Introdução
No campo do equipamento de geração de energia, os alternadores do tipo rotativo - do tipo são amplamente utilizados em estações hidrelétricas,turbina eólicae setores industriais devido à sua alta eficiência de geração de energia. No entanto, sua operação realmente se beneficia de um componente interno - conector de anel deslizante. Neste artigo, nos aprofundaremos nas funções, princípios de trabalho e detalhes dos anéis de deslizamento no alternador.
O que é um alternador de tipo giratório - tipo de campo?
Um alternador de tipo giratória - tipo de campo difere dos alternadores de armadura Rotatura tradicionais. Sua característica principal é que o sistema de campo magnético (rotor) gira enquanto o enrolamento da armadura (estator) permanece estacionário. Esse design evita problemas como desgaste do fio e o risco de faíscas causadas pela rotação de alta velocidade do enrolamento da armadura nos alternadores tradicionais. Portanto, eles estão bem - adequados para uso em sistemas de geração de energia de alta e alta tensão.
Princípio de trabalho de anéis de deslizamento no alternador
No gerador de anel deslizante, os anéis de deslizamento são instalados no eixo do rotor do alternador e são conectados ao enrolamento de excitação do rotor. Sua função principal é fornecer corrente de excitação direta - corrente (DC) ao rotor rotativo, permitindo que o rotor gerasse um campo magnético estável.
(1) Entrada de corrente de excitação:O dispositivo é conectado a uma fonte de energia CC externa e seu rotor gira continuamente. Os anéis condutores nos anéis de deslizamento entram em contato com as escovas de carbono, transferindo a corrente para o enrolamento do rotor.
(2) geração de campo magnético:Depois que o enrolamento do rotor é energizado, é formado um forte campo magnético, que gira com o rotor e corta o enrolamento do estator.
(3) Geração de energia através da indução eletromagnética:Uma corrente alternada é induzida no enrolamento do estator do alternador e é emitida diretamente para a grade de energia.
Vantagens de anéis de deslizamento neste alternador
1. Fonte de energia contínua
Os anéis de deslizamento garantem que a energia de CC flua ininterruptamente para o enrolamento do campo magnético rotativo. Caso contrário, qualquer interrupção na fonte de alimentação no enrolamento do campo magnético poderia levar a uma queda repentina ou até a perda da força do campo magnético. Isso pode interromper a fonte de alimentação de grandes usinas a famílias urbanas e instalações públicas.
2. Menos manutenção
Comparado com os alternadores de armadilha tradicionais - o ciclo de substituição de anéis de deslizamento e escovas de carbono pode atingir vários anos. Além disso, como os anéis de escorregamento carregam apenas uma corrente de excitação de potência pequena (1% - 5% da potência nominal do rotor), as faíscas elétricas e o desgaste em seus pontos de contato internos são significativamente reduzidos.
3. Design simplificado
Os anéis deslizantes simplificam a estrutura geral do alternador. Ao manter a armadura estacionária, as conexões elétricas da carga externa do alternador são mais fáceis de gerenciar, eliminando a necessidade de lidar com circuitos complexos no lado da saída.
Requisitos para anéis de deslizamento neste alternador
Condutividade
De acordo com os padrões de engenharia elétrica (IEEE), os anéis de deslizamento devem ter alta condutividade elétrica. Pegue o anel condutor como exemplo. A condutividade elétrica do cobre é de aproximadamente 5,96 × 10⁷ s/m a 20 graus. O cobre de prata - banhado pode aumentar ainda mais a condutividade, com a prata com uma condutividade elétrica de cerca de 6,30 × 10⁷ s/m. A alta condutividade permite que a energia CC seja transmitida com mais precisão dos pincéis para o enrolamento da excitação.
Resistência ao desgaste
Devido ao atrito entre as escovas e os anéis de deslizamento, os anéis de deslizamento estão sujeitos a desgaste mecânico contínuo. Nos alternadores, os materiais resistentes ao desgaste são frequentemente usados para anéis deslizantes para prolongar sua vida útil, como ligas de cobre endurecidas ou revestimentos especiais.
Isolamento
O isolamento entre os anéis de escorregamento e o eixo, bem como entre os anéis de deslizamento individual, deve atender aos requisitos específicos de força dielétrica. O isolamento precisa suportar a tensão sem quebra, especialmente em alternadores de alta tensão. A resina epóxi ou mica é frequentemente usada como material de isolamento para anéis de escorregamento devido à sua alta resistência dielétrica e estabilidade térmica.
Expansão de transmissão de sinal
Os alternadores modernos geralmente integram a transmissão do sinal do sensor (como monitoramento de temperatura e velocidade) através de anéis de escorregamento, o que requer os anéis de deslizamento para suportar o canal multi -canal, a comunicação de baixo ruído. Portanto, preferimos anéis escorregadios projetados com mais canais de transmissão de sinal.
Perguntas frequentes
P: Os danos dos anéis de deslizamento farão com que o alternador seja desligado?
A: Sim. Se os anéis de deslizamento tiverem contato ruim, a corrente de excitação do rotor será interrompida, o campo magnético desaparecerá e o alternador não conseguirá a tensão de saída.
P: Existe alguma tecnologia para substituir os anéis de deslizamento?
R: Sim, os sistemas de excitação sem escova podem substituir os anéis de deslizamento através de retificadores rotativos. No entanto, seu custo é relativamente alto e eles são usados principalmente na aviação ou nos cenários industriais altos.
P: Os anéis de deslizamento requerem manutenção regular?
A: Sim. Geralmente, verificamos o desgaste das escovas de carbono a cada seis meses e limpamos a camada de óxido na superfície dos anéis de deslizamento. De um modo geral, se mantido adequadamente, os anéis deslizantes podem ser usados por um longo tempo.
P: Os anéis deslizantes podem funcionar sem pincéis?
R: No tradicional alteradores do tipo rotativo - tipo de campo, são necessários pincéis para entrar em contato com os anéis de deslizamento e transferir energia. No entanto, existem também alguns designs avançados que usam sistemas sem pincel, mas eles operam em diferentes princípios.
Conclusão
Os anéis de escorregamento garantem a estabilidade do campo magnético do rotor em alternadores do tipo rotativo - tipo de campo através de um mecanismo de transmissão de corrente estática dinâmica. Eles simplificam o design do alternador, fornecem fonte de alimentação contínua e mantêm a confiabilidade.
Apesar do aumento da tecnologia sem escova, os anéis de deslizamento ainda serão os principais componentes de alternadores médios - e grandes e de tamanho grande. E o que precisamos fazer é entender minuciosamente o design de anéis de deslizamento. Se você estiver interessado nisso, deixe um comentário ouClique aquipara discutir conosco.