සුළං ටර්බයින වල යා පාලන පද්ධතිය ක්රියා කරන ආකාරය
නවීන සුළං ටර්බයින නිර්මාණය කර ඇත්තේ සුළං ධාරා වල වෙනස්වන දිශාව සහ වේගය අනුව හැකි තරම් ශක්තියක් ග්රහණය කර ගැනීම සඳහා ය. රොටර් (තලය) සෑම විටම නිවැරදි කෝණයෙන් සුළඟට "මුහුණ" ඇති බව සහතික කිරීම සඳහා, සුළං දිශාවේ වෙනස්කම් අනුව ගොන්ඩෝලා (නාසෙල්) භ්රමණය කළ හැකි යාන්ත්රණයක් ටර්බයිනයට අවශ්ය වේ. මෙම යාන්ත්රණය යාව් පාලන පද්ධතියක් ලෙස හැඳින්වේ. සරලව කිවහොත්, යාව් යනු සිරස් අක්ෂයක් වටා ටර්බයිනයේ භ්රමණය වන අතර එමඟින් රෝටර් ස්වීප් තලය එන සුළං දිශාවට සමාන්තරව පවතී. මෙම ලිපියෙන් යාව් පාලන පද්ධතිය සුළං ටර්බයිනවල ක්රියා කරන ආකාරය, එහි ප්රධාන සංරචක, පාලන උපාය මාර්ග සහ අභියෝග සහ නඩත්තුව සාකච්ඡා කෙරේ.
1. යා පාලනය වැදගත් වන්නේ ඇයි?
යා පාලනයේ මූලික අරමුණ වන්නේ යා අස්ථානගතවීම අවම කිරීමයි, එනම් සුළං දිශාව සහ භ්රමකයේ ගමන් දිශාව අතර කෝණික වෙනස. රෝටරය සුළඟ සමඟ වැරදි ලෙස පෙළගස්වා ඇත්නම්, සුළඟේ ශක්තියෙන් කොටසක් ප්රශස්ත ලෙස ග්රහණය කර නොගෙන රෝටරය හරහා "ගමන් කරයි". බලපෑම:
1. බල ප්රතිදානය අඩු වීම. සාමාන්යයෙන්, වැරදි පෙළගැස්ම වැඩි වන තරමට, බල ප්රතිදානයේ අඩුවීම වැඩි වේ.
2. ව්යුහාත්මක බර වැඩි වේ. පැත්තෙන් සුළඟ එන විට, වායුගතික බලවේග අසමමිතික වී තල, හබ්, අක්ෂය සහ කුළුණ මත ගතික බරක් ඇති කරයි.
3. කම්පනය සහ වේගවත් ඇඳීම. වැරදි ලෙස පෙළගැස්වීම කම්පනය වැඩි කළ හැකි අතර යාන්ත්රික සංරචකවල ඇඳීම වේගවත් කළ හැකිය.
හොඳ යා පාලනයක් සහිතව, ටර්බයිනයට කාර්යක්ෂමතාව පවත්වා ගත හැකි අතර එහි සේවා කාලය දීර්ඝ කළ හැකිය.
2. යා පද්ධතියේ මූලික මූලධර්ම
තිරස්-අක්ෂ සුළං ටර්බයින (HAWTs) සාමාන්යයෙන් ක්රියාකාරී යා පද්ධතියක් භාවිතා කරන අතර එය මෝටරයක් භාවිතයෙන් නාසෙල් සක්රියව භ්රමණය කරයි. සමහර විට සුළඟ නිෂ්ක්රීයව "අනුගමනය" කිරීමට වලිගයක් (වේන්) භාවිතා කරන කුඩා ටර්බයින මෙන් නොව, උපයෝගිතා පරිමාණ ටර්බයින සෑම විටම පාහේ ක්රියාකාරී යා භාවිතා කරයි, මන්ද විශාල නාසෙල් ස්කන්ධය සහ නිරවද්ය පාලනයක් අවශ්ය වේ.
සංවේදකය සුළං දිශාවේ වෙනසක් අනාවරණය කරගත් විට, පාලකය (PLC/SCADA පාලකය) ටර්බයිනය කොපමණ භ්රමණය විය යුතුද යන්න ගණනය කරයි. වැරදි පෙළගැස්ම කෝණය යම් සීමාවක් ඉක්මවා ගියහොත්, යා මෝටරය යා බෙයාරිං මත ගියර් සම්බන්ධ කරයි, එමඟින් නාසෙල් පෙළගස්වන තෙක් භ්රමණය වේ.
3. යා පාලන පද්ධතියේ ප්රධාන සංරචක
අ) සුළං වේගය සහ දිශා සංවේදකය
නාසෙල් එකට ඉහළින් සාමාන්යයෙන් ඇත්තේ:
- නාසෙල් එකට සාපේක්ෂව සුළං දිශාව මැනීම සඳහා සුළං වේන්.
