsamskiptareglur) og vaxandi fjölda blaðskynjararása. Hringir fyrir miðstöð eru venjulega stórar -borahönnun vegna þess að snúningsskaftið fer í gegnum þá og þeir verða að lifa af titringsróf sem eru erfiðari en flestir verksmiðjubúnaðar.
Rafallssliphringar (DFIG vélar)
Tvöfalt-örvunarrafallar (DFIGs), sem enn eru algengir í flota á landi, nota sleppahringi á snúningnum til að leiða AC örvunarstraum til snúningsvindanna. Þessir sjá mikinn straum (venjulega nokkur hundruð amper), hærri snúningshraða og verulega kolefnisrykmyndun. Burstaflokkur, yfirborðsáferð hringsins, gormaþrýstingur og loftræsting gondols hafa allt bein áhrif á endingartímann. Bein-drifnar varanlegar-segulhverflar þurfa alls ekki þennan rennihring - ein ástæða þess að úthafspallar hafa færst í átt að beinni-akstur.
Yaw Slip hringir
Flestar stórar túrbínur nota snúrulykkju og ósnúningsrútínu í stað geisluhrings, en smærri hverflar (venjulega undir ~500 kW) nota stundum geisluhring efst á turninum til að leyfa stöðugan snúning. Þessir standa frammi fyrir minni hraða en meiri umhverfisáhrifum og þéttu uppsetningarplássi.
Hub vs Generator vs Yaw
| Parameter | Miðstöð (Pitch) | Rafall (DFIG) | Yaw (litlar túrbínur) |
|---|---|---|---|
| Dæmigerður hraði | Allt að ~20 rpm | 900–2.000 snúninga á mínútu | <1 rpm |
| Dæmigerður straumur á hring | 10–63 A afl, plús merki | 200–1,500 A | 5–30 A |
| Spennuflokkur | 400–690 V plús lág-spennumerki | 690 V (snúningshlið) | 230–400 V |
| Ríkjandi streita | Titringur, þétting, merki hávaði | Burstaslit, ryk, hiti | Veðuráhrif, saltþoka |
| Dæmigert rásir | 20–60 (blandað afl/merki) | 3 afl + jarðtenging | 4–24 |
| Leiðbeiningar um þjónustubil | 12–24 mánaða skoðun | 3–12 mánaða burstaskoðun | 12 mánuðir |
Gildin hér að ofan eru algeng svið frá gagnablöðum framleiðanda og OEM þjónustuhandbókum; Raunverulegar tölur fyrir vélina þína ættu alltaf að koma úr túrbínuskjölunum og prófunarskýrslum birgja sleðhringa.
Hvernig vindmylluhringir mistakast í raun
„Bilun miðhringja“ er óljós flokkur. Á vettvangi rekja vandamál næstum alltaf til eins af aðferðunum hér að neðan - og hvert og eitt bendir á aðra hönnun eða viðhaldsleiðréttingu.
- Burstaslit og ryksöfnun.Kol- og málm--grafítburstar mynda leiðandi ryk þegar þeir slitna. Án loftræstingar safnast ryk á hringstokkinn og mynda lekaleiðir á milli aðliggjandi hringa, sem kemur fram sem einangrunarviðnám sem fer niður fyrir 100 MΩ eða sem óþægindi í jarðvegi-.Bursta slit mynstureru venjulega fyrsta einkenni sem skoðunartæknir sér.
- Snertiviðnám hækkar.Oxun, mengun eða tap á gormþrýstingi eykur snertiviðnám frá milliohmum upp í ohm svið. Á vallarflæði veldur þetta spennufalli og upphitun; á lágri-straumskynjaralínu hækkar hávaðagólfið og getur spillt CAN símskeytum.
- Þétting og tæring.Miðstöðvar eru rakt umhverfi - hlý vélar, kalt stál, andrúmsloft. Gryfjun á hringflötum kemur fljótt í kjölfarið, sérstaklega á strandsvæðum og úthafssvæðum þar sem saltúði er til staðar. Fyrir aflandspöllum, holluráreiðanleikaráðstafanir á hafi útieru venjulega skrifaðar inn í forskriftina.
- Titringur-völdum slit á snúrum og tengjum.Rennihringurinn sjálfur getur verið í lagi, en snúrur, álagsléttir eða tengi þreyta við inngangsstaðinn. Þetta er algengara en bilun í-hringbraut hjá yngri flotum.
