Introduction
Comme nous l'avons dit dans le dernier article "Bagues collectrices dans les nouvelles énergies : applications, avantages et tendances futures", Les anneaux de glissement sont utilisés dans un nouveau champ d'énergie. Cela comprend les centrales hydroélectriques sur les rivières, les panneaux solaires photovoltaïques, les nouveaux véhicules énergétiques, etc.
Parmi eux, l’utilisation des éoliennes est particulièrement courante. Lorsque ses pales tournent pour collecter l’énergie cinétique du vent, les bagues collectrices des éoliennes convertissent cette énergie en énergie électrique utilisable et la transmettent au réseau électrique. Sans eux, les composants mécaniques complexes à l’intérieur de la turbine ne pourront pas fonctionner de manière stable. Aujourd'hui, découvrons l'application spécifique des bagues collectrices dans les éoliennes !
Comment les anneaux de glissement fonctionnent-ils sur les éoliennes?
(1). Principe de travail des anneaux de glissement
Pendant le fonctionnement des éoliennes, les pales, nacelles et autres pièces sont dans un état de rotation continue, tandis que de nombreux systèmes électriques et systèmes de contrôle qui y sont connectés sont fixes.
Les bagues collectrices sont principalement composées de stators et de rotors, respectivement avec des balais et des anneaux conducteurs. Ils sont reliés à la structure fixe de la turbine (lieu de fixation de la tour ou de la nacelle) et à la partie tournante (arbre du rotor du générateur). Grâce au contact continu entre les balais et les bagues conductrices, les bagues collectrices transmettent de la puissance, des signaux et des données. Enfin, ils transmettent l'énergie au convertisseur et à d'autres équipements situés au bas de la tour pour un traitement ultérieur et une connexion au réseau.
(2). Différents signaux qu'ils transmettent
Générateur
● Signal de vitesse :La vitesse des grandes éoliennes modernes peut être aussi faible que le RPM 5-10 à des vitesses de vent basses et autour de 15-20 RPM près des vitesses de vent notées. Lorsque la vitesse du vent augmente et que la vitesse du générateur augmente trop rapidement, le système de commande ajuste l'angle de tangage de la lame et le couple électromagnétique du générateur en fonction du signal de vitesse transmis par l'anneau de glissement du générateur éolien, de sorte que sa zone au vent est réduite, ainsi réduire la vitesse.
● Signal de température:Pendant le fonctionnement du générateur, la plage de température de fonctionnement normale se situe généralement entre 60-120 degrés. Cependant, lorsque le courant traverse le bobinage, de la chaleur est générée, provoquant une augmentation progressive de la température interne du moteur. La bague collectrice peut transmettre le signal de température collecté par le capteur de température à l'intérieur du générateur. Une fois que le système de contrôle reçoit le signal de température élevée, il démarre le système de refroidissement, augmente la vitesse du ventilateur de refroidissement ou ajuste le débit du fluide de refroidissement.
Système à pas variable
● Signal de position de l'angle de tangage:La fonction principale du système de hauteur variable est d'ajuster l'angle de tangage de la lame pour s'adapter à différentes vitesses de vent. Dans ce processus, l'anneau de glissement transmet le signal de position d'angle de tangage de la lame et maintient une précision d'environ ± 0. 1 degré. Le système de contrôle détermine l'état d'angle de courant de la lame en fonction du signal de position d'angle de tangage transmis par l'anneau de glissement, puis émet des instructions pour conduire le moteur de tangage à régler.
● Signal de commande du moteur de pas :Le moteur de tangage reçoit le signal de commande du système de commande pour générer l'action de tangage de la lame. Ces signaux de contrôle sont transmis à travers l'anneau de glissement, et leur fréquence de signal est généralement entre 500-1500 Hz. Le signal de commande comprend le signal de démarrage et d'arrêt du moteur, le signal de réglage de la vitesse, etc.
