Según el tipo de turbina eólica, los anillos colectores se pueden dividir en anillos colectores de 1,5 / 1,65 MW y anillos colectores de 2 MW, que se instalan en el lado del buje y en el lado de la góndola respectivamente. Las condiciones de trabajo del anillo deslizante del cubo son peores que las del anillo deslizante de la góndola y el cubo vibra con más frecuencia que la góndola, lo que es un factor importante para la mayor tasa de fallas del anillo deslizante de 1,5 / 1,65 MW. De la retroalimentación de los parques eólicos, los principales fenómenos de falla son fallas de comunicación y fallas de bucle. A continuación se muestran las estadísticas de inspección de 476 anillos colectores reparados . Las ubicaciones de falla de los anillos colectores se distribuyen principalmente en las siguientes categorías.
Análisis de fallas típicas de anillos colectores
De acuerdo con los fenómenos de falla reportados por el parque eólico, las fallas típicas de los anillos colectores se dividen principalmente en las siguientes categorías: fallas de comunicación, fallas de encoder, quema de anillos, etc. Las principales razones de los problemas se analizan desde los aspectos de la estructura, la tecnología y el mantenimiento de los anillos colectores.
1. Fallo de comunicación
La falla de comunicación es una falla común. La causa raíz del problema es un mal contacto entre la clavija del cepillo y el bucle, lo que afecta la transmisión de la señal. A partir del análisis de la naturaleza del problema, se puede dividir en dos categorías: Una es el defecto del propio anillo deslizante, que conduce a un mal contacto. La segunda categoría es el contacto deficiente causado por la falta de mantenimiento oportuno.
(1) La estructura del anillo deslizante y los defectos del proceso provocan un mal contacto entre la aguja del cepillo y la bobina
Después de desmontar el anillo deslizante defectuoso, se descubrió que el anillo deslizante de la marca tiene los siguientes defectos de estructura y mano de obra:
a) La capacidad anticorrosión de la varilla de soporte de los primeros productos de anillos deslizantes de esta marca no es suficiente, la varilla de soporte se oxida y se cae, contamina el bucle y provoca un contacto deficiente (incluso quemado por cortocircuito) (consulte la Figura 2, una determinada marca de varilla de soporte de anillo deslizante está oxidada).
b) Los materiales del cepillo y el anillo conductor no son resistentes al desgaste (la Figura 3 muestra el estado del anillo deslizante de la marca funcionando durante aproximadamente 1,5 años), la aguja del cepillo está desgastada y rota, lo que conduce a un contacto deficiente, la pérdida por fricción causa contaminación por polvo en el circuito y los depósitos de cenizas aumentan la resistencia al contacto Al mismo tiempo, el acabado de la superficie de la corredera se daña, lo que hace que la aguja dorada se doble y salte, provocando una desconexión instantánea o incluso un cortocircuito, y al mismo tiempo reduciendo el rendimiento de aislamiento del anillo deslizante, provocando fallas de comunicación o quema del circuito de la turbina eólica.
c) El cepillo está fatigado elásticamente y no se puede garantizar que la presión del cepillo cause un mal contacto, lo que hace que la superficie del anillo de cobre se queme debido a la ignición. En casos severos, el alambre del cepillo se quemará.
d) Debido a la desalineación de las bobinas, las agujas del cepillo tienen mal contacto o desgaste anormal. De acuerdo al desmontaje de las piezas defectuosas, se encuentra que el eje del anillo colector de esta marca es de plástico, el cual es insuficiente en rigidez y fácil de romper. No puede garantizar la concentricidad del bucle, lo que puede conducir fácilmente a peligros ocultos como un mal contacto y causar fallas de comunicación (ver Figura 4 para el eje del anillo colector). .
e) El nivel de protección del anillo colector no es suficiente, entra polvo, vapor de agua y neblina de aceite del exterior en el anillo colector, contaminando el circuito y provocando un mal contacto. Al mismo tiempo, se reduce el rendimiento de aislamiento del anillo colector y se quema la avería.
(2) Un mantenimiento inadecuado provoca un mal contacto entre la aguja del cepillo y la bobina
De acuerdo con las estadísticas de fallas, el anillo colector retroalimentado por el parque eólico es una falla de comunicación, y aproximadamente el 15,5% de los anillos colectores han sido probados por el proveedor sin fallas. Después de limpiar y lubricar el anillo colector, funciona normalmente, principalmente porque no se mantiene a tiempo. A partir del análisis de la tecnología de anillos deslizantes en la industria, no importa qué solución técnica se adopte, pertenece a la categoría de contacto deslizante, que inevitablemente producirá fricción y polvo, pero el grado de desgaste de los anillos deslizantes de diferentes marcas es diferente. Para mejorar la confiabilidad y la vida útil del anillo deslizante, se requiere una limpieza y lubricación regulares. Si no se limpia a tiempo, el polvo generado por el desgaste se acumulará en la superficie del portaobjetos. Durante la rotación, la aguja dorada saltará cuando encuentre manchas de polvo, lo que resultará en un contacto poco confiable, parpadeo, transmisión de información inestable e incluso fallas de comunicación.
2. El bucle se quemó
A través del desmontaje y análisis de las piezas defectuosas, los siguientes factores son las principales razones de la quema del bucle:
(1) Defectos del proceso eléctrico: el proceso de soldadura no es bueno, el núcleo está expuesto y las juntas de soldadura son afiladas, lo que da como resultado brechas eléctricas demasiado pequeñas, roturas y quemaduras (como se muestra en la Figura 5, soldadura de PCB de anillo deslizante)
(2) El anillo colector tiene los defectos estructurales y tecnológicos descritos en 1.1, lo que conduce a la combustión;
(3) Quemado por un rayo.
3. Fallo del codificador
(1) El codificador de anillo deslizante de esta marca se fija en el extremo del eje principal de plástico. Debido a la rigidez del eje principal de plástico, no es fácil de deformar y el codificador funciona en estado de agitación. Al mismo tiempo, la estructura del acoplamiento del codificador no es razonable y la flexibilidad de conexión no es suficiente, lo que da como resultado que el codificador se dañe en diferentes centros.
(2) La calidad del propio codificador.