مقدمه
در زمینه تجهیزات تولید برق ، چرخش - میدان - نوع جایگزین به طور گسترده در ایستگاه های برق استفاده می شود ،توربین بادیو بخش های صنعتی به دلیل راندمان تولید انرژی بالا. با این حال ، عملکرد آنها در واقع از یک مؤلفه داخلی - اتصال حلقه لغزش بهره می برد. در این مقاله ، ما به عمق توابع ، اصول کار و جزئیات حلقه های لغزش در آلترناتور خواهیم پرداخت.
فیلد - فیلد - نوع آلترناتور چیست؟

یک جایگزین - فیلد - نوع جایگزین با آلترناتورهای گردان سنتی - متفاوت است. ویژگی اصلی آن این است که سیستم میدان مغناطیسی (روتور) می چرخد در حالی که سیم پیچ آرماتور (استاتور) ثابت باقی می ماند. این طرح از مشکلاتی مانند سایش سیم و خطر جرقه های ناشی از چرخش سرعت زیاد سیم پیچ آرماتور در آلترناتورهای سنتی جلوگیری می کند. بنابراین ، آنها مناسب برای استفاده در سیستم های تولید برق و ولتاژ بالا و بالا هستند.
اصل کار حلقه های لغزش در آلترناتور
در ژنراتور حلقه لغزش ، حلقه های لغزش روی شافت روتور آلترناتور نصب شده و به سیم پیچ تحریک روتور وصل می شوند. عملکرد اصلی آنها فراهم کردن جریان تحریک مستقیم (DC) به روتور چرخان است و روتور را قادر می سازد تا یک میدان مغناطیسی پایدار تولید کند.


(1) ورودی جریان تحریک:این دستگاه به منبع تغذیه DC خارجی وصل شده است و روتور آن به طور مداوم می چرخد. حلقه های رسانا در حلقه های لغزش با برس های کربن در تماس هستند و جریان را به سیم پیچ روتور منتقل می کنند.
(2) تولید میدان مغناطیسی:پس از انرژی سیم پیچ روتور ، یک میدان مغناطیسی قوی تشکیل می شود که با روتور می چرخد و در سیم پیچ استاتور برش می یابد.
(3) تولید برق از طریق القاء الکترومغناطیسی:یک جریان متناوب در سیم پیچ استاتور آلترناتور القا می شود و مستقیماً به شبکه برق خروجی می شود.
مزایای حلقه های لغزش در این آلترناتور
1. منبع تغذیه مداوم
حلقه های لغزش اطمینان حاصل می کنند که قدرت DC بدون وقفه به سیم پیچ میدان مغناطیسی گردان جریان می یابد. در غیر این صورت ، هرگونه وقفه در منبع تغذیه سیم پیچ میدان مغناطیسی می تواند منجر به افت ناگهانی یا حتی از بین رفتن قدرت میدان مغناطیسی شود. این می تواند منبع تغذیه از نیروگاه های بزرگ به خانوارهای شهری و امکانات عمومی را مختل کند.
2. نگهداری کمتر
در مقایسه با جایگزین های سنتی گردان - آرماتور ، چرخه جایگزینی حلقه های لغزش و برس های کربن می تواند به چندین سال برسد. علاوه بر این ، از آنجا که حلقه های لغزش فقط یک جریان تحریک قدرت کوچک (1 ٪ {3}}}}} از قدرت دارای امتیاز روتور) دارند ، جرقه های برقی و سایش در نقاط تماس داخلی آنها به طور قابل توجهی کاهش می یابد.
3. طراحی ساده
حلقه های لغزش ساختار کلی آلترناتور را ساده تر می کنند. با نگه داشتن آرماتور ثابت ، اتصالات الکتریکی بار خارجی آلترناتور آسان تر است و نیاز به مقابله با مدارهای پیچیده در سمت خروجی را از بین می برد.

