තාරතා පද්ධතිය සුළං ටර්බයින තලවල කෝණය සකස් කරන ආකාරය
නවීන සුළං ටර්බයින සුළඟේ කැරකෙන තලවලට වඩා වැඩි යමක් මත රඳා පවතී. පෙනෙන පරිදි සරල භ්රමණය පිටුපස ඇත්තේ සුළං වේගයේ වෙනස්කම් වලට මුහුණ දෙන විට ආරක්ෂිතව සිටියදී ටර්බයිනයේ විදුලි නිෂ්පාදනය ප්රශස්ත කිරීම සඳහා නිර්මාණය කර ඇති පාලන පද්ධතියකි. සුළං ටර්බයින පාලනයේ වැදගත්ම අංගයක් වන්නේ තාර පද්ධතියයි, එය සුළං දිශාවට සාපේක්ෂව තල කෝණය නියාමනය කරන යාන්ත්රණයකි. තල කෝණය වෙනස් කිරීමෙන්, ටර්බයිනයට වැඩි ශක්තියක් ග්රහණය කර ගැනීමට, තද සුළං අතරතුර බලය සීමා කිරීමට සහ අධික ආතතියෙන් ටර්බයින ව්යුහය ආරක්ෂා කිරීමට හැකිය.
තාරතාව යනු කුමක්ද සහ තල කෝණය වැදගත් වන්නේ ඇයි?
සුළං ටර්බයින සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, තාරතාව යනු භ්රමකයේ භ්රමණ තලයට සාපේක්ෂව තලවල භ්රමණ කෝණයයි. ටර්බයින් තල බොහෝ දුරට ගුවන් යානා පියාපත් මෙන් ක්රියා කරයි: සුළඟ තල පැතිකඩ හරහා ගලා යන විට, සෝපානය ජනනය වන අතර එමඟින් භ්රමකය භ්රමණය වේ. කෙසේ වෙතත්, එසවීමේ සහ ඇදීමේ විශාලත්වය ප්රහාරක කෝණය මගින් සැලකිය යුතු ලෙස බලපායි, එය සාපේක්ෂ සුළං ප්රවාහය සහ තල පැතිකඩෙහි මධ්ය රේඛාව අතර කෝණයයි. ප්රහාරක කෝණය එහි වඩාත් කාර්යක්ෂම මට්ටමේ පවත්වා ගැනීම සඳහා තාරතා පද්ධතිය තල කෝණය වෙනස් කරයි.
ඉහළ සුළං වේගයකදී තල කෝණය සුළඟට වඩා "නැමී" තිබේ නම්, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස ඇති වන බලය අධික විය හැකිය. එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස, භ්රමකය ඉතා වේගයෙන් භ්රමණය විය හැකි අතර, එය උත්පාදක යන්ත්රයේ ධාරිතාව ඉක්මවා යන අතර, යාන්ත්රික සංරචක මත අධික ආතතියක් ඇති කරයි. අනෙක් අතට, මධ්යස්ථ සුළං වලදී තල කෝණය ඕනෑවට වඩා "වසා" තිබේ නම්, පවතින ශක්තිය ප්රශස්ත ලෙස භාවිතා නොවේ. එබැවින්, කාර්යක්ෂමතාව සහ ආරක්ෂාව අතර සමතුලිතතාවයක් පවත්වා ගැනීම සඳහා තාරතා පද්ධතිය යතුරයි.
තාරතා පද්ධතියේ ක්රියාකාරී මූලධර්මය: ශක්තිය ග්රහණය කර ගැනීමේ සිට බලය සීමා කිරීම දක්වා
සාමාන්යයෙන් සුළං ටර්බයින මෙහෙයුම් සුළං වේග කලාප කිහිපයකට බෙදා ඇත:
1. කැපුම් වේගය (භ්රමණ ආරම්භක වේගය)
අඩු සුළං වේගයකදී, ටර්බයිනය භ්රමණය වී විදුලිය ජනනය කිරීමට පටන් ගනී. තාරතා පද්ධතිය මඟින් තල කෝණය සකස් කර කාර්යක්ෂමව සුළඟ "සපා කෑමට" සහ ප්රමාණවත් ව්යවර්ථයක් ජනනය කරයි.