Système de lacet
● Signal de direction du vent :La tâche du système de lacet est d'aligner la nacelle de l'éolienne avec la direction du vent et de capter autant d'énergie éolienne que possible. Le capteur de direction du vent est installé sur le dessus de la nacelle et le signal de direction du vent mesuré est transmis au système de contrôle via la bague collectrice avec une précision de ± 5 degrés. Le système de contrôle calcule l'angle de déviation entre la nacelle et la direction du vent en fonction du signal de direction du vent transmis par la bague collectrice, puis entraîne le moteur de lacet pour ajuster la direction de la nacelle.
● Signal de commande du moteur de lacet :Le fonctionnement du moteur de lacet dépend également du signal de commande transmis par la bague collectrice. Son signal de commande comprend des informations telles que le démarrage, l'arrêt, la direction et le contrôle de la vitesse. Lorsque la direction du vent change, le système de contrôle envoie un signal de commande à travers la bague collectrice, ce qui amène le moteur à entraîner la nacelle dans une direction et une vitesse plus appropriées.
Tests environnementaux sur la bague de glissement d'éoliennes
(1). Défis environnementaux communs
Facteurs climatiques
● Température :Les éoliennes fonctionnent souvent dans des environnements extérieurs et subissent des changements de température de jour comme de nuit et selon les saisons. Par temps froid, les matériaux des différents composants de la bague collectrice peuvent rétrécir, provoquant une modification de la pression de contact entre la brosse et la bague conductrice. L'augmentation de la température va accélérer le vieillissement des matériaux des bagues collectrices, notamment des matériaux isolants.
● Humidité et précipitations :Lorsque l'humidité atteint la saturation ou même que de la condensation se produit, l'eau forme un chemin conducteur à la surface de la bague collectrice. Dans les parcs éoliens en mer ou en zone côtière, l'air contient beaucoup de sel, qui adhère au collecteur avec la pluie ou le brouillard, accélérant la corrosion des pièces métalliques (boîtier, anneau conducteur, etc.).
● poussière et particules:Ces minuscules particules entreront dans la bague collectrice et useront continuellement la surface de la brosse et de l'anneau conducteur comme du papier de verre. Cela augmentera la résistance de contact et générera des étincelles électriques, ce qui affectera non seulement la transmission mais provoquera également une surchauffe locale.
Facteurs mécaniques
● Vibrations et impacts :Lorsque les pales de la turbine rencontrent des vents forts, l’amplitude des vibrations augmente. Cette vibration va être transmise à la bague collectrice, provoquant un déplacement relatif et un mauvais contact intermittent entre le balai et la bague conductrice.
● Changement de vitesse de rotation:La bague collectrice doit fonctionner de manière stable à différentes vitesses, par exemple de 100 à 5 000 tours par minute. À grande vitesse, la friction entre la brosse et l’anneau conducteur va augmenter. La force centrifuge peut également entraîner une usure accrue de la brosse de la bague collectrice et une déformation de la bague conductrice.
Facteurs électromagnétiques
● Interférence électromagnétique:Il y a un grand nombre d’équipements et de lignes électriques à l’intérieur de l’éolienne, tels que des générateurs, des onduleurs, etc. Ces appareils généreront des champs électromagnétiques pendant leur fonctionnement. Ils modifieront la fréquence et l’amplitude du signal, ce qui amènera le système de contrôle à recevoir de mauvaises informations et à guider de mauvaises instructions.
(2). Comment pouvons-nous les éviter?
● Sélection des matériaux :Pour les balais de la bague collectrice, on utilise des métaux précieux, des alliages, etc. Le matériau de l'anneau conducteur peut être plaqué de cuivre (or, argent). Pour les matériaux de coque et d'isolation, l'acier inoxydable, l'alliage d'aluminium, le PTFE, le POM, etc. sont des choix courants. Ces matériaux ont une conductivité, une stabilité chimique et une isolation élevées, ce qui peut améliorer l'efficacité de la transmission lorsqu'ils sont utilisés.
