أصبحت طاقة الرياح حجر الزاوية لمزيج الطاقة المتجددة العالمي، مع توربينات تتوسع إلى طاقات متعددة الميغاواط وقطر الدوار يتجاوز 150 متر. Inside every wind turbine nacelle sits a generator—often a doubly-fed induction generator (DFIG) or a direct-drive permanent magnet synchronous generator—whose stator is a monument of electromechanical engineeringإن لف المثابرات لهذه المولدات الضخمة هو تحد صناعي هائل، يتطلب آلات لف المثابرات الثقيلة التي يمكنها التعامل مع الموصلات النحاسية الكبيرةأكوام الأساسية متعددة الأطنانهذه المقالة تغوص في عالم معدات التلفة لجهاز توربينات الرياح وكيف يضمن أن هذه العملاقة من الطاقة الخضراء تعمل دون عيب لعقود.
على عكس المحركات الصغيرة ، تستخدم محركات توليد توربينات الرياح ملفات أو قضبان روبل مصنوعة من خيوط متعددة من موصل نحاس مستطيل ، معزولة بشرائط على أساس الشمع ونظم الراتنج.مع ذلك، في بعض مولدات المجموعة المتوسطة و DFIG ، لا تزال الملفوفات الموزعة العشوائية الموزعة باستخدام سلك مغناطيسي مستطيل أو مستطيل شائعة.آلة التلف الستاتور لهذه التطبيقات هو نظام بنيت خصيصا على غانتري النمط أو نظام الدورية التي تضع الملفات التي تم تشكيلها مسبقا، أو يلفهم مباشرة في فتحات القلب.
لإدخال لفائف مباشرة ، تستخدم الآلة محركات هيدروليكية أو إدارية كهربائية لدفع لفائف في فتحات الستاتور. يتم تثبيت ملابس الفتحات والفاصلات مسبقًا ،والآلة الملفوفة توجيه بعناية أرجل الملفوف في مكانها دون الإضرار العزلثم يتم دفع الأوتاد لتثبيت الملفات. هذه العملية تتطلب درجة عالية من التنسيق والسيطرة على القوة.الآلات الحديثة للفولات تستخدم محولات الضغط وتحديد الليزر لضمان وضع الملفات بشكل صحيحالملف الذي لم يتم إدخاله بالكامل يؤدي إلى جيوب الهواء، وإفراز جزئي، وفشل العزل في نهاية المطاف - خطر غير مقبول في النازيل 100 متر فوق الأرض.
للفول المستمر للأسلاك في الستاتور ، قد تستخدم الآلة ذراعًا دوارة كبيرة تغذي الأسلاك أثناء تعديل الستاتور. نظرًا لأن النواة يمكن أن تزن عدة أطنان ،يجب أن يكون لجهاز التلفيف الستاتور، قاعدة صلبة ومحامل دقة التي يمكن أن تدور بسلاسة قطعة العمل.يجب أن يكون التوتر الملفوف للأسلاك الثقيلة مرتفعة بما فيه الكفاية لإنتاج لفافة كثيفة ولكن يتم التحكم فيها بدقة لتجنب الإجهاد العازل.
تعمل مولدات توربينات الرياح على الجهد المتوسط (عادة 690 فولت إلى 3300 فولت) ، وتخضع الأنظمة المتصلة بالشبكة لارتفاعات في الجهد من تبديل المحولات والصدمات البرقية.لا يمكن المبالغة في دور آلة لف الدوائر في الحفاظ على سلامة العزلخلال عملية التلف ، يجب تجنب أي خروقات أو كسور أو تشنجات في العزل الدوران.تطبيق اختبار التيار المباشر منخفض الجهد أثناء التلفيق للكشف عن أي خرق في اللحظة التي يحدث فيهاإذا تم اكتشاف خطأ، فإن الآلة تتوقف على الفور، مما يسمح لمشغل التلفاف بإصلاح العزل قبل إدخال الملفوف بالكامل.
تشكيل الملفات النهائية وربط الملفات لدعم الحلقات هي أيضا خطوات حاسمة.تتضمن آلات التلف الحديثة محطات ربط تلقائية تستخدم سلك البوليستر أو الألياف الزجاجية لربط الملفات الممتدة بشكل وثيق، مما يمنع الحركة الناجمة عن القوى الكهرومغناطيسية أثناء تشغيل المولد. يمكن أن تكون هذه القوى هائلة أثناء أخطاء الشبكة ، لذلك يتم التحكم بعناية في نمط الربط والتوتر.
في تطبيقات الرياح البحرية ، يتم تفضيل مولدات PM ذات المحرك المباشر بسبب صيانتها المنخفضة ، لأنها تلغي علبة التروس.ستاتوراتهم لديها قطر كبير جدا (عدة أمتار) وعدد عال من القطبعادة ما يتضمن التلفيل القائم على الستاتور لمولد PM المباشر لف الأسنان الفردية المجزأة باستخدام آلة لف الإبرة ومن ثم تجميع الأسنان في حلقة.هذا النهج المقطوع يتيح ملء فتحة عالية وسهولة التعاملإن آلة التلف الستاتور المستخدمة لكل قطعة هي عجلة إبرة متخصصة يمكن أن تستوعب طول الأسنان لأكثر من متر ، مع دليل سلكي يتنظر ويتراجع بدقة.الجهاز يضمن أن كل أسنان ضخمة تتلقى وضع التلف التطابق، وهو أمر حاسم للموازنة المغناطيسية للمولد.
يعد تدوير ملفات الستاتور الكبيرة يدويًا أمرًا خطيرًا وغير متسقًا من الناحية العملية. أجهزة تدوير الستاتور الثقيلة تعمل على أتمتة المهام الأكثر تطلبًا بدنيًا ، مثل رفع وإدخال الملفات ،عزل الحذاءالروبوتات التعاونية (الروبوتات المشتركة) تعمل بشكل متزايد جنبا إلى جنب مع هذه الآلات، وتتولى مهام مثل توجيه الأسلاك والتعامل مع المواد.تتضمن أنظمة التحكم في الآلة قفلات أمان و ستائر ضوئية لحماية المشغلين من الأجزاء المتحركة، تلبية معايير السلامة الصارمة للتصنيع الصناعي.
الجهاز الثقيل لتحريك الستاتور لمولدات توربينات الرياح يجمع بين القوة الخامة والدقة الحساسةوتساهم في التشغيل السليم لتوربينات الرياح التي يجب أن تولد الطاقة لمدة 20 عامًا أو أكثر مع الحد الأدنى من التدخلمع استمرار طاقة الرياح في نموها المتسارع، ستبقى الآلات التي تدور في قلوب المولدات حلقة حاسمة في سلسلة الطاقة المستدامة،التأكد من أن وعد الطاقة النظيفة يتم الوفاء به مع كل دوران من شفرات.
