حلقة تجميع توربينات الرياح ذات المحور الأفقي

ما هي حلقة تجميع توربينات الرياح ذات المحور الأفقي؟

باعتبارها مكونًا رئيسيًا، تتولى حلقة الانزلاق في توربينات الرياح ذات المحور الأفقي المهمة المتمثلة في نقل الطاقة والإشارات بين الأجزاء الدوارة والأجزاء الثابتة، وتلعب دورًا حيويًا في التشغيل المستقر وتوليد الطاقة بكفاءة لتوربينات الرياح.

الهيكل والمبدأ

يتكون عادةً من حلقة موصلة، وفرش، ومحامل، وغلاف، ويُركّب في مركز دوران الجهاز. تدور الحلقة الموصلة مع الدوّار، بينما تبقى الفرش ثابتة ومتصلة اتصالاً وثيقاً بالحلقة الموصلة. وبالاعتماد على مبادئ الوصلة المرنة أو الوصلة الدوارة، يتم تحقيق نقل مستقر للطاقة الكهربائية والإشارات بين الأجزاء الدوارة والثابتة. على سبيل المثال، في توربينات الرياح ذات المحور الأفقي الكبيرة، عندما تدور الحلقة الموصلة، تُشكّل الفرش نقطة اتصال كهربائية ديناميكية مع سطح الحلقة الموصلة لضمان نقل سلس للطاقة والإشارات.

سمات

موثوقية عالية:بفضل تصميمها الخاص وموادها عالية الجودة، تتكيف هذه التوربينات مع البيئات القاسية وتضمن تشغيلاً مستقراً في ظل ظروف عمل معقدة. فعلى سبيل المثال، في المناطق ذات الرياح القوية والرطوبة العالية، تُحكم حلقات الانزلاق الخاصة بتوربينات الرياح إغلاقاً خاصاً لمنع دخول الغبار وبخار الماء والحفاظ على أداء مستقر.
الإرسال متعدد القنوات:بفضل قنواتها المتعددة، يمكنها نقل أنواع مختلفة من الإشارات والطاقة في آن واحد. كما يمكنها نقل إشارات التحكم وبيانات المراقبة وتزويد المعدات بالطاقة في الوقت نفسه لتلبية الاحتياجات المتنوعة لتوربينات الرياح.
عمر طويل:من خلال تحسين التصميم واختيار مواد مقاومة للتآكل، يتم إطالة عمر الخدمة. على سبيل المثال، تستخدم بعض حلقات الانزلاق في توربينات الرياح معادن ثمينة كمواد موصلة لتقليل التآكل، وتحسين المتانة، وخفض تكاليف الصيانة.

تصنيف حلقات الانزلاق لتوربينات الرياح ذات المحور الأفقي

حلقة تجميع الانزلاق:المسؤول بشكل رئيسي عن نقل الطاقة الكهربائية المولدة بواسطة الأجزاء الدوارة للمولد إلى شبكة الطاقة الثابتة أو المعدات الأخرى، مما يتطلب قدرة عالية على حمل التيار ومقاومة منخفضة لتقليل فقد الطاقة.

حلقة انزلاق الفرشاة:يتكون من فرش وجسم حلقي انزلاقي، ويُستخدم عادةً لنقل إشارات التحكم والطاقة الكهربائية منخفضة الطاقة. تُصنع الفرش من الجرافيت المقاوم للتآكل ومواد أخرى لضمان توصيل كهربائي جيد.

حلقة انزلاق الألياف الضوئية:تُستخدم لتحقيق نقل بيانات عالي السرعة وذو سعة كبيرة، مع قدرة قوية على مقاومة التداخل، ويمكنها تجنب التداخل الكهرومغناطيسي الذي يؤثر على دقة نقل البيانات، وهي مناسبة لتوصيل مختلف أجهزة الاستشعار وأنظمة التحكم في المقصورة.

طلب

نظام الانعراج:لضمان قدرة حاضنة توربينات الرياح على ضبط اتجاهها بدقة وفقًا لتغير اتجاه الرياح، فإن حلقة الانزلاق مسؤولة عن نقل إشارات التحكم والكهرباء، بحيث يمكن لمحرك التوجيه أن يعمل بثبات، مما يضمن أن تكون الشفرات دائمًا في مواجهة اتجاه الرياح، وتحسين كفاءة التقاط طاقة الرياح.