● Structure globale d'étanchéité :Nous pouvons installer des anneaux Fluororubber entre la coque extérieure et l'arbre de l'anneau de glissement, à l'interface et à l'espace. Dans le même temps, le canal interne de l'anneau de glissement est très fermé par la structure d'étanchéité du labyrinthe. Cela peut empêcher la poussière, l'humidité, etc. d'entrer dans le canal.
● Renforcer la conception antisismique: Dans la conception structurelle de l'anneau de glissement, les supports d'installation raisonnables et les matériaux absorbant les chocs peuvent tamponner son impact pendant le fonctionnement. Alternativement, les composants à l'intérieur de l'anneau de glissement peuvent être connectés par la fixation des vis et la fixation des instantanés.
● Optimiser les contacts :Le support de brosse élastique peut ajuster automatiquement la pression de la brosse en fonction de la vitesse et de l'environnement de travail de la bague collectrice. De plus, la conception de la surface de contact en arc peut également réduire la résistance de contact, la génération de chaleur et l'usure.
● Conception du dissipateur thermique :Nous pouvons concevoir une structure de dissipateur thermique multicouche de grande surface sur la coque extérieure de la bague collectrice pour améliorer l'efficacité de la dissipation thermique en augmentant la zone de dissipation thermique. Parce qu'ils peuvent rapidement dissiper la chaleur générée pendant le processus de travail dans l'air ambiant.
● Canal de dissipation thermique :En plus du dissipateur de chaleur, un canal de dissipation de chaleur peut également être conçu à l'intérieur de l'anneau de glissement. Cela utilise une convection naturelle ou une convection forcée pour faire de l'air de refroidissement ou du flux de liquide de refroidissement dans le canal pour enlever la chaleur.
Plage de paramètres d'anneau de glissement d'éoliennes
Différentes turbines ont des exigences très différentes en termes de puissance, de vitesse, d'espace d'installation, etc. Il est difficile pour une bague collectrice de répondre à toutes les normes. Nos bagues collectrices traversantes standard telles que BTH2586 ou BTH3899 conviennent à certaines applications courantes d'éoliennes. Et pour des fonctions spécifiques, ByTune peut proposer des options personnalisées pour les bagues collectrices en fonction des exigences de votre système d'éolienne. Ceux-ci incluent :
• Taille : diamètre extérieur/longueur/avec ou sans trou intérieur (avec trou intérieur pour une installation facile à travers l'arbre)
• Avec ou sans boîtier (le boîtier protège les composants internes/sans boîtier pour faciliter la dissipation de la chaleur)
• Nombre de canaux
• puissance ou taille du signal de chaque canal
• Interface de montage (bride standard/bride spéciale, etc.)
• Calibre et longueur du fil (22AWG/300 mm ou spécifié)
• Environnement de travail: température (généralement à partir de -40 degré à +80 degré) / Speed (généralement 500rpm / IP Niveau (s'il s'agit d'un modèle fermé, IP 54- IP68)
FAQ
Q : Quelle est l’efficacité de la transmission de puissance de vos bagues collectrices à la puissance nominale ? Est-ce garanti ?
R : Nos bagues collectrices peuvent atteindre une efficacité de transmission de puissance supérieure à 95-98 % à la puissance nominale. Ils ont passé des certifications de qualité internationales telles que CE, UL, FCC, ISO, SGS, etc. De plus, nous disposons d'équipements et de laboratoires de test professionnels, et des rapports détaillés sur les données de test des produits peuvent être joints à la commande.
Q: Pour la transmission du signal, quelle est la précision de transmission de vos anneaux de glissement?
R : Pour diverses transmissions de signaux, la précision de notre transmission par bague collectrice peut atteindre ±0,01 %, en particulier dans les environnements électromagnétiques complexes. Nous utilisons également des matériaux de blindage de haute qualité et une conception optimisée des lignes de transmission des signaux pour réduire l'impact des interférences électromagnétiques sur les signaux.
Q : L'isolation de la bague collectrice est-elle conforme aux normes de sécurité électrique de l'industrie en vigueur ?
