காற்றாலையில் யாவ் கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு செயல்படும் விதம்

காற்றாலைகளில் யாவ் கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு எவ்வாறு செயல்படுகிறது

நவீன காற்றாலைகள், காற்றின் திசை மற்றும் வேகத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்களிலிருந்து முடிந்தவரை அதிக ஆற்றலைப் பெறும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. சுழலி (பிளேடு) எப்போதும் சரியான கோணத்தில் காற்றை எதிர்கொள்வதை உறுதிசெய்ய, காற்றின் திசையில் ஏற்படும் மாற்றங்களுக்கு ஏற்ப கோண்டோலாவை (நாசெல்) சுழற்றக்கூடிய ஒரு பொறிமுறை காற்றாலைக்குத் தேவைப்படுகிறது. இந்தப் பொறிமுறை யாவ் கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது. எளிமையாகச் சொன்னால், யாவ் என்பது சுழலியின் வீச்சுத் தளம் உள்வரும் காற்றின் திசைக்கு இணையாக இருக்கும் வகையில், ஒரு செங்குத்து அச்சைச் சுற்றி காற்றாலையைச் சுழற்றுவதாகும். இந்தக் கட்டுரை, காற்றாலைகளில் யாவ் கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு எவ்வாறு செயல்படுகிறது, அதன் முக்கிய கூறுகள், கட்டுப்பாட்டு உத்திகள், சவால்கள் மற்றும் பராமரிப்பு ஆகியவற்றை விவாதிக்கிறது.

1. திசைமாற்றக் கட்டுப்பாடு ஏன் முக்கியமானது?

யாவ் கட்டுப்பாட்டின் முதன்மை நோக்கம், காற்றின் திசைக்கும் ரோட்டரின் பயணத் திசைக்கும் இடையிலான கோண வேறுபாடான யாவ் சீரற்ற நிலையைக் குறைப்பதாகும். ரோட்டர் காற்றுடன் சீரற்று இருந்தால், காற்றின் ஆற்றலில் ஒரு பகுதி உகந்த முறையில் பிடிக்கப்படாமல் ரோட்டரைக் கடந்து சென்றுவிடும். இதன் தாக்கம்:

1. ஆற்றல் வெளியீடு குறைதல். பொதுவாக, சீரற்ற நிலை அதிகமாக இருந்தால், ஆற்றல் வெளியீடும் அதிகமாகக் குறையும்.
2. கட்டமைப்புச் சுமைகள் அதிகரிக்கின்றன. காற்று பக்கவாட்டிலிருந்து வரும்போது, ​​காற்றியக்க விசைகள் சமச்சீரற்றதாகி, பிளேடுகள், மையம், அச்சு மற்றும் கோபுரம் ஆகியவற்றின் மீது இயக்கச் சுமைகளைத் தூண்டுகின்றன.
3. அதிர்வு மற்றும் விரைவான தேய்மானம். சீரற்ற நிலை, இயந்திரக் கூறுகளில் அதிர்வை அதிகரித்து, தேய்மானத்தை விரைவுபடுத்தக்கூடும்.

சிறந்த சுழற்சிக் கட்டுப்பாட்டுடன், விசையாழியால் அதன் செயல்திறனைத் தக்கவைத்து, சேவைக்காலத்தையும் நீட்டிக்க முடியும்.

2. யாவ் அமைப்பின் அடிப்படைக் கோட்பாடுகள்

கிடைமட்ட-அச்சு காற்றாலைகள் (HAWTs) பொதுவாக ஒரு மோட்டாரைப் பயன்படுத்தி நாசெல்லைச் சுறுசுறுப்பாகச் சுழற்றும் ஒரு செயல்திறன் மிக்க யா அமைப்பைப் பயன்படுத்துகின்றன. காற்றைப் பின்தொடர்வதற்காக சில சமயங்களில் ஒரு வாலைப் (துடுப்பு) பயன்படுத்தும் சிறிய காற்றாலைகளைப் போலல்லாமல், பெரிய நாசெல் நிறை மற்றும் துல்லியமான கட்டுப்பாட்டின் தேவை காரணமாக, பயன்பாட்டு அளவிலான காற்றாலைகள் கிட்டத்தட்ட எப்போதும் செயல்திறன் மிக்க யா அமைப்பையே பயன்படுத்துகின்றன.