- සුළං වේගය මැනීම සඳහා ඇනිමෝමීටරය.
යා නිවැරදි කිරීමක් අවශ්යද යන්න තීරණය කිරීම සඳහා මෙම දත්ත ප්රධාන ආදානය වේ.
ආ) යා බෙයාරින්
යව් බෙයාරින් යනු විශාල, මුදු හැඩැති බෙයාරින් එකක් වන අතර එමඟින් නාසෙල් කුළුණ මත භ්රමණය වීමට ඉඩ සලසයි. මෙම බෙයාරින් එකට ඒකාබද්ධ බරට ඔරොත්තු දිය යුතුය: නාසෙල්හි බර, රොටර් තෙරපුම සහ කැළඹිලි නිසා ඇතිවන ගතික බර.
ඇ) යා ඩ්රයිව් සහ යා මෝටර්
යා ධාවකයක් සාමාන්යයෙන් බහු විදුලි මෝටර වලින් සමන්විත වේ (බොහෝ විට අතිරික්තය සඳහා එකකට වඩා වැඩි) ඒවා යා බෙයාරිං මත මුදු ගියරයක් සමඟ සම්බන්ධ වන පිනියන් ගියරයක් ධාවනය කරයි. සැලසුම් සහ ව්යවර්ථ අවශ්යතා අනුව මෝටර විකල්ප වශයෙන් හෝ එකවර ක්රියා කළ හැකිය.
ඈ) යා තිරිංග
මෝටරයට අමතරව, නැසෙල් නිදහසේ කැරකීම වැළැක්වීම සඳහා තිරිංග පද්ධතියක් ඇත. යා තිරිංග අත්යවශ්ය වන්නේ:
– ටර්බයිනය අපේක්ෂිත කෝණයට ළඟා වූ විට පිහිටීම ස්ථාවර කරන්න,
– අඛණ්ඩ කුඩා චලනයන් වැළැක්වීම (යව් දඩයම),
- ඇතැම් සුළං තත්ත්වයන් යටතේ හෝ ටර්බයිනය නතර වන විට නාසෙල් අල්ලාගෙන සිටීම.
e) ටර්බයින් පාලකය (පාලකය)
පාලකය සංවේදක සංඥා ලබා ගනී, පාලන තර්කනය යොදයි, පසුව මෝටර සහ තිරිංග වෙත විධාන යවයි. පාලකය ආරක්ෂිත අන්තර් අගුළු ද ක්රියාත්මක කරයි: නිදසුනක් ලෙස, සංවේදකයක් අසමත් වූ විට, ටර්බයිනය ඇතැම් මාදිලියේ ඇති විට හෝ සුළං වේගය අධික වූ විට, යව් වැළැක්වීම.
4. යා යුතු වේලාව ටර්බයිනය තීරණය කරන්නේ කෙසේද?
සුළඟ සුළු වශයෙන් වෙනස් වන සෑම අවස්ථාවකම ටර්බයින සෑම විටම නිවැරදි නොවේ. ඒවා ඉතා සංවේදී නම්, පද්ධතිය නිතර චලනය වන අතර මෝටරයේ, යා ධාවකයේ කුඩා ගියර් පෙට්ටියේ සහ යා බෙයාරිංවල ගෙවී යාම වේගවත් කරයි. එබැවින්, යා පාලනය සාමාන්යයෙන් එළිපත්ත (මළ පටිය) සහ කාල ප්රමාදය යන සංකල්ප භාවිතා කරයි.
අ) යා දෝෂය සහ ඩෙඩ්බෑන්ඩ්
– යා දෝෂය = මනින ලද සුළං දිශාව – වත්මන් නාසෙල් පිහිටීම
– ඩෙඩ්බෑන්ඩ් යනු ඉවසීමේ පරාසයකි, උදාහරණයක් ලෙස ±5° සිට ±15° දක්වා (නිෂ්පාදකයින් සහ පාලන උපාය මාර්ග අතර වෙනස් වේ).
යා දෝෂය තවමත් ඩෙඩ්බෑන්ඩ් තුළ තිබේ නම්, ටර්බයිනය චලනය නොවීමට තෝරා ගනී.
ආ) කාල ප්රමාදය සහ දත්ත පෙරීම
කැළඹිලි ස්වභාවය හේතුවෙන් සුළං දිශාව උච්චාවචනය වේ. එබැවින්, සංවේදක දත්ත සාමාන්යයෙන්:
- චලනය වන සාමාන්යය භාවිතයෙන් පෙරහන් කර ඇත,
- යම් කාලයක් තුළ තක්සේරු කර ඇත (උදා: තත්පර 10-60),
එවිට ටර්බයිනය තාවකාලික "ශබ්දයට" ප්රතික්රියා නොකරයි.
