根據(jù)風(fēng)場反饋的故障現(xiàn)象,風(fēng)電滑環(huán)的典型故障主要分為以下幾類:通信故障、編碼器故障、環(huán)道燒毀等。從滑環(huán)結(jié)構(gòu)、工藝和維護(hù)等方面分析了產(chǎn)生問題的主要原因。
1.通信故障
通信故障是一種常見故障,問題的根本原因是電刷引腳與回路接觸不良,影響信號傳輸。從問題的性質(zhì)分析,可以分為兩類:一是滑環(huán)自身的缺陷,導(dǎo)致接觸不良。第二類是由于未能及時維護(hù)造成的接觸不良。
(1)滑環(huán)結(jié)構(gòu)和工藝缺陷導(dǎo)致電刷針和環(huán)道接觸不良
拆卸故障滑環(huán)后,發(fā)現(xiàn)該品牌滑環(huán)在結(jié)構(gòu)和工藝上存在以下缺陷:
a)該品牌早期滑環(huán)產(chǎn)品的支撐桿防腐能力不夠,支撐桿生銹脫落,污染了環(huán)道,造成接觸不良(甚至短路燒毀)
b)電刷和導(dǎo)電環(huán)材料不耐磨,電刷針磨損斷裂,導(dǎo)致接觸不良,摩擦損失造成回路粉塵污染,積塵增加接觸電阻,同時滑道表面光潔度受損,導(dǎo)致金針彎曲跳動。 導(dǎo)致瞬時斷開甚至短路,同時降低滑環(huán)的絕緣性能,導(dǎo)致通信故障或燒壞風(fēng)力渦輪機的回路。
c)電刷彈性疲勞和電刷壓力無法保證造成接觸不良,導(dǎo)致銅環(huán)表面因火花現(xiàn)象而燒毀。在嚴(yán)重的情況下,刷絲會燒壞。
d)接觸不良或由于線圈錯位導(dǎo)致的刷針異常磨損。從故障零件的拆卸情況來看,該品牌滑環(huán)主軸為塑料材質(zhì),剛性不足,容易斷裂,無法保證回路的同心度,容易造成接觸不良等隱患,導(dǎo)致通訊故障。
e)滑環(huán)保護(hù)級別不夠,灰塵、水蒸氣和油霧從外部進(jìn)入滑環(huán),污染回路,造成接觸不良。與此同時,滑環(huán)的絕緣性能降低,并會損壞和燒毀。
(2)維護(hù)不當(dāng)導(dǎo)致刷針與線圈接觸不良
根據(jù)故障統(tǒng)計,風(fēng)電場反饋的滑環(huán)屬于通信故障,約15.5%的滑環(huán)已經(jīng)由供應(yīng)商進(jìn)行了無故障測試。滑環(huán)清洗潤滑后,滑環(huán)功能正常,這主要被認(rèn)為是不及時的維護(hù)。從行業(yè)內(nèi)滑環(huán)技術(shù)分析,無論采用哪種技術(shù)方案,都屬于滑動接觸范疇,不可避免會產(chǎn)生摩擦和粉化,但不同品牌的滑環(huán)磨損程度不同。為了提高滑環(huán)的可靠性和使用壽命,需要定期清洗和潤滑。如果不及時清理,磨損產(chǎn)生的灰塵會堆積在滑道表面。在旋轉(zhuǎn)過程中,遇到灰塵點,金針會跳動,導(dǎo)致接觸不可靠、傳輸閃爍、信息傳輸不穩(wěn)定,甚至通訊故障。
2.環(huán)道被燒毀了
通過對故障零件的拆卸和分析,以下因素是造成環(huán)路燒毀的主要原因:
(1)電氣工藝缺陷:焊接工藝不良,線芯外露,焊點尖銳,導(dǎo)致電氣間隙過小,擊穿燒毀;
(2)滑環(huán)結(jié)構(gòu)和技術(shù)缺陷,導(dǎo)致燃燒;
(3)被閃電灼傷。
3.編碼器故障
(1)該品牌滑環(huán)編碼器固定在塑料主軸的端部,由于塑料主軸的剛性不易變形,導(dǎo)致編碼器在晃動狀態(tài)下運行。同時,編碼器耦合結(jié)構(gòu)不合理,連接靈活性不夠,導(dǎo)致編碼器在不同中心情況下?lián)p壞;
(2)編碼器本身的質(zhì)量問題。