مقدمة
في مجال معدات توليد الطاقة ، تستخدم المولدات ذات النوعية الدوارة على نطاق واسع في محطات الطاقة الكهرومائية ،توربينات الرياحوالقطاعات الصناعية بسبب كفاءة توليد الطاقة العالية. ومع ذلك ، فإن تشغيلها تستفيد بالفعل من مكون داخلي - موصل حلقة الانزلاق. في هذه المقالة ، سنتعمق في الوظائف ومبادئ العمل وتفاصيل حلقات الانزلاق في المولد.
ما هو المولد المتجول - الحقل - نوع؟
يختلف المولد المتجول - المولد من النوع عن التبديل التقليدي - المولد. ميزةها الأساسية هي أن نظام المجال المغناطيسي (الدوار) يدور في حين أن لف هيئة التسليح (الجزء الثابت) لا يزال ثابتًا. يتجنب هذا التصميم مشاكل مثل تآكل الأسلاك وخطر الشرر الناجم عن دوران السرعة العالي للسرعة في متعرج في المولدات التقليدية. لذلك ، فهي مناسبة بشكل جيد للاستخدام في أنظمة توليد الطاقة عالية الجهد عالية - عالية الجهد.
مبدأ العمل من حلقات الانزلاق في المولد
في مولد حلقة الانزلاق ، يتم تثبيت حلقات الانزلاق على عمود الدوار للمولد ويتم توصيلها بعلادة الإثارة الدوار. تتمثل وظيفتها الأساسية في توفير تيار الإثارة المباشر (DC) للدوار الدوار ، مما يتيح الدوار لإنشاء مجال مغناطيسي مستقر.
(1) الإثارة المدخلات الحالية:يتم توصيل الجهاز بمصدر طاقة DC خارجي ، ويتم تدوير دواره بشكل مستمر. تتلامس الحلقات الموصلة في حلقات الانزلاق مع فرش الكربون ، وتنقل التيار إلى لف الدوار.
(2) توليد المجال المغناطيسي:بعد تنشيط لف الدوار ، يتشكل مجال مغناطيسي قوي ، والذي يدور مع الدوار ويتقطب عبر اللف.
(3) توليد الطاقة من خلال الحث الكهرومغناطيسي:يتم إحداث تيار بالتناوب في لف الجزء الثابت للمولد ويتم إخراجه مباشرة إلى شبكة الطاقة.
مزايا حلقات الانزلاق في هذا المولد
1. إمدادات الطاقة المستمرة
تضمن حلقات الانزلاق أن تتدفق طاقة التيار المستمر دون انقطاع إلى اللف في المجال المغناطيسي المتجول. خلاف ذلك ، يمكن أن يؤدي أي انقطاع في مصدر الطاقة إلى لف الحقل المغناطيسي إلى انخفاض مفاجئ أو حتى فقدان قوة المجال المغناطيسي. هذا يمكن أن يعطل إمدادات الطاقة من محطات الطاقة الكبيرة إلى الأسر الحضرية والمرافق العامة.
2. أقل صيانة
بالمقارنة مع المولدات التقليدية - التسليح ، يمكن أن تصل دورة استبدال حلقات الانزلاق وفرش الكربون إلى عدة سنوات. علاوة على ذلك ، نظرًا لأن حلقات الانزلاق تحمل فقط تيارًا صغيرًا لإثارة الطاقة (1 ٪ - 5 ٪ من الطاقة المقدرة للدوار) ، يتم تقليل الشرر الكهربائي وارتداءها في نقاط التلامس الداخلية بشكل كبير.
3. تصميم مبسط
حلقات الانزلاق تجعل الهيكل العام للمولد أكثر بساطة. من خلال الحفاظ على التسليح الثابت ، من السهل إدارة الاتصالات الكهربائية للحمل الخارجي للمولد ، مما يلغي الحاجة إلى التعامل مع الدوائر المعقدة على جانب الإخراج.