ඇ) යා පියවර උපාය මාර්ගය
අඛණ්ඩව භ්රමණය වීම වෙනුවට, ටර්බයින බොහෝ විට කුඩා පියවර වලින් ඇඹරෙයි. ඒවා අංශක කිහිපයක් භ්රමණය වී, නතර වී, නැවත ඇගයීමට ලක් කර, අවශ්ය නම් නැවත ආරම්භ කරනු ඇත. මෙම ප්රවේශය දෝලනය අඩු කිරීමට සහ යාන්ත්රික බර පාලනය කිරීමට උපකාරී වේ.
5. යා පාලන වැඩ කිරීමේ ක්රියාවලිය අනුපිළිවෙලින්
මහා පරිමාණ ටර්බයින සඳහා පොදු වැඩ ප්රවාහයක් පහත දැක්වේ:
1. සුළං තත්ත්වයන් මැනීම. සුළං වේන් එක නාසෙල්ලට සාපේක්ෂව සුළං දිශාව කියවන අතර, ඇනිමෝමීටරය වේගය කියවයි.
2. වැරදි පෙළගැස්ම ගණනය කිරීම. පාලකය යා දෝෂය ගණනය කර එය ඩෙඩ්බෑන්ඩ් ඉක්මවා යනවාදැයි පරීක්ෂා කරයි.
3. මෙහෙයුම් තත්ත්වය පරීක්ෂා කිරීම. පද්ධතිය ටර්බයිනය ආරක්ෂිතව ඇඹරෙන තත්වයක පවතින බව සහතික කරයි: තීරණාත්මක අනතුරු ඇඟවීම් නොමැත, තිරිංග සූදානම්, මෝටර තිබේ, සහ කේබල් භ්රමණ සීමාවන් ආරක්ෂිතයි (කුළුණ ඇතුළත කේබල් සහිත සැලසුම් සඳහා).
4. අවශ්ය නම් යා තිරිංග මුදා හරින්න. නැසෙල් චලනය වීමට ඉඩ සැලසෙන පරිදි තිරිංග මුදා හැරිය හැක.
5. යා මෝටරය සක්රිය කිරීම. මෝටරය නාසෙල් සුළඟ දෙසට කරකවයි. බර අඩු කිරීම සඳහා යා අනුපාතය සාපේක්ෂව මන්දගාමීව තබා ඇත (උදා: තත්පරයට අංශක කිහිපයක්).
6. තිරිංග සහ ස්ථාන අගුලු දැමීම. ඉලක්ක කෝණය ළඟා වන විට, මෝටරය නතර වන අතර තිරිංග නැසෙල් ස්ථාවරව තබා ගනී.
7. සත්යාපනය. යා දෝෂය අඩු වී ඇත්දැයි බැලීමට සංවේදකය නැවත කියවයි. එසේ නොවේ නම්, චක්රය නැවත සිදු වේ.
6. යා පාලනය සහ තාරතාව සහ බල පාලනය අතර සම්බන්ධතාවය
යා පාලනය හුදකලාව නොපවතී. නවීන ටර්බයිනවල, ප්රධාන අනුපූරක පාලන තුනක් ඇත:
- තාරතා පාලනය: බලය සහ බර නියාමනය කිරීම සඳහා තලවල කෝණය වෙනස් කරයි.
- රොටර් වේග පාලනය: රොටර් භ්රමණය සකස් කරයි (උත්පාදක යන්ත්රය සහ පරිවර්තකය හරහා).
- යා පාලනය: රෝටරය සුළඟට මුහුණ ලා ඇති බව සහතික කරයි.
උදාහරණයක් ලෙස, ඉතා තද සුළං වලදී, ටර්බයිනය යම් තාරතාවයකදී බල සීමා කිරීමේ මාදිලියට ඇතුළු විය හැකිය. මෙම තත්වයන් යටතේ, බර වැඩි වීම වළක්වා ගැනීම සඳහා යා පද්ධතිය වඩාත් ගතානුගතික කළ හැකිය. අනෙක් අතට, සාමාන්ය නිෂ්පාදන තත්වයන් යටතේ, කාර්යක්ෂමතාව ලබා ගැනීම සඳහා යා වඩාත් ක්රියාකාරී වනු ඇත.
7. යා පද්ධතිවල පොදු අභියෝග සහ ගැටළු
අ) යව් දඩයම
ඝෝෂාකාරී සුළං දිශා සංඥාවක් හෝ ඉතා කුඩා ඩෙඩ්බෑන්ඩ් එකක් හේතුවෙන් ටර්බයිනය යා දිශාව නිතර වෙනස් කරන විට මෙය සිදු වේ. මෙය මෝටරය, තිරිංග සහ බෙයාරිං ගෙවී යාමට හේතු වේ.