- Lubricant degradation.Sum hönnun notar snertiefni eða oxunarhemla. Með tímanum fjölliðar það eða þornar, sérstaklega yfir 60 gráðu hitastig, og snertihegðun breytist.
- Einangrun bilun.Að fylgjast með menguðum einangrunartækjum getur valdið yfirskilum, sérstaklega á strætisvögnum með hærri-spennu. Þetta er hörð bilun, ekki niðurbrotsferill.
Flest þessara aðferða eru smám saman og flest er hægt að greina við áætlaða skoðun - en aðeins ef skoðunarferlið mælir í raun snertiviðnám, einangrunarviðnám og lengd bursta, í stað þess að „horfa inn í miðstöðina“.
Tilgreina rafmagnskröfur
Áður en þú hefur samband við birgja skaltu skrifa rafmagnsumslagið á pappír. Birgir mun samt biðja um það og beiðnin-um-tilboð (RFQ) gengur hraðar þegar svörin eru ákveðin fyrirfram.
- Straumur á hverja hringrás, bæði samfelldur og hámarksstraumur (hallastraumur mótor getur verið 3–6× nafngildi).
- Spennuflokkurog hvort hringrásin sé AC eða DC. Fyrir 690 V kerfi, staðfestu hvort IEC 60664 yfirspennuflokkur III eða IV eigi við.
- Fjöldi aflrásaá mótifjölda merkja/gagnarása, haldið aðskildum.
- Merkjasamskiptareglur- CANopen, Profibus DP, EtherCAT, Profinet, Ethernet 100/1000 Mbit eða hliðrænar skynjaralínur. Hver samskiptaregla hefur mismunandi hávaðaþol.
- Fjárhagsáætlun fyrir rafhljóðfyrir skynjararásir. Pitch-kóðarar og álags-þreygslumælar þurfa venjulega millivolta-þrif;snerti hávaðavörní slipphringnum er liður í því að standa við þá fjárlög.
- Kröfur um einangrun og raforku- venjulega Stærri en eða jafnt og 1.000 MΩ við 500 V DC fyrir rafrásir, auk afl-tíðniþolsprófs.
- Jarðtenging. Margar hönnun innihalda sérstakan jarðhring eða bursta; fyrir eldingar-viðkvæmar síður er þetta ekki-viðræðuhæft.
Að velja snertitæknina
Engin snertitækni er best fyrir hverja vindmyllunotkun. Rétta svarið er venjulega blendingur sem notar mismunandi tækni fyrir afl- og merkjahluta sömu samsetningar.
Kolefni og málm-Grafítburstar
Kolefnis- og silfur-grafítburstar eru vinnuhestar í æðri-straumforritum - örvunarhringja og pitch-aflrúta. Þeir þola mikla strauma, sætta sig við nokkra mengun og er ódýrt að skipta um þær. Ávinningurinn- er rykmyndun, heyranlegur hávaði og þörf fyrir reglubundna skoðun á lengd bursta og gormaþrýstingi. Thebursta einkunn(resin-bundið kolefni, rafgrafít, málm-grafít, kopar-grafít) ætti að passa við straumþéttleika og hringefni.
Hentar best fyrir: pitch mótor afl, rafall örvun, jörð. Fylgstu með: ryksöfnun á merkjahringjum í nágrenninu, gormþrýstingsrek, bursta ryk á ljósleiðara um kóðara ef hann er nálægt.
Trefjabursta (Marg-þráðar) tengiliðir
Trefjabursta hönnun notar knippi af fínu gulli eða gulli-blendivírum sem rísa á dýrmætum-málmhring. Með marga samhliða snertipunkta og mjög lágan snertikraft á hvern þráð mynda þeir nánast ekkert rusl og hafa mjög lágan snertihávaða. Þeir eru ríkjandi val fyrir skynjara og gagnarásir í nútíma miðhringjum.
Hentar best fyrir: CAN/Profibus/Ethernet gagnalínur, merki blaðskynjara, lítill-straumstýring. Fylgstu með: takmörkuðum straumi á hvern filament búnt (venjulega<10 A), higher cost, and sensitivity to chemical contamination on the gold surface.
Einþráða og Noble-Metal Wire Tengiliðir
Einþráða eðla-málmtenglar (einn gull- eða gull-blendivír á dýrmætum-málmhring) sitja á milli trefjabursta og hefðbundinna bursta. Þeir eru algengir í þjöppumsérsniðinn rennihringursamkomur þar sem pláss er þröngt.
