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PAN-LINk滑環---風機高效率的保證

時間:2011-05-26 來源:

PAN-LINk滑環---風機高效率的保證


滑環在風機中的作用

   PAN-LINK風電滑環就是這樣一種產品。盡管在總成本和風機設計中只是微不足道的一小部分,但滑環對運行起著關鍵作用。滑環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。滑環通過一個旋轉的接口輸送電功率和信號。

   接觸式滑環的工作原理:滑動觸點通過滑環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之間需要有“金屬間的接觸”。

   PAN-LINK滑環能夠為風機業主提供至少8000萬轉(測試實驗數據)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兩、三次。但并不是所有的滑環都能達到這個要求。實際上,要了解滑環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是纖維刷滑環,這種滑環只需要很少量的維護。另外(約30%)滑環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,大量粉末滯留在環道之間,電氣性能曲線最不穩定,通常只有通過工作人員對滑環內部清理和潤滑才能維持滑環性能的穩定。

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大量空間。

單刷貴金屬電刷滑環相比復合電刷設計的優勢,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,從而影響信號的穩定傳輸。

PAN-LINK風電滑環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之間的磨損。

PAN-LINK纖維刷多點接觸滑環具有以下特點:

  1. 貴金屬含自潤滑材質,低電阻,低電氣噪音,可通過更大寬帶要求的數據信號;
  2. 多點接觸增加接觸可靠性;以金為主貴金屬的使用防止了觸點上產生氧化物和覆蓋層,同時確保了極小的接觸力。接觸力小,降低了磨損速度,因而電刷產生的磨屑幾乎可以忽略。而且多條金屬纖維能夠提供優良的導電性和很高的電流密度

PAN-LINK風電滑環優勢:

纖維刷觸點對于風機機艙內環境的敏感度遠低于其它滑環觸點技術。保護這些纖維滑環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。

許多風電行業的相關人士知道很多部件存在可靠性問題。而且現在對運行中導致部件故障的原因也有了更深刻的認識。但是滑環技術 (包括纖維刷滑環在內)盡管有先進的設計和性能,依然被許多風電場業主所忽視。

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。纖維刷滑環在這些設計基礎上做出了改進。但在許多情況下,風電場業主仍然沿用老式的滑環更換,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。