காற்றின் திசையில் ஏற்படும் மாற்றத்தை சென்சார் கண்டறியும்போது, ​​டர்பைன் எவ்வளவு சுழல வேண்டும் என்பதை கன்ட்ரோலர் (PLC/SCADA கன்ட்ரோலர்) கணக்கிடுகிறது. சீரற்ற கோணம் ஒரு குறிப்பிட்ட வரம்பைத் தாண்டினால், யாவ் மோட்டார், யாவ் பேரிங்கில் உள்ள பற்சக்கரங்களை இயக்கி, நாசெல்லை அது சீரமைக்கப்படும் வரை சுழலச் செய்கிறது.

3. யாவ் கட்டுப்பாட்டு அமைப்பின் முக்கிய கூறுகள்

அ) காற்றின் வேகம் மற்றும் திசை உணரி
நாசெல்லுக்கு மேலே பொதுவாக இருப்பவை:
– நாசெல்லைப் பொறுத்து காற்றின் திசையை அளவிடுவதற்கான காற்று திசைமானி.
– காற்றின் வேகத்தை அளவிடும் காற்றுமானி.

திசைமாற்றத் திருத்தம் செய்வது அவசியமா என்பதைத் தீர்மானிப்பதற்கான முக்கிய உள்ளீடாக இந்தத் தரவு விளங்குகிறது.

b) யாவ் பேரிங்
யாவ் பேரிங் என்பது ஒரு பெரிய, வளைய வடிவ பேரிங் ஆகும், இது நாசெல்லை கோபுரத்தின் மீது சுழல அனுமதிக்கிறது. இந்த பேரிங், நாசெல்லின் எடை, ரோட்டார் உந்துவிசை மற்றும் கொந்தளிப்பினால் ஏற்படும் இயக்க சுமைகள் ஆகிய ஒருங்கிணைந்த சுமையைத் தாங்கக்கூடியதாக இருக்க வேண்டும்.

c) யாவ் டிரைவ் மற்றும் யாவ் மோட்டார்
ஒரு யாவ் டிரைவ் என்பது பொதுவாக, யாவ் பேரிங்கில் உள்ள ரிங் கியருடன் பிணைந்திருக்கும் ஒரு பினியன் கியரை இயக்கும் பல மின் மோட்டார்களைக் (பெரும்பாலும் கூடுதல் பாதுகாப்பிற்காக ஒன்றுக்கு மேற்பட்டவை) கொண்டிருக்கும். வடிவமைப்பு மற்றும் முறுக்குவிசைத் தேவைகளைப் பொறுத்து, இந்த மோட்டார்கள் மாறி மாறி அல்லது ஒரே நேரத்தில் இயங்கலாம்.

d) யாவ் பிரேக்
மோட்டாருடன் கூடுதலாக, நாசெல் தன்னிச்சையாகச் சுழலாமல் தடுப்பதற்கு ஒரு பிரேக்கிங் அமைப்பும் உள்ளது. யாவ் பிரேக்குகள் பின்வருவனவற்றிற்கு அவசியமானவை:
டர்பைன் விரும்பிய கோணத்தை அடையும்போது, ​​அதன் நிலையை நிலைப்படுத்தவும்.
– தொடர்ச்சியான சிறிய அசைவுகளை (யாவ் ஹண்டிங்) தடுக்கவும்,
குறிப்பிட்ட காற்று நிலைகளின் போது அல்லது டர்பைன் நிற்கும் போது நாசெல்லைப் பிடித்துக் கொள்வதற்கு.

இ) விசையாழி கட்டுப்படுத்தி (கட்டுப்படுத்தி)
கட்டுப்பாட்டகம் சென்சார் சிக்னல்களைப் பெற்று, கட்டுப்பாட்டு தர்க்கத்தைப் பயன்படுத்துகிறது, பின்னர் மோட்டார்கள் மற்றும் பிரேக்குகளுக்குக் கட்டளைகளை அனுப்புகிறது. கட்டுப்பாட்டகம் பாதுகாப்பு இடைப்பூட்டுகளையும் செயல்படுத்துகிறது: எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு சென்சார் செயலிழக்கும்போது, ​​டர்பைன் சில குறிப்பிட்ட முறைகளில் இருக்கும்போது, ​​அல்லது காற்றின் வேகம் மிக அதிகமாக இருக்கும்போது, ​​திசைமாற்றத்தைத் தடுக்கிறது.