Hentar best fyrir: litla-straummerkjarásir, blendingasamsetningar. Fylgstu með: slit á húðun eftir mjög mikla snúningstölu og sú staðreynd að "gull-húðuð" er ekki sjálfkrafa betra - þunnt gull yfir mjúkt undirlag getur slitnað hraðar í gegn en rétt tilgreindur silfur-grafítbursti.
Hybrid hönnun
Í dæmigerðum miðhring ber neðsti staflan mótorafl á kolefnis- eða málm-grafítbursta, miðstaflan flytur sviðs-rútuumferð á trefjabursta og efsti staflan sér um lágar-straumskynjaralínur á gull-á-gylltum snertum. Jarðtenging er á sínum eigin sérstaka hring með óþarfa bursta. Þessi aðskilnaður er það sem gerir einni samsetningu kleift að uppfylla misvísandi kröfur (mikill straumur + lítill hávaði) á sama tíma.
Umhverfislýsing: Ekki hætta við "iðnaðargráðu"
"Iðnaðareinkunn" segir þér ekkert gagnlegt. Tölurnar hér að neðan eru þær sem skipta máli á forskriftarblaði fyrir vindmyllur.
- Inngangsvörn.Hólf innréttingar eru venjulega IP54; hafsjór og óvarinn yaw rennihringir þurfa venjulega IP65 eða hærra. SjáðuIP einkunn túlkunfyrir það sem tölurnar í raun tryggja.
- Rekstrarhiti.Hæfilegt sjálfgefið er –40 gráður til +70 gráður fyrir norðlægar-loftslagssvæði á landi, –20 gráður til +60 gráður fyrir tempraða staði og þétting-stýrð fyrir hafsvæði. Afbrigði af köldu-loftslagi þurfa smurefni sem er staðfest við lágt hitastig.
- Raki.95% RH sem ekki-þéttir er dæmigert lágmark; fyrir staði með reglulegri þéttingu gæti verið þörf á innri upphitun.
- Salt-þokuþol.Haf- og strandhverfla ættu að vísa til IEC 60068-2-52 eða ISO 9227 saltúðaprófanir á málmhlutum og tengjum.
- Titringur.IEC 60068-2-6 sinusoidal og 2-64 slembisnið eru algeng viðmiðunarpunktur; birgir ætti að leggja fram prófunarskýrslur, ekki markaðsfullyrðingar.
- Elding og bylgja.Slipphringir sitja á braut sem getur séð óbeina eldingarstrauma. Samþykkja skal uppnámsþol fyrirfram.
TheVindrannsóknaráætlun US National Renewable Energy Laboratorybirtir gagnlegar-áreiðanleikagögn á sviði sem sýna að sviðs- og rafkerfi eru enn meðal hærra-bilunar-undirkerfa í rekstri flota - og þess vegna ættu þessar umhverfistölur að vera í samningnum, ekki í munnlegri skuldbindingu.
Vélrænar og samþættingartakmarkanir
Endurnýjunarverkefni mistakast oftar við vélrænni passa en rafafköst. Áður en hönnun er samþykkt skaltu staðfesta:
- Borþvermál og ytra þvermál á móti tiltæku umslagi í miðstöðinni eða nacellu
- Skaftþol, úthlaup og sammiðjuheimild
- Kapalútgangsstefna (axial vs radial) og tengigerð - margar hverflar hafa mjög takmarkaðan snúningsradíus
- Festingarflansmynstur og togarmfesting
- Þyngd og jafnvægi fyrir snúningssamstæður
- Þjónustuaðgangur - getur tæknimaður náð í burstagluggann með túrbínuna í þjónustustöðu?
Í reynd, fyrir mörg endurnýjunar- og endurvirkjunarverkefni, ráða vélrænar takmarkanir hönnunina áður en rafmagnsverk gera það. Það er þegar stillanleg eða fullkomlega sérsniðin samsetning er skynsamlegri en að neyða vörulistahluta til að passa.
