لتحقيق وظائف التحكم في الطاقة والكبح بكفاءة، يجب أن يتصل نظام تغيير زاوية ميل شفرات التوربينات بنظام التحكم الرئيسي. هذا النظام مسؤول عن جمع البيانات الأساسية مثل سرعة المروحة، وسرعة المولد، وسرعة الرياح واتجاهها، ودرجة الحرارة، وغيرها. ويتم التحكم في تعديلات زاوية ميل الشفرات عبر بروتوكول اتصال CAN لتحسين استغلال طاقة الرياح وضمان إدارة فعّالة للطاقة.
تُسهّل حلقة الانزلاق في توربينات الرياح عملية إمداد الطاقة ونقل الإشارات بين غلاف التوربين ونظام التحكم في زاوية ميل الشفرات. ويشمل ذلك توفير مصدر طاقة 400 فولت تيار متردد + محايد + تأريض، وخطوط 24 فولت تيار مستمر، وإشارات سلسلة الأمان، وإشارات الاتصال. مع ذلك، يُشكّل وجود كابلات الطاقة والإشارات في نفس الحيز تحديات. فنظرًا لأن كابلات الطاقة غير محمية في الغالب، يُمكن لتيارها المتردد أن يُولّد تدفقًا مغناطيسيًا مترددًا في المنطقة المحيطة. وإذا وصلت الطاقة الكهرومغناطيسية منخفضة التردد إلى عتبة معينة، فقد تُولّد فرق جهد كهربائي بين الموصلات داخل كابل التحكم، مما يؤدي إلى تداخل.
بالإضافة إلى ذلك، توجد فجوة تفريغ بين الفرشاة وقناة الحلقة، مما قد يتسبب في حدوث تداخل كهرومغناطيسي بسبب تفريغ القوس الكهربائي في ظل ظروف الجهد العالي والتيار العالي.
للتخفيف من هذه المشكلات، يُقترح تصميم تجويف فرعي، حيث تُوضع حلقة الطاقة وحلقة الطاقة المساعدة في تجويف واحد، بينما تشغل سلسلة أنجين وحلقة الإشارة تجويفًا آخر. يُقلل هذا التصميم الهيكلي بشكل فعال من التداخل الكهرومغناطيسي داخل حلقة الاتصال الخاصة بحلقة الانزلاق. تُصنع حلقة الطاقة وحلقة الطاقة المساعدة باستخدام هيكل مجوف، وتتكون الفرش من حزم ألياف معدنية ثمينة مصنوعة من سبائك نقية. تضمن هذه المواد، بما في ذلك التقنيات العسكرية مثل البلاتين والفضة والنحاس والنيكل والساماريوم وغيرها من السبائك المتعددة، تآكلًا منخفضًا للغاية طوال عمر المكونات.
تاريخ النشر: 26 يناير 2025