4. சுழல வேண்டிய நேரத்தை விசையாழி எவ்வாறு தீர்மானிக்கிறது?

காற்றின் திசையில் சிறிதளவு மாற்றம் ஏற்படும்போதெல்லாம் டர்பைன்கள் தங்களைச் சரிசெய்துகொள்வதில்லை. அவை அதிக உணர்திறன் கொண்டவையாக இருந்தால், அந்த அமைப்பு அடிக்கடி இயங்கி, மோட்டார், யாவ் டிரைவில் உள்ள சிறிய கியர்பாக்ஸ் மற்றும் யாவ் பேரிங்குகள் ஆகியவற்றின் தேய்மானத்தை விரைவுபடுத்தும். எனவே, யாவ் கட்டுப்பாடு பொதுவாக வரம்புநிலை (டெட் பேண்ட்) மற்றும் நேரத் தாமதம் ஆகிய கோட்பாடுகளைப் பயன்படுத்துகிறது.

அ) யாவ் பிழை மற்றும் டெட் பேண்ட்
– யாவ் பிழை = அளவிடப்பட்ட காற்றின் திசை – தற்போதைய நாசெல் நிலை
டெட் பேண்ட் என்பது ஒரு சகிப்புத்தன்மை வரம்பு, எடுத்துக்காட்டாக ±5° முதல் ±15° வரை (இது உற்பத்தியாளர்கள் மற்றும் கட்டுப்பாட்டு உத்திகளைப் பொறுத்து மாறுபடும்).

திசைமாற்றப் பிழை செயலற்ற வரம்பிற்குள் இருந்தால், விசையாழி நகர மறுக்கிறது.

b) நேரத் தாமதம் மற்றும் தரவு வடிகட்டுதல்
கொந்தளிப்பின் காரணமாக காற்றின் திசை ஏற்ற இறக்கமாக இருக்கும். எனவே, சென்சார் தரவுகள் பொதுவாக:
– நகரும் சராசரியைப் பயன்படுத்தி வடிகட்டப்பட்டது,
– ஒரு குறிப்பிட்ட கால இடைவெளியில் (எ.கா. 10–60 வினாடிகள்) மதிப்பிடப்பட்டது.
அதனால் டர்பைன் கண நேர “இரைச்சலுக்கு” ​​எதிர்வினையாற்றாது.

c) யாவ் ஸ்டெப் உத்தி
தொடர்ச்சியாகச் சுழல்வதற்குப் பதிலாக, டர்பைன்கள் பெரும்பாலும் சிறிய அளவுகளில் பக்கவாட்டில் நகரும். அவை சில பாகைகள் சுழன்று, நின்று, நிலைமையை மறுமதிப்பீடு செய்து, தேவைப்பட்டால் மீண்டும் சுழலத் தொடங்கும். இந்த அணுகுமுறை அலைவுகளைக் குறைக்கவும் இயந்திரவியல் சுமைகளைக் கட்டுப்படுத்தவும் உதவுகிறது.

5. சுழற்சிக் கட்டுப்பாட்டுப் பணிச் செயல்முறை வரிசைமுறையில்

பெரிய அளவிலான டர்பைன்களுக்கான பொதுவான பணிப்பாய்வு பின்வருமாறு:

1. காற்றின் நிலைகளை அளவிடுதல். காற்று திசைமானி, நாசெல்லைப் பொறுத்து காற்றின் திசையையும், காற்று வேகமானி அதன் வேகத்தையும் அளவிடுகிறது.
2. சீரற்ற நிலை கணக்கீடு. கட்டுப்படுத்தி, யாவ் பிழையைக் கணக்கிட்டு, அது டெட் பேண்டை மீறுகிறதா எனச் சரிபார்க்கிறது.
3. செயல்பாட்டு நிலை சரிபார்ப்பு. டர்பைன் பாதுகாப்பான யாவ் நிலையில் இருப்பதை இந்த அமைப்பு உறுதி செய்கிறது: முக்கியமான எச்சரிக்கைகள் எதுவும் இல்லை, பிரேக்குகள் தயாராக உள்ளன, மோட்டார்கள் இயங்குகின்றன, மற்றும் கேபிள் சுழற்சி வரம்புகள் பாதுகாப்பாக உள்ளன (கோபுரத்திற்குள் கேபிள்கள் உள்ள வடிவமைப்புகளுக்கு).
4. யாவ் பிரேக்குகளை விடுவிக்கவும் (தேவைப்பட்டால்). நாசெல் நகர்வதற்கு வழிவிடுவதற்காக பிரேக்குகளை விடுவிக்கலாம்.
5. யாவ் மோட்டார் இயக்கம். மோட்டார், நாசெல்லைக் காற்றின் திசையை நோக்கிச் சுழற்றுகிறது. சுமையைக் குறைப்பதற்காக யாவ் வேகம் ஒப்பீட்டளவில் மெதுவாக வைக்கப்படுகிறது (எ.கா., வினாடிக்குச் சில பாகைகள்).
6. நிறுத்துதல் மற்றும் நிலை பூட்டுதல். இலக்குக் கோணம் நெருங்கும்போது, ​​மோட்டார் நின்றுவிடுகிறது மற்றும் பிரேக்குகள் நாசெல்லை நிலையாகப் பிடித்துக்கொள்கின்றன.
7. சரிபார்த்தல். திசை விலகல் பிழை குறைந்திருக்கிறதா என்பதைப் பார்க்க, சென்சார் மீண்டும் அளவிடுகிறது. குறையவில்லை எனில், இந்தச் சுழற்சி மீண்டும் தொடரும்.

6. யாவ் கட்டுப்பாட்டிற்கும் பிட்ச் மற்றும் பவர் கட்டுப்பாட்டிற்கும் உள்ள தொடர்பு

திசைமாற்றக் கட்டுப்பாடு தனித்து இயங்குவதில்லை. நவீன டர்பைன்களில், ஒன்றுக்கொன்று துணைபுரியும் மூன்று முக்கியக் கட்டுப்பாடுகள் உள்ளன:

– பிட்ச் கட்டுப்பாடு: சக்தி மற்றும் சுமையை ஒழுங்குபடுத்துவதற்காக பிளேடுகளின் கோணத்தை மாற்றுகிறது.
– ரோட்டார் வேகக் கட்டுப்பாடு: ரோட்டாரின் சுழற்சியை (ஜெனரேட்டர் மற்றும் கன்வெர்ட்டர் வழியாக) சரிசெய்கிறது.
– திசைமாற்றக் கட்டுப்பாடு: சுழலி காற்றை நோக்கியிருப்பதை உறுதி செய்கிறது.

உதாரணமாக, மிக வலுவான காற்றில், டர்பைன் ஒரு குறிப்பிட்ட சுழற்சி வேகத்தில் ஆற்றல் வரம்புக் கட்டுப்பாட்டுப் பயன்முறைக்குள் நுழையக்கூடும். இத்தகைய சூழ்நிலைகளில், சுமை அதிகரிப்பதைத் தவிர்ப்பதற்காக, திசைமாற்ற அமைப்பு மிகவும் பாதுகாப்பானதாக அமைக்கப்படலாம். இதற்கு மாறாக, சாதாரண உற்பத்திச் சூழ்நிலைகளில், செயல்திறனை அடைவதற்காக திசைமாற்றம் மிகவும் தீவிரமாகச் செயல்படும்.

7. யாவ் அமைப்புகளில் உள்ள பொதுவான சவால்களும் சிக்கல்களும்

அ) யாவ் வேட்டை
இரைச்சலான காற்றின் திசை சமிக்ஞை அல்லது மிகச் சிறிய டெட்பேண்ட் காரணமாக டர்பைன் அதன் யாவ் திசையை அடிக்கடி மாற்றும்போது இது நிகழ்கிறது. இதன் விளைவாக மோட்டார், பிரேக்குகள் மற்றும் பேரிங்குகள் தேய்மானம் அடைகின்றன.

b) யாவ் பேரிங் மற்றும் கியர் தேய்மானம்
அதிகமான பளுக்கள் மற்றும் தொடர்ச்சியான இயக்கங்கள் காரணமாக, உயவு மற்றும் பரிசோதனை இன்றியமையாதது. பற்சக்கரங்களின் சீரற்ற நிலை, மோசமான உயவு அல்லது அசுத்தங்கள் உள்ளே புகுதல் போன்றவை சேதத்தை விரைவுபடுத்தக்கூடும்.

