Zavedenie
V oblasti zariadenia na výrobu energie sa v vodných elektrárňach bežne používajú alternátory typu - pole - type, ktoré sa bežne používajúveterná turbínaa priemyselné odvetvia kvôli ich vysokej účinnosti výroby energie. Ich prevádzka však skutočne ťaží z vnútorného konektora zložky - konektora klzného krúžku. V tomto článku sa ponoríme hlboko do funkcií, pracovných princípov a detailov klzných krúžkov v alternátore.
Čo je revolving - pole - typ alternátora?
Revolving - pole - typ alternátora sa líši od tradičných revolvingových alternátorov. Jeho jadrom je, že systém magnetického poľa (rotor) sa otáča, zatiaľ čo vinutie kotvy (stator) zostáva stacionárne. Tento dizajn sa vyhýba problémom, ako je opotrebenie drôtu a riziko iskier spôsobených vysokou rotáciou vinutia kotvy v tradičných alternátoroch. Preto sú vhodný na použitie v systémoch vysokej energie a vysokého napätia.
Pracovný princíp sklzových krúžkov v alternátore
V generátore klzného krúžku sú na hriadeľ rotora alternátora inštalované sklzové krúžky a sú pripojené k vinutiu excitácie rotora. Ich hlavnou funkciou je zabezpečiť excitačný prúd priameho prúdu (DC) do rotujúceho rotora, čo umožňuje rotor generovať stabilné magnetické pole.
(1) Vstup na excitačný prúd:Zariadenie je pripojené k externému zdroju jednosmerného prúdu a jeho rotor sa nepretržite otáča. Vodivé krúžky v klzných krúžkoch prichádzajú do kontaktu s uhlíkovými kefami, ktoré prenášajú prúd do vinutia rotora.
(2) Generovanie magnetického poľa:Po napájaní vinutia rotora sa vytvorí silné magnetické pole, ktoré sa otáča rotorom a prerezáva sa cez vinutie statora.
(3) Vytváranie energie elektromagnetickou indukciou:Pri vinutí statora alternátora je indukovaný striedavý prúd a je priamo výstupom do napájacej mriežky.
Výhody sklzových krúžkov v tomto alternátore
1. Kontinuálny zdroj napájania
Klzné krúžky zabezpečujú, aby jednosmerný prúd nepretržite pretekal na vinutie otáčajúceho sa magnetického poľa. V opačnom prípade by akékoľvek prerušenie napájania vinutia magnetického poľa mohlo viesť k náhlemu poklesu alebo dokonca k strate sily magnetického poľa. To by mohlo narušiť napájanie z veľkých elektrární do mestských domácností a verejných zariadení.
2. Menej údržby
V porovnaní s tradičnými revolvingovými alternátormi kotvy môže výmenný cyklus sklzových krúžkov a uhlíkových kefiek dosiahnuť niekoľko rokov. Okrem toho, pretože sklzové krúžky nesú iba malý výkonový excitačný prúd (1% - 5% hodnoteného výkonu rotora), elektrické iskry a opotrebovanie vo svojich vnútorných kontaktných miestach sú výrazne znížené.
3. Zjednodušený dizajn
Klzné krúžky uľahčujú celkovú štruktúru alternátora. Udržiavaním stacionárnej kotvy sa elektrické spojenia vonkajšieho zaťaženia alternátora ľahšie spravujú, čím sa eliminuje potreba vysporiadať sa s zložitými obvodmi na výstupnej strane.
Požiadavky na klzké krúžky v tomto alternátore
Vodivosť
Podľa štandardov elektrotechniky (IEEE) musia mať sklzové krúžky vysokú elektrickú vodivosť. Ako príklad si vezmite vodivý kruh. Elektrická vodivosť medi je približne 5,96 × 10⁷ s/m pri 20 stupňoch. Striebro - pokovovaná meď môže ďalej zvýšiť vodivosť, pričom striebro má elektrickú vodivosť asi 6,30 × 10⁷ s/m. Vysoká vodivosť umožňuje presnejšie prenosu jednosmerného prúdu z kefiek na excitačné vinutie.
Odpor
V dôsledku trenia medzi kefami a klznými krúžkami sú sklzové krúžky vystavené nepretržitému mechanickému opotrebeniu. V alternátoroch sa opotrebenie - odolné materiály sa často používajú na sklzové krúžky na predĺženie ich služobnej životnosti, ako sú kalené zliatiny medi alebo špeciálne povlaky.
Izolácia
Izolácia medzi klznými krúžkami a hriadeľom, ako aj medzi jednotlivými klznými krúžkami, musí spĺňať špecifické požiadavky na dielektrickú pevnosť. Izolácia musí vydržať napätie bez rozpadu, najmä v alternátoroch vysokého napätia. Epoxidová živici alebo sľuda sa často používa ako izolačný materiál pre klzké krúžky kvôli svojej vysokej dielektrickej pevnosti a tepelnej stabilite.
Rozširovanie prenosu signálu
Moderné alternátory často integrujú prenos signálu senzora (napríklad monitorovanie teploty a rýchlosti) sklzovými krúžkami, ktoré vyžadujú sklzové krúžky na podporu viac - kanálového, nízko -šumového komunikácie. Preto uprednostňujeme sklzové krúžky navrhnuté s viacerými kanálmi prenosu signálu.
Často
Otázka: Spôsobí poškodenie sklzových krúžkov, aby sa alternátor vypol?
A: Áno. Ak majú sklzové krúžky slabý kontakt, prerušený excitačný prúd rotora bude prerušený, magnetické pole zmizne a alternátor nebude schopný výstupného napätia.
Otázka: Existuje nejaká technológia na nahradenie klzných krúžkov?
Odpoveď: Áno, excitačné systémy bez kefy môžu nahradiť sklzové krúžky rotujúcimi usmerňovačmi. Ich náklady sú však relatívne vysoké a väčšinou sa používajú v letectve alebo v priemyselných scenároch s vysokým koncom.
Otázka: Vyžadujú sklzové krúžky pravidelnú údržbu?
A: Áno. Zvyčajne kontrolujeme opotrebenie uhlíkových kefiek každých šesť mesiacov a čistíme oxidovú vrstvu na povrchu sklzových krúžkov. Všeobecne povedané, ak sa správne udržiavajú, môžu sa sklzové krúžky používať po dlhú dobu.
Otázka: Dokáže skĺzavé krúžky fungovať bez štetcov?
Odpoveď: V tradičnom revolvingovom - pole - type alternátorov sú kefy potrebné na kontaktovanie sklzových krúžkov a prenosu výkonu. Existujú však aj niektoré pokročilé návrhy, ktoré používajú systémy bez kefiek, ale fungujú na rôznych princípoch.
Záver
Klzné krúžky zabezpečujú stabilitu magnetického poľa rotora v otáčaní - pole - type alternátorov pomocou dynamického statického prúdového prenosového mechanizmu. Zjednodušujú návrh alternátora, poskytujú nepretržité napájanie a udržiavajú spoľahlivosť.
Napriek vzostupu technológie bez kefiek budú klzké krúžky stále hlavnými komponentmi stredných a veľkých alternátorov. A to, čo musíme urobiť, je dôkladne porozumieť dizajnu klzných krúžkov. Ak vás to zaujíma, zanechajte prosím komentár alebokliknite semdiskutovať s nami.