متطلبات حلقات الانزلاق في هذا المولد
الموصلية
وفقًا لمعايير الهندسة الكهربائية (IEEE) ، يجب أن يكون لحلقات الانزلاق الموصلية الكهربائية العالية. خذ الحلقة الموصلة كمثال. الموصلية الكهربائية للنحاس حوالي 5.96 × 10⁷ s/m في 20 درجة. يمكن أن يعزز النحاس المطلي بالفضة الموصلية ، مع وجود توصيل كهربائي يبلغ حوالي 6.30 × 10⁷ s/m. تتيح الموصلية العالية أن تنقل طاقة التيار المستمر بشكل أكثر دقة من الفرش إلى متعرج الإثارة.
ارتداء المقاومة
بسبب الاحتكاك بين الفرش وحلقات الانزلاق ، تخضع حلقات الانزلاق لارتداء ميكانيكي مستمر. في المولدات ، غالبًا ما يتم استخدام المواد المقاومة للحلقات المنزلق لتمديد عمر خدمتها ، مثل سبائك النحاس المتصلب أو الطلاء الخاص.
العزل
يجب أن تلبي العزل بين حلقات الانزلاق والعمود ، وكذلك بين حلقات الانزلاق الفردية ، متطلبات قوة عازلة محددة. يحتاج العزل إلى تحمل الجهد دون انهيار ، خاصة في المولدات عالية الجهد. غالبًا ما يتم استخدام راتنج الايبوكسي أو الميكا كمواد عزل للحلقات الانزلاق بسبب قوتها العازلة العالية والاستقرار الحراري.
توسيع انتقال الإشارة
غالبًا ما تقوم المولدات الحديثة بدمج انتقال إشارة المستشعر (مثل مراقبة درجة الحرارة والسرعة) من خلال حلقات الانزلاق ، والتي تتطلب حلقات الانزلاق لدعم الاتصالات متعددة القنوات ، منخفضة الضوضاء. لذلك ، نفضل حلقات الانزلاق المصممة مع المزيد من قنوات نقل الإشارة.
التعليمات
س: هل سيؤدي الأضرار التي لحقت حلقات الانزلاق إلى إغلاق المولد؟
ج: نعم. إذا كانت حلقات الانزلاق تحتوي على اتصال ضعيف ، فسيتم مقاطعة تيار الإثارة الدوار ، وسيختفي المجال المغناطيسي ، وسيكون المولد غير قادر على إخراج الجهد.
س: هل هناك أي تقنية لاستبدال حلقات الانزلاق؟
ج: نعم ، يمكن أن تحل أنظمة الإثارة بدون فرش محل حلقات الانزلاق من خلال المقومات الدوارة. ومع ذلك ، فإن تكلفتها مرتفعة نسبيًا ، وتستخدم في الغالب في السيناريوهات الصناعية المرتفعة الطيران أو النهائية.
س: هل تتطلب حلقات الانزلاق صيانة منتظمة؟
ج: نعم. عادةً ما نتحقق من تآكل فرش الكربون كل ستة أشهر وننظف طبقة الأكسيد على سطح حلقات الانزلاق. بشكل عام ، إذا تم الحفاظ عليها بشكل صحيح ، يمكن استخدام حلقات الانزلاق لفترة طويلة.
س: هل يمكن أن تعمل حلقات الانزلاق بدون فرش؟
ج: في الدوار التقليدي - الحقل - النوع المولد ، والفرش ضرورية للاتصال بحلقات الانزلاق وطاقة النقل. ومع ذلك ، هناك أيضًا بعض التصميمات المتقدمة التي تستخدم أنظمة بدون فرش ، لكنها تعمل على مبادئ مختلفة.
خاتمة
تضمن حلقات الانزلاق استقرار المجال المغناطيسي للدوار في المولدات ذات الحقل الدوار من خلال آلية نقل تيار ثابتة. أنها تبسط تصميم المولد ، وتوفير إمدادات الطاقة المستمرة ، والحفاظ على الموثوقية.
على الرغم من صعود التكنولوجيا بدون فرش ، ستظل حلقات الانزلاق هي المكونات الأساسية للمولدات المتوسطة الحجم والكبيرة. وما يتعين علينا القيام به هو فهم تصميم حلقات الانزلاق بدقة. إذا كنت مهتمًا بهذا ، فيرجى ترك تعليق أوانقر هناللمناقشة معنا.