c) சென்சார் செயலிழப்பு
காற்று திசைகாட்டி சேதமடைந்தாலோ அல்லது காற்று வேகமானி தவறான அளவீடுகளைக் காட்டினாலோ, டர்பைன் தவறான திசையை நோக்கி இருக்கலாம். பல டர்பைன்கள், பழுதடைந்த சென்சார்களைக் கண்டறிய கண்டறிதல் மற்றும் மாற்று ஏற்பாடுகளைப் பயன்படுத்துகின்றன.

d) கேபிள் முறுக்கு வரம்பு
சில வடிவமைப்புகளில், யாவ் ஒரு திசையில் மிக அதிகமாகத் திருப்பப்படும்போது, ​​நாசெல்லுக்குள் இருக்கும் மின்சார மற்றும் சிக்னல் கேபிள்கள் முறுக்கிக்கொள்ளக்கூடும். எனவே, நாசெல்லை அதன் இயல்பு நிலைக்குக் கொண்டுவர, முறுக்கு உணரி மற்றும் முறுக்கை நீக்கும் செயல்முறை போன்ற முறுக்கு மேலாண்மை அமைப்புகள் நிறுவப்பட்டுள்ளன.

8. பராமரிப்பு மற்றும் சிறந்த நடைமுறைகள்

யாவ் அமைப்பு உகந்த முறையில் செயல்படுவதற்கு, இயக்குபவர்கள் பொதுவாகப் பின்வருவனவற்றைப் பயன்படுத்துவார்கள்:
– காற்றின் திசை உணரியை அவ்வப்போது அளவுத்திருத்தம் செய்யவும்.
– பிரேக் மற்றும் மோட்டார் சோதனை: வெப்பநிலை, மின்னோட்டம் மற்றும் பிரேக்கிங் செயல்பாடு.
– உற்பத்தியாளரின் அட்டவணைப்படி யாவ் பேரிங்குகள் மற்றும் கியர்களுக்கு மசகு எண்ணெய் இடவும்.
– ஸ்கேடா தரவுப் பகுப்பாய்வு: விலகல் அதிர்வெண், கால அளவு மற்றும் பிழை வடிவங்களைக் கண்காணிக்கவும். வடிவங்களில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் ஆரம்பகட்ட சிக்கல்களைச் சுட்டிக்காட்டலாம்.
– ரிங் கியர், போல்ட்கள் மற்றும் நாசெல் கட்டமைப்பைக் கண்ணால் ஆய்வு செய்தல்.

முடிவுரை

பாதுகாப்பான கட்டமைப்புச் சுமைகளைப் பராமரிக்கும் அதே வேளையில், காற்றாலைகளைக் காற்றை நோக்கியவாறு வைத்துத் திறமையாக மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்வதற்கு யாவ் கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு முக்கியமானது. காற்றின் வேகம் மற்றும் திசை உணரிகளைப் பயன்படுத்தி, சரிசெய்யும் அளவுக்குச் சீரற்ற நிலை எப்போது பெரிதாகிறது என்பதை கட்டுப்பாட்டாளர் தீர்மானிக்கிறார், பின்னர் மோட்டார் வழியாக யாவ் இயக்கத்தைச் செலுத்தி, பிரேக்குகள் மூலம் அந்த நிலையைத் தக்கவைத்துக் கொள்கிறார். காற்றின் மாற்றங்களுக்கு விரைவாகப் பதிலளிப்பது மற்றும் பாகங்களின் தேய்மானத்தைக் குறைப்பது ஆகிய, பெரும்பாலும் ஒன்றுக்கொன்று முரண்படும் இரண்டு இலக்குகளைச் சமநிலைப்படுத்த, டெட் பேண்ட், சிக்னல் வடிகட்டுதல் மற்றும் யாவ் ஸ்டெப்பிங் போன்ற உத்திகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அவை கடுமையான சூழல்களில் செயல்படுவதாலும், கணிசமான சுமைகளைத் தாங்குவதாலும், அவற்றின் இயக்கக் காலம் முழுவதும் உகந்த காற்றாலைச் செயல்திறனைப் பராமரிக்க, யாவ் அமைப்புகளுக்கு நம்பகமான வடிவமைப்பு மற்றும் திட்டமிடப்பட்ட பராமரிப்பு தேவைப்படுகிறது.