نظام تغيير درجة الصوت:للتحكم في زاوية الشفرات، توفر حلقة الانزلاق الطاقة ونقل الإشارة لها، مما يضمن أن تقوم الشفرات بضبط زواياها في الوقت المناسب وفقًا لتغير سرعة الرياح، مما يحقق الاستخدام الفعال لطاقة الرياح والتشغيل الآمن والمستقر للوحدة.

داخل المولد:داخل المولد، تكون حلقة الانزلاق مسؤولة عن استخراج الطاقة الكهربائية المتولدة بواسطة الدوار ونقلها إلى شبكة الطاقة الخارجية، مع إرسال إشارات المراقبة، وذلك لتسهيل الفهم في الوقت الحقيقي لحالة تشغيل المولد.

مواصفة

البيانات الكهربائية		البيانات الميكانيكية
التيار المقنن	0-1000 أمبير	أقصى سرعة	0-300 دورة في الدقيقة
الجهد المقنن	380 فولت أو 690 فولت	الانحراف المحوري والقطري	0.05 - 0.1 مم، 0.1 - 0.2 مم
مقاومة التلامس	≥1000 ميجا أوم عند 500 فولت تيار مستمر	نطاق درجة حرارة التشغيل	- 40 درجة مئوية - 80 درجة مئوية
قوة العزل الكهربائي	1500 فولت تيار متردد بتردد 50 هرتز، 60 ثانية، 2 مللي أمبير	مستوى الحماية	IP54، IP65
قيمة تغير المقاومة الديناميكية	أقل من 10 ملي أوم	رطوبة التشغيل	أقل من 70%
		مواد التلامس	المعادن الثمينة

نموذج المنتج الموصى به

صورة المنتج	نموذج	عدد الخواتم	الجهد االكهربى
	IG280	3-5 حلقات أو حسب الطلب	0-380 فولت
	DHS050	حلقة من 1 إلى 108 أو حسب الطلب	0-240 فولت
	DHS100-18-4F	1-48 خاتم أو حسب الطلب	0-440 فولت

العناية والصيانة اليومية

فحص دوري
فحص المظهر: افحص سطح حلقة الانزلاق بانتظام للتأكد من خلوه من التآكل والخدوش والتشققات وتغير اللون وأي عيوب أخرى، بالإضافة إلى درجة تآكل الفرشاة. إذا تجاوز تآكل الفرشاة الحد المسموح به، فيجب استبدالها فورًا.
فحص مكونات التوصيل: تحقق من براغي التثبيت وحوامل الفرش ومكونات التوصيل الأخرى لحلقة الانزلاق للتأكد من عدم ارتخائها. في حال ارتخائها، يجب شدها فورًا لتجنب ضعف التوصيل وارتفاع درجة الحرارة الناتج عن الارتخاء.
فحص الأداء الكهربائي: استخدم أجهزة متخصصة لفحص المعايير الكهربائية لحلقة الانزلاق، مثل مقاومة التلامس ومقاومة العزل، للتأكد من أنها ضمن النطاق الطبيعي. فإذا كانت مقاومة التلامس مرتفعة جدًا، فإنها ستؤدي إلى زيادة الحرارة وتؤثر على كفاءة نقل الطاقة؛ أما إذا كانت مقاومة العزل منخفضة، فقد تتسبب في حدوث ماس كهربائي.

التنظيف والصيانة

إزالة الغبار والشوائب: استخدم بانتظام هواءً مضغوطًا نظيفًا أو مكنسة كهربائية خاصة لإزالة الغبار والشوائب من سطح حلقة الانزلاق وحولها لمنع تراكمها الذي يؤثر على تبديد الحرارة ويؤدي إلى تدهور أداء العزل. للبقع المستعصية، استخدم قطعة قماش ناعمة ونظيفة مبللة بكمية مناسبة من منظف خاص وامسح برفق، مع الحرص على عدم دخول المنظف إلى حلقة الانزلاق.
تنظيف مسحوق الفرشاة: ينتج عن الفرشاة مسحوق أثناء التشغيل. إذا تراكم هذا المسحوق على سطح حلقة الانزلاق، فقد يؤثر ذلك على أداء التوصيل. لذلك، من الضروري تنظيف مسحوق الفرشاة بانتظام للحفاظ على نظافة سطح حلقة الانزلاق.

