풍력 터빈 피치 제어를 위한 슬립 링 선택

피치 제어는 안전 장치로도 사용되는 풍력 터빈의 몇 안 되는 시스템 중 하나입니다. 에너지 포착을 위해 블레이드 각도를 미세 조정하는- 드라이브는 돌풍이나 그리드 손실 중에 로터 속도를 빼기 위해 블레이드를 깃털로 만드는 메커니즘이기도 합니다. 해당 드라이브에 도달하는 모든 제어 명령과 모든 와트는 고정 나셀과 회전 허브 사이의 회전 조인트를 교차해야 하며, 교차를 관리하는 것은 피치 슬립 링의 역할입니다. 연결이 보호 기능의 경로에 있기 때문에 연결 지정 방법은 구매 문제뿐만 아니라 안전 및 가용성 문제이기도 합니다. 이 문서의 나머지 부분에서는 해당 연결이 수행해야 하는 작업, 생존을 위해 수행해야 하는 작업, 풍력용으로 제작된 커넥터와 역할에 사용되는 범용 부품을 분리하는 요소가 무엇인지 살펴봅니다.-

피치 연결이 수행해야 하는 것

피치 슬립 링은 이중 생활을 합니다. 한 세트의 채널에서는 피치 모터에 구동 전력을 전달하고, 많은 설계에서는 그리드 전력이 떨어지더라도 블레이드가 작동하도록 하는 에너지 저장을 위한 충전 또는 백업 회로를 제공합니다.{1}} 또 다른 세트에서는 컨트롤러에 각 블레이드의 위치를 ​​정확히 알려주는 인코더 또는 리졸버 피드백과 허브 전자 장치를 터빈의 나머지 부분에 연결하는 버스 트래픽(종종 CANopen) 또는 유사한 프로토콜({4}})과 같은 섬세한 정보를 전달합니다. 하나의 회전 구성요소를 공유하는 높은-전류 전력과 낮은-레벨 데이터는 설계의 중심 긴장입니다. 두 가지 요구 사항이 거의 반대이기 때문입니다. 아래 표는 대비를 구체적으로 보여주며,풍력 터빈 슬립 링페이지는 두 가지를 동시에 만족하도록 설계되었습니다.

허브 내부 환경

허브는 깨끗한 엔클로저가 아닙니다. 커넥터는 로터와 드라이브트레인의 광대역 진동, 밤낮과 계절에 따른 열 순환, 따뜻하고 습한 공기가 차가운 강철과 만날 때마다 결로 현상에 노출됩니다. 해양 기계는 염분 에어로졸을 추가합니다. 많은 육상 현장에서는 미세먼지가 추가됩니다. 게다가 위치는 서비스를 제공하기에 가혹합니다. - 허브의 문제는 일반적으로 기술자를 타워 위로 보내거나 액세스 장비를 동원하는 것을 의미합니다. 테스트 설비에서는 성능이 저하되지만 실제 진동과 습기에 따라 성능이 저하되는 커넥터는 가용성을 조용히 저하시키게 됩니다. 특히 연안 및 해양 프로젝트에서는 처음부터 내구성을 설계 입력으로 처리해야 하는 이유입니다. 이 가이드해양 환경에서의 슬립 링 신뢰성해당 사이트에 대한 유용한 참고 자료입니다.

풍력-등급 접점 시스템이 다르게 구축된 이유

접촉 시스템은 대부분의 엔지니어링이 이루어지는 곳입니다. 대용량 전력 채널은 전류를 확산시키고 열을 제한하는 크기의 복합 또는 흑연 블록 접점을 사용하는 경우가 많은 반면, 신호 채널은 많은 병렬 필라멘트가 중복성과 매우 낮은 전기 잡음을 제공하는 귀중한-금속 섬유 브러시를 선호합니다. 진동에서는 차이가 중요합니다. 구조가 흔들리면 단일 접점이 순간적으로 들어올려질 수 있으며 심지어 마이크로초의 중단만으로도 인코더 수나 버스 프레임이 손상될 수 있습니다. 여러 개의 가벼운 부하 접점이 단일 뻣뻣한 접점보다 이러한 방해를 훨씬 더 잘 통과합니다. 또한 재료 페어링은 마모율, 생성된 이물질의 양, 접촉 저항의 장기적인-안정성을 설정하므로 하나의-크기-모든 것에-적합한 선택은 거의 없습니다. 이 비교금 대 흑연 접점각각이 속한 위치를 설명합니다. 공급업체에 대한 실질적인 질문은 접촉 시스템이 풍력용으로 개발되었는지 아니면 단순히 일반 카탈로그에서 가져온 것인지입니다.

회전 시 신호를 깨끗하게 유지

피치 피드백은 중단을 거의 허용하지 않습니다. 위치 데이터가 손실되거나 잘못된 프레임을 확인하는 컨트롤러는 오류를 표시하고 터빈을 오프라인 상태로 만들 수 있으므로 불안정한 신호 채널의 비용은 명백한 전기 오류가 아닌 가동 중지 시간으로 나타납니다. 모범 사례는 전원 및 신호 회로를 물리적 및 전기적으로 분리하고, 데이터가 보증하는 곳에 차폐를 추가하고, 접지 및 링 주위에 채널이 배열되는 순서에 주의를 기울이는 것입니다. 구하는안정적인 신호 전송회전 조인트를 가로지르는 것은 접촉 재료 자체만큼이나 레이아웃과 격리에 관한 것입니다.