2. ශ්රේණිගත කළ සුළං වේගයට වඩා අඩු ප්රදේශයක්
සුළං වේගය වැඩි වුවද ශ්රේණිගත කළ වේගයට වඩා අඩු මට්ටමක පවතින විට, ටර්බයිනයේ ප්රධාන ඉලක්කය වන්නේ බලශක්ති ග්රහණය උපරිම කිරීමයි. තල ප්රශස්ත ප්රහාරක කෝණයකින් ක්රියාත්මක වන පරිදි තාරතාව සකස් කර ඇති අතර එමඟින් බල සංගුණකය (Cp) එහි උපරිම අගයට ආසන්න වේ. මෙම තත්වයන් යටතේ, පද්ධතිය සාමාන්යයෙන් ස්ථායී උත්පාදක ක්රියාකාරිත්වය සහතික කිරීම සඳහා යම් පරාසයක් තුළ භ්රමක වේගය පවත්වා ගනී.
3. නාමික සුළං වේගය (නාමික වේගය)
මෙය ටර්බයිනය එහි උපරිම සැලසුම් ප්රතිදාන බලයට ළඟා වන ස්ථානයයි. මෙම ස්ථානයට ඉහළින්, උත්පාදක යන්ත්රය, ගියර් පෙට්ටිය (ඇත්නම්) සහ යාන්ත්රික ව්යුහයට සීමාවන් ඇති බැවින් ටර්බයිනය බලය වැඩි කිරීම දිගටම කරගෙන නොයා යුතුය.
4. බල සීමා ප්රදේශය (ශ්රේණිගත කළ සුළං වේගයට වඩා වැඩි)
සුළං ශ්රේණිගත වේගය ඉක්මවා යන විට, තාරතා පද්ධතිය "වායුගතික තිරිංගයක්" ලෙස ක්රියා කරයි. එසවීම අඩු කිරීමට සහ ව්යවර්ථය සීමා කිරීමට තල භ්රමණය වන අතර, බල ප්රතිදානය ශ්රේණිගත අගයට ආසන්නව තබා ගනී. මේ ආකාරයෙන්, ටර්බයිනය පද්ධතිය වසා දැමීමකින් තොරව ආරක්ෂිතව ක්රියාත්මක වේ.
5. කටවුට් වේගය (ක්රියාකාරීත්වය නැවැත්වීමේ වේගය)
සුළඟ ඉතා ශක්තිමත් හෝ කැළඹිලි සහිත නම්, ආරක්ෂාව සඳහා ටර්බයිනය නතර වේ. වායුගතික ඇදීම අඩු කිරීම සඳහා තාරතා පද්ධතිය තල "පිහාටු" ස්ථානයකට (සුළඟට සමාන්තරව) කරකවන අතර පසුව තිරිංග පද්ධතිය රොටරය අගුළු දමයි.
තාරතා පද්ධතියේ ප්රධාන සංරචක
තාරතා පද්ධතිය ඒකාබද්ධ ආකාරයකින් ක්රියා කරන සංරචක කිහිපයකින් සමන්විත වේ:
- පිච් බෙයාරින්
තල මූලයේ ඇති විශාල බෙයාරින් එකක් මඟින් තලයට එහි අක්ෂය වටා භ්රමණය වීමට ඉඩ සලසයි. තල ශක්තිමත් සහ නැවත නැවත සුළං බලවේගවලට යටත් වන බැවින් මෙම සංරචකය සැලකිය යුතු බරකට ඔරොත්තු දිය යුතුය.
– පිච් ඇකියුමේටරය (පිච් ඇකියුමේටරය)
මෙය තලය කරකවන "මාංශ පේශි" වේ. ක්රියාකරු හයිඩ්රොලික් හෝ විද්යුත් පද්ධතියක් විය හැකිය.
- තාරතා පාලකය
සංවේදක දත්ත මත පදනම්ව, තල කෝණය කවදාද සහ කොපමණ ප්රමාණයක් වෙනස් කළ යුතුද යන්න ඉලෙක්ට්රොනික පද්ධතිය සහ මෘදුකාංගය තීරණය කරයි.
- සංවේදක සහ උපකරණ
සුළං වේග සංවේදක (ඇනිමෝමීටරය), සුළං දිශාව (සුළං වේන්), රෝටර් භ්රමණය, උත්පාදක ව්යවර්ථය, උෂ්ණත්වය, කම්පනය සහ පාලන තීරණ සඳහා සහාය වන අනෙකුත් දත්ත ඇතුළත් වේ.