ආ) යව් බෙයාරින් සහ ගියර් ඇඳුම්
අධික බර පැටවීම් සහ පුනරාවර්තන චලනයන් හේතුවෙන්, ලිහිසි කිරීම සහ පරීක්ෂා කිරීම අත්යවශ්ය වේ. ගියර් වැරදි ලෙස පෙළගැස්වීම, දුර්වල ලිහිසි කිරීම හෝ දූෂක ද්රව්ය ඇතුළු වීම හානිය වේගවත් කළ හැකිය.
ඇ) සංවේදක අසමත් වීම
සුළං වේන් එකට හානි සිදුවී ඇත්නම් හෝ ඇනිමෝමීටරය වැරදි කියවීම් ලබා දෙන්නේ නම්, ටර්බයිනය වැරදි දිශාවකට මුහුණලා තිබිය හැකිය. බොහෝ ටර්බයින දෝෂ සහිත සංවේදක හඳුනා ගැනීමට රෝග විනිශ්චය සහ අතිරික්තතාව භාවිතා කරයි.
ඈ) කේබල් ඇඹරුම් සීමාව
සමහර මෝස්තර වලදී, යව් එක දිශාවකට ඕනෑවට වඩා කරකැවුවහොත්, නාසෙල් තුළ ඇති විදුලි හා සංඥා කේබල් ඇඹරී යා හැක. එබැවින්, නාසෙල් යථා තත්ත්වයට පත් කිරීම සඳහා ඇඹරුම් සංවේදකයක් සහ ඇඹරුම් ක්රියා පටිපාටියක් වැනි ඇඹරුම් කළමනාකරණ පද්ධති ක්රියාත්මක වේ.
8. රැකවරණය සහ හොඳම පිළිවෙත්
යා පද්ධතිය ප්රශස්ත ලෙස ක්රියා කිරීම සඳහා, ක්රියාකරුවන් සාමාන්යයෙන් භාවිතා කරන්නේ:
- සුළං දිශා සංවේදකය වරින් වර ක්රමාංකනය කරන්න.
- තිරිංග සහ මෝටර් පරීක්ෂාව: උෂ්ණත්වය, ධාරාව සහ තිරිංග ප්රතිචාරය.
– නිෂ්පාදකයාගේ කාලසටහනට අනුව යා බෙයාරිං සහ ගියර් ලිහිසි කරන්න.
– SCADA දත්ත විශ්ලේෂණය: යා සංඛ්යාතය, කාලසීමාව සහ දෝෂ රටා නිරීක්ෂණය කරන්න. රටා වල වෙනස්කම් මුල් ගැටළු පෙන්නුම් කළ හැකිය.
- මුදු ආම්පන්නය, බෝල්ට් සහ නාසෙල් ව්යුහය දෘශ්ය පරීක්ෂාව.
නිගමනය
සුළං ටර්බයින සුළඟට මුහුණලා තබා ගැනීමට සහ ආරක්ෂිත ව්යුහාත්මක බර පවත්වා ගනිමින් කාර්යක්ෂමව බලය ජනනය කිරීමට යාව් පාලන පද්ධතිය යතුරයි. සුළං වේගය සහ දිශා සංවේදක භාවිතා කරමින්, පාලකය වැරදි පෙළගැස්ම නිවැරදි කිරීමට ප්රමාණවත් තරම් විශාල දැයි තීරණය කරයි, පසුව මෝටරය හරහා යාව් ධාවකය යොදන අතර තිරිංග සමඟ ස්ථානය රඳවා ගනී. බොහෝ විට ගැටුම්කාරී ඉලක්ක දෙකක් සමතුලිත කිරීම සඳහා ඩෙඩ්බෑන්ඩ්, සංඥා පෙරහන සහ යාව් පියවර වැනි උපාය මාර්ග භාවිතා කරයි: සුළං වෙනස්කම් වලට වේගවත් ප්රතිචාර දැක්වීම සහ සංරචක ඇඳීම අවම කිරීම. ඒවා ආන්තික පරිසරවල ක්රියාත්මක වන අතර සැලකිය යුතු බරක් රැගෙන යන බැවින්, යාව් පද්ධතිවලට ඒවායේ මෙහෙයුම් කාලය පුරාම ප්රශස්ත ටර්බයින ක්රියාකාරිත්වය පවත්වා ගැනීම සඳහා විශ්වාසදායක සැලසුමක් සහ නියමිත නඩත්තුවක් අවශ්ය වේ.
