滑环在风机中的重要性

　　鼓风机的寿命通常可达20年。 但是，大部分风机的质量保证范围只是风机总寿命的前两到五年。 随着风扇系统的老化，并非所有风电场的所有者都在为风扇的维护做准备。 其中一部分可能缺乏维护作业所需的技术人员。 另外，即使配备了满足风电场日常维护要求的技术人员，计划外维护也会严重影响风电场的收入。

　　风电场所有者、工程师、技术人员、鼓风机制造商通过考虑维护要求低，进而事先通知部件故障的时期，可以降低计划外的维护风险。 好像有点不现实，事实并非如此。 身体小，但作用小的纤维刷滑环就是这样的产品。 在装配成本和风机设计中只是一小部分，滑环在驾驶中起着重要的作用。 滑环安装在风扇单元的盖上，通常用于提供桨动力和控制所需的电信号和能量。 滑环通过旋转的接口发送电力和信号。

　　滑动环的工作原理：滑动触点通过滑动环组件的旋转接口传输电信号和能量。 刷子(或接触刷子)在旋转的滑环上折弯，在其旋转中不间断地接触。 也就是说，为了确保正确的电信号传输，静止的刷子和旋转的滑环之间需要“金属之间的接触”。

　　纤维刷滑环可以为风扇所有者提供至少1亿圈的寿命，而无需维护。 这是因为，在风扇20年的寿命中，技术人员只能卸下一次滑环，但并不是所有的滑环都满足这个要求。 事实上，我们必须了解滑环组件的设计和结构，并评估它们的维护需求。

　　市场划分

　　在市场上，约10%的鼓风机滑环是纤维刷滑环，该滑环只需要很少的维护。 大部分(约60% )滑环是复合金属刷制的，是金属和石墨烧结而成的导电块。 这种复合金属刷滑环即使像其制造商主张的那样具有7500万次的寿命，也需要频繁的维护。 剩下的30%的风机滑环采用单线贵金属刷(通常为金制)。 复合金属刷滑环和单线刷滑环所需的维护量都比纤维刷滑环多得多。

　　因为复合刷的设计是为了避免滑环的磨损而优先磨损刷，为了最大限度地延长刷更换周期需要足够长的刷。 在大功率和/或高可靠性滑环应用中，这种材料面临三个挑战。

　　1 )运转中产生的磨削屑为导电性、研磨性、粉末状，需要定期清扫。

　　2 )该刷材料对湿度非常敏感，相对湿度低于15%或超过85%时会引起磨损不均。3 )用于信号级电路时，这些复合刷会占用很多空间。

　　单刷金属刷滑环与复合刷设计相比，首先磨削屑少，另外用于信号电路时容量高。 但是单线金属刷系统也有缺点。

　　1 )单刷相对小的尺寸在通电能力上是有限的。

　　2 )例如，金和金的大部分接点需要润滑，非常难保持充分的润滑。

　　现在市场上开始出现动力电路采用石墨/金属刷，信号电路采用黄金单丝刷的滑环设计。 在要求滑环总成转速低的应用程序中，该“混合使用”可以获得可接受的结果。 但是，如果在同一组件中混合“石墨/金属”和“黄金接触金”的刷子，鼓风机的工作会变得不确定。 石墨/金属粉污染金的信号接点，产生研磨性金属粉。 特别是有时会有导致信号回路早期故障的触点润滑油。

　　纤维刷的设计是将多根金属纤维线捆扎成致密的多纤维“刷”。 通常，这些纤维是相当于单线设计的贵金属材料，刷子工作的滑环也镀有贵金属。 通过使用贵金属，防止触点产生氧化物和靶层，同时确保了极小的接触力。 由于接触力小会降低磨损速度，所以来自刷子的磨削屑几乎可以忽略不计。 另外，多种金属纤维可以提供优良的导电性和高的电流密度，工程师可以将纤维刷用于动力和信号两者的电路。

　　发生变化

　　把复合金属刷滑环和单刷金滑环换成纤维刷滑环很简单。 但是，有些粉丝业主对是否使用纤维刷滑环来代替现有的滑环技术感到犹豫。 这是因为我有“尝试新技术有风险”的想法。 我发现，对仔细研究纤维刷滑环技术的人来说，选择几乎不需要维护的部件，实际上消除了风险，也不需要进行维护。

　　例如，纤维刷触点对风扇单元内环境的灵敏度远远低于其他滑环触点技术。 保护这些纤维刷滑环的防护外壳符合包括IP65 (保护设备的防水防尘标准)在内的各种标准。 另外，纤维刷的接点不需要润滑，因此对低温和高温的耐性很强。 纤维刷的设计证明了它可以适应-55C和80的低温。 另外，纤维刷也可以在0%到100%的相对湿度(RH )下运转。 与此相对，复合刷要求能够在湿度15%到85%之间可靠地运转。

　　很多风电行业的相关人员都知道很多零件有可靠性问题。 另外，现在对运转中零件故障的原因也有了更深入的认识。 但是，滑环技术(包括纤维刷滑环)尽管具有先进的设计和性能，但依然被许多风电场的老板忽视。最初，大型风扇制造商使用的是触点产生金属、石墨磨削屑的复合刷。 为了解决复合触点产生的金属粉末和磨削屑，制造商采用了黄金触点。 纤维刷滑环是在这些设计的基础上改进的。 但是，风电场的所有者往往仍然需要继承和更换旧滑环，每年更换一次。 他们依然从工厂购买同样的设备。 这种方法继续着不必要的维护和更换周期。

　　实际上，作为风扇定期维护的要求，将滑环更换为自由维护的纤维刷技术需要30分钟即可完成。 纤维刷技术对拥有、设计、运行和维护风扇的人来说意味着缩短风电场运行时间的计划外维护问题。