Introduction
Dans le domaine de l'équipement de production d'électricité, les alternateurs tournants - champs-type sont largement utilisés dans les stations hydroélectriques,éolienneet les secteurs industriels en raison de leur efficacité de production élevée. Cependant, leur opération bénéficie en fait d'un composant interne - Connecteur à anneau de glissement. Dans cet article, nous approfondirons les fonctions, les principes de travail et les détails des anneaux de glissement dans l'alternateur.
Qu'est-ce qu'un alternateur tournant - champ - type?
Un alternateur tournant - champ - type diffère des alternateurs traditionnels tournants - armature. Sa caractéristique centrale est que le système de champ magnétique (rotor) tourne tandis que l'enroulement de l'armature (stator) reste stationnaire. Cette conception évite des problèmes tels que l'usure du fil et le risque d'étincelles causées par la rotation à forte vitesse de l'enroulement de l'armature dans les alternateurs traditionnels. Par conséquent, ils sont bien adaptés à une utilisation dans des systèmes de production d'énergie élevée et élevée et élevée.
Principe de travail des anneaux de glissement dans l'alternateur
Dans le générateur d'anneau de glissement, des anneaux de glissement sont installés sur l'arbre du rotor de l'alternateur et sont connectés à l'enroulement d'excitation du rotor. Leur fonction centrale consiste à fournir un courant d'excitation direct (courant CC) vers le rotor rotatif, permettant au rotor de générer un champ magnétique stable.
(1) Entrée actuelle d'excitation:L'appareil est connecté à une source d'alimentation CC externe et son rotor tourne en continu. Les anneaux conducteurs dans les anneaux de glissement entrent en contact avec les brosses en carbone, transférant le courant vers l'enroulement du rotor.
(2) Génération de champs magnétiques:Une fois l'enroulement du rotor sous tension, un champ magnétique fort est formé, qui tourne avec le rotor et coupe l'enroulement du stator.
(3) Génération d'énergie par induction électromagnétique:Un courant alternatif est induit dans l'enroulement du stator de l'alternateur et est directement sorti de la réseau électrique.
Avantages des anneaux de glissement dans cet alternateur
1. Alimentation continue
Les anneaux de glissement garantissent que la puissance CC s'écoule sans interruption vers l'enroulement de champ magnétique tournant. Sinon, toute interruption de l'alimentation de l'alimentation de l'enroulement du champ magnétique pourrait entraîner une baisse soudaine ou même une perte de la force du champ magnétique. Cela pourrait perturber l'alimentation électrique des grandes centrales électriques aux ménages urbains et aux installations publiques.
2. Moins d'entretien
Par rapport aux alternateurs traditionnels tournants - armature, le cycle de remplacement des anneaux de glissement et des brosses en carbone peut atteindre plusieurs années. De plus, comme les anneaux de glissement ne portent qu'un petit courant d'excitation de puissance (1% - 5% de la puissance nominale du rotor), les étincelles électriques et l'usure à leurs points de contact internes sont considérablement réduits.
3. Conception simplifiée
Les anneaux de glissement facilitent la structure globale de l'alternateur. En gardant l'armature stationnaire, les connexions électriques de la charge externe de l'alternateur sont plus faciles à gérer, éliminant la nécessité de traiter des circuits complexes du côté de la sortie.
Exigences pour les anneaux de glissement dans cet alternateur
Conductivité
Selon les normes de génie électrique (IEEE), les anneaux de glissement doivent avoir une conductivité électrique élevée. Prenez l'anneau conducteur comme exemple. La conductivité électrique du cuivre est d'environ 5,96 × 10⁷ s / m à 20 degrés. Le cuivre plaqué en argent peut encore améliorer la conductivité, avec de l'argent ayant une conductivité électrique d'environ 6,30 × 10⁷ s / m. Une conductivité élevée permet de transmettre plus précisément la puissance DC des pinceaux à l'enroulement d'excitation.
Se résistance à l'usure
En raison de la friction entre les pinceaux et les anneaux de glissement, les anneaux de glissement sont soumis à une usure mécanique continue. Dans les alternateurs, les matériaux résistants à l'usure sont souvent utilisés pour les anneaux de glissement pour prolonger leur durée de vie, tels que les alliages de cuivre durcis ou les revêtements spéciaux.
Isolation
L'isolation entre les anneaux de glissement et l'arbre, ainsi qu'entre les anneaux de glissement individuels, doivent répondre aux exigences de résistance diélectrique spécifiques. L'isolation doit résister à la tension sans panne, en particulier dans les alternateurs à haute tension. La résine époxy ou le mica est souvent utilisée comme matériau d'isolation pour les anneaux de glissement en raison de leur résistance diélectrique élevée et de leur stabilité thermique.
Extension de transmission du signal
Les alternateurs modernes intègrent souvent la transmission du signal du capteur (telles que la température et la surveillance de la vitesse) grâce à des anneaux de glissement, ce qui nécessite que les anneaux de glissement prennent en charge la communication multi-canaux et à faible bruit. Par conséquent, nous préférons les anneaux de glissement conçus avec plus de canaux de transmission de signal.
FAQ
Q: Les dommages des anneaux de glissement provoqueront-ils l'arrêt de l'alternateur?
R: Oui. Si les anneaux de glissement ont un mauvais contact, le courant d'excitation du rotor sera interrompu, le champ magnétique disparaîtra et l'alternateur ne sera pas en mesure de sortir la tension.
Q: Y a-t-il une technologie pour remplacer les anneaux de glissement?
R: Oui, les systèmes d'excitation sans balais peuvent remplacer les anneaux de glissement à travers des redresseurs rotatifs. Cependant, leur coût est relativement élevé, et ils sont principalement utilisés dans l'aviation ou les scénarios industriels haut de gamme.
Q: Les anneaux de glissement nécessitent-ils un entretien régulier?
R: Oui. Habituellement, nous vérifions l'usure des brosses en carbone tous les six mois et nettoyons la couche d'oxyde à la surface des anneaux de glissement. D'une manière générale, si elle est correctement entretenue, les anneaux de glissement peuvent être utilisés pendant longtemps.
Q: Les anneaux de glissement peuvent-ils fonctionner sans pinceaux?
R: Dans les alternateurs traditionnels de type renouvelable - champs, des pinceaux sont nécessaires pour contacter les anneaux de glissement et la puissance de transfert. Cependant, il existe également des conceptions avancées qui utilisent des systèmes sans balais, mais ils fonctionnent sur différents principes.
Conclusion
Les anneaux de glissement garantissent la stabilité du champ magnétique du rotor dans les alternateurs tournants - champs - types via un mécanisme de transmission de courant dynamique - statique. Ils simplifient la conception de l'alternateur, fournissent une alimentation continue et maintiennent la fiabilité.
Malgré la montée en puissance de la technologie sans balais, les anneaux de glissement seront toujours les composants centraux des alternateurs de taille moyenne et de grande taille. Et ce que nous devons faire, c'est de bien comprendre la conception des anneaux de glissement. Si vous y intéressez, veuillez laisser un commentaire ouCliquez icipour discuter avec nous.