Hvað á að senda birgja
Hrein tilboðstilboð styttir tilboðslotuna úr vikum í daga. Birgir þarf allt eftirfarandi til að hanna eða velja rennihring:
| Flokkur | Upplýsingar nauðsynlegar |
|---|---|
| Umsókn | Einkunn túrbínu, gerð (ef upplýst), staðsetning (á landi/strönd/hafi), nýbygging vs endurbygging |
| Vélrænn | Bora, ytra þvermál, lengd, festingarviðmót, snúningshraði (samfellt og toppur), snúruútgangur |
| Rafrásir | Fjöldi rafrása, spenna, stöðugur og toppstraumur, AC/DC, tíðni |
| Merkjarásir | Fjöldi rafrása, samskiptareglur (CAN, Profibus, EtherCAT, Ethernet, hliðrænt), gagnahraði, hlífðarkröfur |
| Jarðtenging | Nauðsynleg jarðtengingarstraumsleið, stig eldinga |
| Umhverfi | Hitastig, raki, IP einkunn, salt-þoka ef við á, titringsflokkur |
| Viðhald | Væntanlegt þjónustutímabil, væntanleg líftíma bursta, aðgangstakmarkanir |
| Skjöl | Nauðsynlegar prófunarskýrslur (HV standast, IR, snertiþol, saltúði, titringur), vottorð, MTBF gögn |
Algengar spurningar
Sp.: Hvað er vindmylluhringur?
A: Það er rafvélafræðileg samsetning sem flytur afl, stýrimerki og gögn á milli kyrrstæðrar uppbyggingar vindmyllu og snúningshluta -, oftast snúningsnefsins (fyrir hallastýringu) eða, í DFIG vélum, snúningsvinda rafalans.
Sp.: Af hverju mistakast vindmylluhringir?
Sv.: Algengar aðferðir eru burstaslit og rykuppsöfnun, snertiþol eykst vegna mengunar eða lágs fjöðrunarkrafts, þéttingar-knúin tæring, titringsþreyta í snúru og einangrun. Flestir eru smám saman og greinanlegir með áætlaðri skoðun.
Sp.: Hversu oft ætti að skoða vindmylluhring?
A: Sanngjarnt sjálfgefið er árleg sjónskoðun auk snertiviðnáms og einangrunarviðnámsskoðunar; rafallsburstahringir á DFIG vélum þurfa venjulega skoðun á burstalengd á 3–12 mánaða fresti, allt eftir skyldu. Nákvæmt bil ætti að fylgja handbók birgja og OEM þjónustuáætlun túrbínu.
Sp.: Eru trefjabursta-sliphringir betri en kolefnisbursti fyrir vindmyllur?
A: Fyrir litla-straummerkja- og gagnarásir, já, - trefjaburstar mynda nánast ekkert rusl og hafa mjög lágan snertihljóð. Fyrir há-straumafl eða örvun rafala eru kolefnis- eða málm-grafítburstar venjulega betri kosturinn. Nútímalegir miðhringir nota báða, í aðskildum hlutum af sömu samsetningu.
Sp.: Er hægt að nota venjulegan iðnaðar-slipphring í vindmyllu?
A: Venjulega ekki án breytinga. Túrbínur valda titringi, þéttingu, saltþoku (hafi), langt þjónustutímabil og blandaða orku-/merkjaumferð sem fer yfir almenna iðnaðarforskrift. Annaðhvort er venjulega krafist hverfils-sérstakrar vörulista eða sérsniðinnar samsetningar.
Sp.: Hvaða skjöl ætti birgir vindmylluhringja að leggja fram?
A: Að minnsta kosti: rafmagnsprófunarskýrsla (HV-þol, einangrunarviðnám, snertiþol), umhverfisprófunarniðurstöður (titringur, hitastig, saltúði ef undan ströndum), viðhaldshandbók með skilgreindri skoðunaraðferð, varahlutalista og efnisvottorð fyrir hring- og burstaíhluti.
Samantekt: Skoðaðu val á millihringum sem áreiðanleikaákvörðun
Hægri vindmyllusliphringurinn er sá sem passar við rafmagnshjúp túrbínuna, lifir af umhverfi sínu, passar fyrir vélrænt rými sem er tiltækt og styður raunhæfa viðhaldsáætlun yfir 20 ár. Stærstur hluti kostnaðar við að misskilja þetta er ekki greiddur við kaup heldur í fyrstu óskipulögðu upp-turnheimsókninni.
Skilgreindu rafmagns-, umhverfis- og vélrænar kröfur áður en þú talar við birgja. Biddu um prófskýrslur, ekki slagorð. Aðskildu rafmagns- og merkjasnertitækni hvar sem samsetningin leyfir það. Og fyrir hafsvæði eða strandsvæði, taktu tæringu og þéttingu alvarlegri en snerta efnisval - saltið vinnur venjulega rök áður en burstinn gerir það.