التشحيم والحماية
تشحيم المحامل: يجب تشحيم محامل حلقة الانزلاق بانتظام باستخدام مواد تشحيم مناسبة لتقليل الاحتكاك والتآكل وضمان مرونة دوران حلقة الانزلاق. بشكل عام، وبناءً على بيئة التشغيل ومتطلبات المعدات، يتم اختيار شحم ذي خصائص جيدة مضادة للأكسدة والتآكل، ويتم تجديده أو استبداله وفقًا للدورة المحددة.
حماية السطح: لمنع صدأ أو تآكل سطح حلقة الانزلاق، يمكن معالجتها بمواد واقية حسب الظروف. على سبيل المثال، في بيئة رطبة أو مُسببة للتآكل، يمكن استخدام إجراءات مثل رش طلاء مقاوم للتآكل وتطبيق زيت واقٍ لحماية المعدن الموجود على سطح حلقة الانزلاق.

مراقبة حالة التشغيل
مراقبة درجة الحرارة: يجب تركيب جهاز مراقبة درجة الحرارة لمراقبة درجة حرارة تشغيل حلقة الانزلاق في الوقت الفعلي. عند تجاوز درجة الحرارة الحد الأعلى المحدد، يجب إيقاف الآلة فورًا لإجراء فحص شامل لتحديد السبب وإصلاح العطل، وذلك لتجنب تلف حلقة الانزلاق نتيجة ارتفاع درجة الحرارة.
مراقبة الاهتزاز: راقب اهتزاز حلقة الانزلاق باستخدام مستشعر اهتزاز. قد يشير الاهتزاز غير الطبيعي إلى تركيب غير صحيح لحلقة الانزلاق، أو تلف في المحمل، أو مشاكل أخرى محتملة، والتي يجب تحليلها ومعالجتها في الوقت المناسب.

التعليمات

1. حلقة الانزلاق ساخنة بشكل خطير. ما السبب؟

س: مقاومة التلامس العالية جدًا: إذا كان التلامس بين الفرشاة وحلقة الانزلاق ضعيفًا، فإن مقاومة التلامس بينهما ستزداد بشكل غير طبيعي. على سبيل المثال، إذا كانت الفرشاة متآكلة بشدة، فإن مساحة التلامس بينها وبين حلقة الانزلاق ستتقلص؛ وإذا وُجدت طبقة من الأوساخ والأكسيد على سطح حلقة الانزلاق، فإن ذلك سيعيق توصيل التيار، مما سيؤدي إلى تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية عند نقطة التلامس، وبالتالي ارتفاع درجة الحرارة.

زيادة الحمل الحالي: عندما يزداد التيار فجأة أثناء تشغيل توربينات الرياح ويتجاوز التيار المقنن لحلقة الانزلاق، فإن حلقة الانزلاق ستولد حرارة بسبب التيار الزائد.
سوء التهوية وتبديد الحرارة: قناة التهوية وتبديد الحرارة عند تركيب حلقة الانزلاق مسدودة، ولا يمكن تبديد الحرارة في الوقت المناسب، مما يتسبب في استمرار ارتفاع درجة حرارة حلقة الانزلاق.

2. كيف يمكن حل مشكلة الشرر على حلقة الانزلاق؟

س: تحسين أداء التلامس: اضبط ضغط زنبرك الفرشاة لضمان تلامسها الوثيق والمنتظم مع سطح حلقة الانزلاق، وذلك لضمان نقل تيار مستقر. في الوقت نفسه، نظّف الأوساخ وطبقة الأكسيد على سطح حلقة الانزلاق لتقليل مقاومة التلامس.
التحكم في تقلبات الحمل: مراقبة وضبط حمل توربينات الرياح لتجنب التغيرات المفاجئة في الحمل وتقليل الشرارات الناتجة عن التيار غير المستقر.