R: Vous pouvez être assuré que le pic de tension maximal que nos anneaux de glissement peuvent résister est de 10 kV, ce qui est entièrement conforme aux normes de sécurité électrique de l'industrie telles que la CEI. Nous contrôlons la qualité des matériaux d'isolation à chaque étape du processus de production.
Q: Les anneaux de glissement avec des protocoles de transmission de signal spécifiques peuvent-ils être personnalisés en fonction de nos exigences du système de contrôle?
R : Oui. Nous personnalisons les bagues collectrices avec des protocoles de transmission de signal spécifiques (tels que le protocole de bus CAN) et des plages de fréquences (telles que 1 - 10 kHz) en fonction des exigences de votre système de contrôle. Notre équipe technique professionnelle est en mesure de développer un module de transmission de signal adaptatif et de l'intégrer dans la conception de la bague collectrice. Le cycle de personnalisation dure généralement 4 - 6 semaines, au cours desquelles des discussions sur les solutions techniques et des révisions de conception seront proposées.
Q : Quelle est la durée de vie prévue de la bague collectrice ?
R: Nos anneaux de glissement devraient avoir une durée de vie jusqu'à 10-15}. Dans des conditions d'utilisation normales, le temps moyen entre les échecs (MTBF) peut atteindre 50, 000. Ceci est basé sur notre strict de dépistage des matières premières, de processus de production et de système d'inspection de qualité.
Q: Quel est votre processus de production de slip et le processus de contrôle de la qualité?
R: Nous utilisons des processus de production automatisés avancés et avons des normes de processus strictes et des spécifications de fonctionnement du traitement des composants à l'assemblage. Par exemple, nous effectuons des inspections d'usine strictes sur chaque lot de matières premières, y compris l'analyse de la composition des matériaux et les tests de performances physiques. Les produits finis doivent également passer les performances électriques, l'adaptabilité environnementale, la fiabilité et d'autres tests.
Q: Quel est le cycle de livraison de commande actuel? Et si nous avons des besoins urgents?
R : Normalement, le cycle de livraison des commandes pour les bagues collectrices standard est de 2 semaines, et pour les bagues collectrices personnalisées, il est de 4-6 semaines. Si vous avez des besoins urgents, nous organiserons une production accélérée en fonction de la quantité commandée et de l'urgence.
Q: Quelle est votre capacité de production? Peut-il répondre à nos futurs besoins d'approvisionnement à grande échelle?
R: Nous avons une usine de pied carrée de 80, {1}}, et la capacité de production annuelle est 80-10 million. Avec l'ajustement des plans de production et l'expansion de l'équipement, nous sommes convaincus que nous pouvons répondre à vos besoins d'approvisionnement à grande échelle.
Q: Fournissez-vous des services d'orientation et de mise en service d'installation?
R: Oui. Nous fournissons des services après-vente complets, y compris les services de conseils et de mise en service d'installation en ligne gratuits. Pendant la période de garantie, nous visiterons régulièrement les clients pour comprendre l'utilisation des anneaux de glissement et fournir une formation en maintenance gratuite. La période de garantie est de 2 ans. Au cours de la période de garantie, nous réparons ou remplacerons gratuitement toute défaillance causée par les facteurs non humains.
Conclusion
Nous pensons que grâce à l'article d'aujourd'hui, vous en avez appris davantage sur les bagues collectrices des éoliennes. Par exemple, vous savez qu'ils sont responsables des connexions électriques lors de la rotation continue de la turbine et transmettent les signaux entre le générateur, le système à pas variable et le système de lacet.
Et pendant l'utilisation, ces anneaux de glissement sont également soumis à divers environnements d'humidité, de poussière et de vibration. Mais nous pouvons résoudre ces problèmes à travers des structures d'étanchéité, des matériaux métalliques précieux et des conceptions de bagues de glissement personnalisées. Si vous souhaitez personnaliser les anneaux de glissement pour votre éolienne, veuillez cliquer "ici", et des informations plus utiles peuvent être acquises.