– උපස්ථ සම්පත්
ප්රධාන විදුලිය විසන්ධි වුවද, තල ආරක්ෂිත ස්ථානයකට කරකැවිය හැකි වන පරිදි, පිච් පද්ධතිවල සාමාන්යයෙන් බැටරියක් හෝ ඇකියුලේටරයක් ඇත.
විදුලි එදිරිව හයිඩ්රොලික් තාර පද්ධති
1. විදුලි තණතීරුව
විදුලි පද්ධතිවල, සෑම තලයකම සාමාන්යයෙන් විදුලි මෝටරයක් (බොහෝ විට සර්වෝ මෝටරයක්) ඇති අතර එමඟින් තාර බෙයාරිං මත ගියර් හෝ ධාවක යාන්ත්රණයක් කරකවයි. වාසි:
- වඩාත් නිවැරදි කෝණ පාලනය
- නඩත්තුව හයිඩ්රොලික් වලට වඩා පහසුයි (තෙල් කාන්දු වීමක් නැත)
- නවීන පාලන ඒකාබද්ධ කිරීම සරලයි
කෙසේ වෙතත්, විදුලි පද්ධති සඳහා විශ්වාසදායක විදුලි සැලසුමක් සහ ආන්තික තත්වයන්ට (ආර්ද්රතාවය, අකුණු, උෂ්ණත්වය) එරෙහිව ආරක්ෂාව අවශ්ය වේ.
2. හයිඩ්රොලික් තණතීරුව
හයිඩ්රොලික් පද්ධතිය තල භ්රමණය කරන සිලින්ඩර චලනය කිරීමට තරල (තෙල්) පීඩනය භාවිතා කරයි. වාසි:
- විශාල බලවේග සහ වේගවත් ප්රතිචාර නිපදවීමේ හැකියාව.
- ඉහළ ධාවක ව්යවර්ථයක් අවශ්ය වන ඇතැම් මෝස්තර සඳහා සුදුසු වේ.
අවාසි අතර තරල පද්ධතියේ සංකීර්ණත්වය, කාන්දුවීම් සඳහා ඇති හැකියාව සහ වඩාත් දැඩි නඩත්තු කිරීමේ අවශ්යතාවය ඇතුළත් වේ.
තණතීරු පාලනය තීරණ ගන්නේ කෙසේද?
තාරතාව අහඹු ලෙස වෙනස් නොවේ. පාලකය ක්රියාත්මක වන්නේ ටර්බයිනයේ මෙහෙයුම් ඉලක්ක මත පදනම්ව වන අතර, එයට සාමාන්යයෙන් කරුණු දෙකක් ඇතුළත් වේ: රොටර් වේගය පවත්වා ගැනීම සහ උත්පාදක බලය පවත්වා ගැනීම.
– ශ්රේණිගත බලයට වඩා අඩු: පාලනය කාර්යක්ෂමතාව කෙරෙහි අවධානය යොමු කරයි. පද්ධතිය අස්ථාවර නොකර රෝටරයට උපරිම ව්යවර්ථය ලබා ගැනීමට ඉඩ සලසන පරිදි තල කෝණය සකස් කර ඇත.
– ශ්රේණිගත බලයට වඩා ඉහළින්: පාලනය සීමා කිරීම කෙරෙහි අවධානය යොමු කරයි. වායුගතික ඇදගෙන යාම අඩු කිරීම සඳහා තල කෝණය ක්රමයෙන් "විවෘත" කර, භ්රමණය සහ බලය නියතව තබා ගනී.
පාලකය PID (Proportional-Integral-Derivative) වැනි පාලන ඇල්ගොරිතම හෝ වඩාත් සංකීර්ණ ක්රම (උදා: අනුවර්තන පාලනය) භාවිතා කරයි. පද්ධතිය කැළඹිලි සහ සුළං සඳහාද හේතු වේ. සුළං සිදුවීම් වලදී, උපරිම බර පැටවීම් සංරචක වලට හානි වීම වැළැක්වීම සඳහා තණතීරුව ඉක්මනින් නිවැරදි කළ හැකිය.