열: 숨어 있는 실패 모드

전원 채널은 천천히 그리고 조용히 실패합니다. 접점의 저항은 에너지를 열로 소산합니다. 열은 산화를 촉진합니다. 산화는 저항을 더욱 증가시킵니다. 접점 성능이 저하되고 마모가 심해질 때까지 사이클은 자체적으로 발전합니다. 이 중 어느 것도 조기에 경보를 울리지 않으므로 위험합니다. 방어는 처음부터 링이 정격 부하에서 시원하게 작동할 수 있을 만큼 충분한 접촉 면적과 충분히 낮은 전류 밀도와 뜨거운 나셀을 위한 여유를 갖도록 설계된 열 헤드룸입니다. 동일한 추론으로 입증된 방법을 도출합니다.온도 상승 제어현재-슬립링을 운반 중입니다. 제조업체가 효율성에 대해 이야기할 때 유용한 후속 조치는{2}}실제 전류에서 안정적인-상태 온도를 의미하는 것입니다. 이것이 서비스 수명을 결정하기 때문입니다.

등반을 위한 디자인

터빈의 경우 지배적인 유지 관리 비용이 사용자의 손에 있는 부품이 아닌 허브에 도달하기 때문에 서비스 가능성에 주목할 가치가 있습니다. 이는 좋은 디자인의 모습을 변화시킵니다. 개별적으로 검사하고 교체할 수 있는 브러시를 사용하면 직원이 완벽하게 양호한 블록 전체를 교체하는 대신 마모된 접점 하나를 해결할 수 있습니다. 밀봉된 긴-간격 또는 유지 관리-가 필요 없는 디자인은 우선 방문 횟수를 줄입니다. 그리고 연락처에 대한 명확한 액세스를 통해 고소에서 발생하는 모든 작업을 단축할 수 있습니다. 전형적인 이해마모 원인 및 경고 신호운영자가 고정된 달력이 아닌 실제 조건에 맞춰 서비스를 계획하는 데 도움이 됩니다.

특정 터빈에 설계 일치

결합된 요구 사항은 - 혼합 전력 및 데이터, 좁고 진동하는 공간, 까다로운 기후 및 긴 서비스 수명을 요구하며 - 기성품 카탈로그 링과 거의 일치하지 않습니다.-- 특정 허브에 맞춰진 설계는 실제 드라이브에 맞게 출력 채널의 크기를 조정하고, 채널 유형별로 접점 재료를 선택하고, 사용 가능한 보어와 마운팅을 맞추고, 현장에 적절한 보호 기능을 추가하는 동시에 터빈에 필요하지 않은 기능을 생략할 수 있습니다. 피치 및 기타 중요한 회로의 경우맞춤형 슬립 링일반적으로 일반 부품을 적용하는 것에 비해 중요한 부분에서는 더 많은 마진을 제공하고 그렇지 않은 경우에는 낭비를 줄입니다.

공급업체에 전달할 내용

올바른 디자인은 완전한 정보에서 시작됩니다. 견적을 요청하기 전에 각 전력 채널의 전압과 전류, 신호 회로의 수와 유형, 해당 프로토콜, 회전 프로필과 듀티 사이클, 보어 크기와 장착 제약 조건, 현장의 온도, 습도, 오염 조건과 함께 목표 IP 등급을 수집하세요. 정격 전류에서 - 온도 상승, 수명 동안의 접촉 저항 안정성, 유전체 및 절연 결과, 진동 및 환경 테스트에 대한 신뢰성 주장을 뒷받침하는 테스트 증거가 무엇인지 묻는 것도 공정합니다. 터빈 설계 수명과 보호 시스템 내 피치의 역할은 다음과 같이 구성됩니다.IEC 61400 풍력 터빈 표준 시리즈, 신뢰할 수 있는 공급업체는 테스트를 인정된 방법과 연관시킬 수 있어야 합니다. 공급업체를 서로 비교하는 구조화된 방법을 위해 다음과 같은 사항이 적용됩니다.슬립 링 제조업체를 평가하는 단계실용적인 가이드입니다.

하나로 모으기

피치 슬립 링은 안전에 중요한 루프 내부에 있고, 두 개의 상충되는 전기 작업을 동시에 처리하고, 접근하기 불편하면서도 기계의 가장 어려운 환경 중 하나에서 작업을 수행하기 때문에 면밀한 조사가 필요합니다. 이를 잘 지정한다는 것은 가격이나 크기가 아닌 피치 시스템의 실제 요구 사항 - 부하, 신호, 진동, 기후 및 높이 서비스 비용 -에서 시작하는 것을 의미합니다. 운영 및 유지 관리는 미국과 같은 기관이 평생 풍력 비용의 큰 부분을 차지합니다.국립재생에너지연구소문서화되었으므로 애플리케이션을 중심으로 설계된 커넥터가 노력을 보상합니다. 전체 작동 조건을 설계할 수 있는 제조업체와 공유하고, 결정하기 전에 위의 각 요구 사항이 어떻게 해결되는지 문의하십시오.