
滑環(huán)在風機中的作用
PAN-LINK風電滑環(huán)就是這樣一種產品。盡管在總成本和風機設計中只是微不足道的一小部分,但滑環(huán)對運行起著關鍵作用。滑環(huán)安裝在風機機艙罩中,通常用于提供變槳功率和控制所需的電氣信號和能量。滑環(huán)通過一個旋轉的接口輸送電功率和信號。
接觸式滑環(huán)的工作原理:滑動觸點通過滑環(huán)總成里的旋轉接口傳輸電氣信號和能量。電刷(或接觸電刷)在旋轉的滑環(huán)上滑動,并在其旋轉過程中保持不間斷接觸。這就是說,為確保正確無誤的電氣信號傳輸,靜止的的電刷和旋轉的滑環(huán)之間需要有“金屬間的接觸”。
PAN-LINK滑環(huán)能夠為風機業(yè)主提供至少8000萬轉(測試實驗數(shù)據(jù))而無需維護,這意味著在風機20年的工作壽命中技術人員可能僅需拆換滑環(huán)兩、三次。但并不是所有的滑環(huán)都能達到這個要求。實際上,要了解滑環(huán)總成的設計和結構才能評估它們的維護需求。
市場分類
市場上約有百分之十的風機滑環(huán)是纖維刷滑環(huán),這種滑環(huán)只需要很少量的維護。另外(約30%)滑環(huán)是由復合金屬碳刷制成,一般是金屬(含銀、銅)和石墨燒結而成的導電塊。即使這種復合金屬刷滑環(huán)如其制造商所聲稱的具備高達7500萬轉次的工作壽命,它們也需要頻繁的維護。另外60%的風機滑環(huán)采用單線貴金屬電刷(通常由黃金、銀等貴金屬制成)。雖然單線貴金屬電刷的電氣性能和穩(wěn)定性比合金屬碳刷接觸技術高很多,但相比較PAN-LINK的纖維刷滑環(huán)來說維護頻率仍然高很多。
原因在于:復合金屬碳刷材質較為疏松,又由彈簧壓緊于導電環(huán)表面,由此相同工作時間內碳刷磨損最嚴重,大量粉末滯留在環(huán)道之間,電氣性能曲線最不穩(wěn)定,通常只有通過工作人員對滑環(huán)內部清理和潤滑才能維持滑環(huán)性能的穩(wěn)定。
1)運行中產生的磨屑有導電性、研磨性、呈粉末狀,需定期清理;
2)這種電刷材料對濕度十分敏感,若相對濕度低于15%或高于85%,會造成其磨損不均;
3)
當用于信號級電路時,這些復合電刷會占據(jù)大量空間。
單刷貴金屬電刷滑環(huán)相比復合電刷設計的優(yōu)勢,首先在于磨屑較少,另外則是用于信號電路時容量更高。
但單線金屬電刷系統(tǒng)也存在缺點:
1)單刷相對較小的尺寸導致載流能力有限,同等尺寸無法承受較大電流沖擊;
2)大部分黃金與黃金間的觸點需要潤滑,而始終保持充分的潤滑十分困難。
3)單刷貴金屬電刷相對于纖維刷的接觸面和觸點少很多,在較長時間使用下單獨的觸點有與磨損過度造成電氣噪音明顯增加,從而影響信號的穩(wěn)定傳輸。
PAN-LINK風電滑環(huán)采用國際最先進的纖維刷的設計,將多條金屬纖維絲捆扎成致密的多纖維“刷子”。這些纖維是與單線設計相類似的貴金屬材料,且電刷運行所在的滑環(huán)也為鍍貴金屬,電刷本身含有自潤滑成份且正壓力遠小于單刷貴金屬刷,這樣大大減少了纖維刷與滑環(huán)之間的磨損。
PAN-LINK纖維刷多點接觸滑環(huán)具有以下特點:
PAN-LINK風電滑環(huán)優(yōu)勢:
纖維刷觸點對于風機機艙內環(huán)境的敏感度遠低于其它滑環(huán)觸點技術。保護這些纖維滑環(huán)的整體式框架和防護外殼符合包括IP65(屬于保護設備防水防塵的標準)在內的各種標準。而且由于纖維刷觸點不需要潤滑,它們對低溫和高溫的承受能力都很強。纖維刷的設計已經(jīng)證明其能夠適應低至一55℃和高達+80℃的溫度。而且纖維刷還能夠在0%到100%的相對濕度(RH)下運行。相比之下,金屬碳刷則要求濕度在15%到85%之間才能可靠運行。
許多風電行業(yè)的相關人士知道很多部件存在可靠性問題。而且現(xiàn)在對運行中導致部件故障的原因也有了更深刻的認識。但是滑環(huán)技術 (包括纖維刷滑環(huán)在內)盡管有先進的設計和性能,依然被許多風電場業(yè)主所忽視。
最初,大型風機制造商使用的是能在觸點產生金屬、石墨磨屑的復合電刷。為解決復合觸點產生的金屬粉末和磨屑,制造商轉而采用黃金觸點。纖維刷滑環(huán)在這些設計基礎上做出了改進。但在許多情況下,風電場業(yè)主仍然沿用老式的滑環(huán)更換,甚至需要兩年一換。他們仍然從原廠購買相同的設備。而這種做法又延續(xù)了一個不必要的維護和更換周期。
所以對于擁有、設計、運行和維護風機的人來說,纖維刷技術意味著大大減少了風電場正常運行時間的一個計劃外維護問題。