ආරක්ෂිත පද්ධතියක් ලෙස පිච් කරන්න (අසාර්ථක-ආරක්ෂිත)
බල ප්රශස්තිකරණයට අමතරව, තාරතාව ආරක්ෂක පද්ධතියේ තීරණාත්මක කොටසකි. අධික වේගය, අධික උත්පාදක උෂ්ණත්වය, බල ජාලක අසමත් වීම හෝ අධික කම්පනය වැනි අසාමාන්ය තත්වයන් ඇති වූ විට - ටර්බයිනය වසා දැමීමේ මාදිලියට ඇතුළු විය හැකිය. මෙම මාදිලියේදී, තල පිහාටු ස්ථානයට කරකවනු ලැබේ, එය තල මත සුළං බලය අවම කරන ස්ථානයකි. තල සුළං ප්රවාහයට "සමාන්තරව" ඇති විට, භ්රමකය ව්යවර්ථය නැති වී මන්දගාමී වේ. පසුව, භ්රමණය සම්පූර්ණයෙන්ම නැවැත්වීම සඳහා යාන්ත්රික තිරිංග යෙදිය හැකිය.
වසා දැමීමේදී තාරතාව භූමිකාවක් ඉටු කරන බැවින්, පද්ධති සාමාන්යයෙන් නිර්මාණය කර ඇත්තේ අතිරික්ත වීමටයි: ද්විත්ව සංවේදක, උපස්ථ පාලන මාර්ග සහ හදිසි බල ප්රභවයන් සමඟ. පද්ධති අසමත් වීමක් සිදු වුවද, තල තවමත් ආරක්ෂිත ස්ථානයකට කරකැවිය හැකි බව මෙය සහතික කරයි.
ටර්බයින ක්රියාකාරිත්වයට තාරතා පද්ධතියේ බලපෑම
හොඳ තණතීරු සැකසුම සැබෑ ප්රතිලාභ ලබා දෙයි:
1. බලශක්ති නිෂ්පාදනය වැඩි වීම
මධ්යස්ථ සුළං ඇති විට තල ප්රශස්ත කෝණයක තබා ගැනීමෙන්, ටර්බයිනයට වසර පුරා වැඩි ශක්තියක් නිපදවිය හැකිය.
2. ව්යුහාත්මක බර අඩු කිරීම
තද සුළං වලදී තණතීරුව උපරිම බර අඩු කරයි. මෙය තල, හබ්, ගියර් පෙට්ටිය සහ කුළුණෙහි ආයු කාලය දීර්ඝ කරයි.
3. උත්පාදක ක්රියාකාරිත්වයේ ස්ථායිතාව
නාමික මට්ටම්වල බලය රඳවා තබා ගැනීමෙන් විදුලි සංරචක වලට හානි කළ හැකි බල සැඩපහර වළක්වන අතර ප්රතිදාන ගුණාත්මකභාවය වැඩි දියුණු කරයි.
4. අසාර්ථක වීමේ අවදානම අඩු කිරීම
පිහාටු සවි කිරීම හරහා අසාර්ථක-ආරක්ෂිත මාදිලිය මාරාන්තික විය හැකි අධික වේගයෙන් ධාවනය වැළැක්වීමට උපකාරී වේ.
වසා දැමීම
තාරතා පද්ධතිය යනු නවීන සුළං ටර්බයිනවල "වායුගතික සුක්කානම" වේ. තල කෝණය ක්රියාකාරීව සකස් කිරීමෙන්, ටර්බයිනය සුළං වේගයේ වෙනස්කම් වලට අනුවර්තනය වේ, කොන්දේසි හිතකර වන විට බලශක්ති නිෂ්පාදනය උපරිම කරයි සහ සුළං ඕනෑවට වඩා ශක්තිමත් වන විට සීමා කරයි හෝ ආරක්ෂිතව නතර කරයි. බෙයාරින් යාන්ත්රණ, ක්රියාකාරක (විදුලි හෝ හයිඩ්රොලික්), නිරවද්ය සංවේදක සහ නිරවද්ය පාලන ඇල්ගොරිතමවල සංයෝජනය තාරතාව ගතික පරිසරයන් තුළ සුළං ටර්බයින කාර්යක්ෂමව, ස්ථාවරව සහ කල් පවතින ලෙස ක්රියාත්මක වීමට හැකි ප්රධාන තාක්ෂණයන්ගෙන් එකක් බවට පත් කරයි.
ඔබට අවශ්ය නම්, මට තාර කෝණ සංකල්පයේ නිදර්ශන, මෙහෙයුම් අවස්ථා සඳහා උදාහරණ (ශ්රේණිගත කළ සුළං වේගයට පහළින් සහ ඉහළින්) එකතු කළ හැකිය, නැතහොත් බල සංගුණකය සහ ප්රහාරක කෝණය සූත්ර සමඟ ලිපියේ වඩාත් තාක්ෂණික අනුවාදයක් සම්පාදනය කළ හැකිය.