الزامات حلقه های لغزش در این آلترناتور
قابلیت هدایت
طبق استانداردهای مهندسی برق (IEEE) ، حلقه های لغزش باید دارای هدایت الکتریکی بالایی باشند. حلقه رسانا را به عنوان نمونه بگیرید. هدایت الکتریکی مس تقریباً 10 5/5 سانتی متر در متر در 20 درجه است. مس- نقره ای می تواند هدایت را بیشتر کند و نقره ای با هدایت الکتریکی در حدود 10.30 × 10 ثانیه در متر باشد. رسانایی بالا اجازه می دهد تا قدرت DC با دقت بیشتری از برس ها به سیم پیچ تحریک منتقل شود.
مقاومت در برابر پوشیدن
با توجه به اصطکاک بین برس ها و حلقه های لغزش ، حلقه های لغزش در معرض سایش مکانیکی مداوم هستند. در آلترناتورها ، از مواد مقاوم در برابر سایش اغلب برای حلقه های لغزش استفاده می شود تا عمر خدمات خود را افزایش دهد ، مانند آلیاژهای مس سخت شده یا روکش های خاص.
عایق
عایق بین حلقه های لغزش و شافت و همچنین بین حلقه های لغزش فردی ، باید نیازهای خاص قدرت دی الکتریک را برآورده کند. این عایق باید ولتاژ را بدون تجزیه مقاومت کند ، به خصوص در آلترناتورهای ولتاژ بالا. رزین یا میکا اپوکسی اغلب به دلیل مقاومت دی الکتریک بالا و پایداری حرارتی به عنوان ماده عایق برای حلقه های لغزش استفاده می شود.
گسترش انتقال سیگنال
آلترناتورهای مدرن غالباً انتقال سیگنال سنسور (مانند نظارت بر دما و سرعت) را از طریق حلقه های لغزش ادغام می کنند ، که برای پشتیبانی از ارتباطات چند کانال ، کم ، به حلقه های لغزش نیاز دارد. بنابراین ، ما حلقه های لغزش را که با کانال های انتقال سیگنال بیشتر طراحی شده اند ، ترجیح می دهیم.
پرسش
س: آیا آسیب حلقه های لغزش باعث خاموش شدن آلترناتور می شود؟
پاسخ: بله. اگر حلقه های لغزش تماس ضعیفی داشته باشند ، جریان تحریک روتور قطع می شود ، میدان مغناطیسی از بین می رود و آلترناتور قادر به تولید ولتاژ نخواهد بود.
س: آیا فناوری برای جایگزینی حلقه های لغزش وجود دارد؟
پاسخ: بله ، سیستم های تحریک بدون برس می توانند حلقه های لغزش را از طریق یکسو کننده های چرخان جایگزین کنند. با این حال ، هزینه آنها نسبتاً زیاد است ، و بیشتر آنها در سناریوهای صنعتی هوانوردی یا بالا استفاده می شوند.
س: آیا حلقه های لغزش نیاز به نگهداری منظم دارند؟
پاسخ: بله. معمولاً هر شش ماه یکبار سایش برس های کربن را بررسی می کنیم و لایه اکسید را روی سطح حلقه های لغزش تمیز می کنیم. به طور کلی ، اگر به درستی نگهداری شود ، می توان از حلقه های لغزش برای مدت طولانی استفاده کرد.
س: آیا می توان حلقه های لغزش را بدون برس کار کرد؟
پاسخ: در چرخش سنتی - فیلد - نوع جایگزین ، برس ها برای تماس با حلقه های لغزنده و انتقال قدرت لازم هستند. با این حال ، برخی از طرح های پیشرفته نیز وجود دارد که از سیستم های بدون برس استفاده می کنند ، اما آنها بر اساس اصول مختلف کار می کنند.
پایان
حلقه های لغزنده از پایداری میدان مغناطیسی روتور در یک مکانیزم انتقال جریان پویا - استاتیک - از پایداری میدان مغناطیسی روتور اطمینان حاصل می کنند. آنها طرح آلترناتور را ساده می کنند ، منبع تغذیه مداوم را ارائه می دهند و قابلیت اطمینان را نیز حفظ می کنند.
با وجود افزایش فناوری بدون برس ، حلقه های لغزش هنوز اجزای اصلی جایگزین های متوسط و بزرگ خواهند بود. و آنچه ما باید انجام دهیم این است که به طور کامل طراحی حلقه های لغزنده را درک کنیم. اگر به این موضوع علاقه دارید ، لطفاً یک نظر بگذارید یااینجا را کلیک کنیدبرای بحث با ما
