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BAUMER堡盟于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的可靠編碼器和測速發(fā)電機(jī)
閱讀：812 發(fā)布時間：2015-4-22轉(zhuǎn)向迎風(fēng)面
風(fēng)力發(fā)電機(jī)不僅曝露于自然環(huán)境中,，而且必須在惡劣的條件下可靠地運行,。即使在運行20或30年后，人們?nèi)匀幌Ｍ鼈兡軌蛟谌魏翁鞖庵斜３旨训倪\行狀態(tài),，提供高的經(jīng)濟(jì)效益,，并具有短的停機(jī)時間。要實現(xiàn)這些目標(biāo),，需要采用精密的具有安全和性能可靠性的傳感器技術(shù),。增量式傳感器和測速發(fā)電機(jī)起著主要作用，它們必須同時滿足可靠性和耐用性方面的苛刻要求,。陸上和海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)通常都會使用十多個能正確完成任務(wù)并耐受極其嚴(yán)酷的環(huán)境條件的傳感器,。
如同風(fēng)力發(fā)電機(jī)在尺寸、性能和結(jié)構(gòu)上的有所不同,，對其所用傳感器的要求也多種多樣,。如果希望在該市場取得成功，就必須考慮風(fēng)機(jī)制造商和業(yè)主在結(jié)構(gòu),、維護(hù)和運行方面的不同需求,。堡盟廣泛的產(chǎn)品系列融合了堡盟豐富的技術(shù)知識和多年的專業(yè)經(jīng)驗，能充分滿足以上要求,。堡盟集團(tuán)運動控制產(chǎn)品部門可為風(fēng)能行業(yè)中的各種應(yīng)用提供滿足當(dāng)前及未來要求的合適產(chǎn)品
轉(zhuǎn)子速度和位置反饋
為了確保風(fēng)力發(fā)電機(jī)實現(xiàn)*性能和佳效率,，必須根據(jù)風(fēng)力、風(fēng)向調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子速度,。用于監(jiān)測轉(zhuǎn)速的增量式傳感器可直接安裝在轉(zhuǎn)子輪轂上或者安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的傳動系統(tǒng)上,，用以獲取當(dāng)前的轉(zhuǎn)子速度，并將信息傳輸至主控制器,。
值編碼器可隨時提供轉(zhuǎn)子位置反饋,，其大分辨率為17位，并常常采用并聯(lián)增量通道來獲得冗余速度反饋,。更多的高性能產(chǎn)品還包括HDmag系列新型無軸承磁編碼器,，這些編碼器也能地完成發(fā)電機(jī)反饋任務(wù)。憑借極其緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計,，它們在安裝過程中允許較大的軸向和徑向容差,。用于高度動態(tài)應(yīng)用的無軸承編碼器可直接安裝在快速旋轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī)軸上,，在20年時間中需完成25,000,000,000多圈。這顯然超出了球軸承的能力,。大通孔直徑為740 mm的編碼器直接安裝在輪轂上,。無軸承編碼器每轉(zhuǎn)產(chǎn)生500,000多個脈沖，憑借這一高分辨率它們可以采集相對較低的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速,。
轉(zhuǎn)子葉片定位：給值編碼器提出的挑戰(zhàn)
轉(zhuǎn)子葉片的槳距角是風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電效率的關(guān)鍵,。為了大限度地利用不同風(fēng)向的風(fēng)力，轉(zhuǎn)子葉片的迎風(fēng)面必須與風(fēng)向保持一致,。由于在斷電時值編碼器也能保存位置值,，并在冗余發(fā)電機(jī)重新啟動時作為參考循環(huán)，因此它們是位置反饋的產(chǎn)品,。
值編碼器可采用通孔和軸型設(shè)計,。它們集成在槳距系統(tǒng)中，并在偏航機(jī)構(gòu)的作用下隨同每個轉(zhuǎn)子葉片移動,，從而實現(xiàn)了冗余測量,。通過可選的SSI、CANopen,、Ethernet或其它現(xiàn)場總線接口,，所采集的數(shù)值被傳輸至風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主控制器。
用于發(fā)電機(jī)反饋的編碼器
發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速是風(fēng)力發(fā)電場運行的重要因素：首先是確保穩(wěn)定的電網(wǎng)供電,，其次是在超過高轉(zhuǎn)速極*使風(fēng)機(jī)緊急停止。實踐證明,，對這些應(yīng)用而言,，增量式編碼器是一種可靠的選擇。由于超速開關(guān)可作為超出速度閾值時的緊急停止觸發(fā)器（圖4）,，增量式編碼器可與之配合使用,，在發(fā)電場的盈利能力和運行安全方面起著關(guān)鍵作用。通孔直徑在150 mm以內(nèi)的重載編碼器產(chǎn)品可提供高每轉(zhuǎn)10,000個脈沖,。例如,，HOG 131編碼器系列的特點是具有出色的抗振性和的耐候性，是適合在高鹽分空氣和惡劣海上環(huán)境中應(yīng)用的產(chǎn)品（圖2）,。
軸型編碼器采用特殊密封,，以滿足堅固性要求。憑借集成的防雷保護(hù)裝置,、-40°C至+ 100°C的工作溫度以及特殊的表面保護(hù),，即使在極限條件下也能確保可靠的運行,。集成的狀態(tài)監(jiān)控功能（圖5）可用作故障預(yù)警系統(tǒng),，從而大大降低了發(fā)生意外故障的風(fēng)險,。由于潛在錯誤在定期維護(hù)過程中得以消除，從而避免了因傳感器故障而造成不可容忍的發(fā)電場停機(jī)時間,。
機(jī)艙運動控制：值多圈編碼器實現(xiàn)定位
為了佳地利用主導(dǎo)風(fēng)以確保風(fēng)力發(fā)電場的發(fā)電效率高,，機(jī)艙必須旋轉(zhuǎn)并與當(dāng)前風(fēng)向保持一致。所謂的方位角定位需要同時獲取旋轉(zhuǎn)方向和位置,。該任務(wù)通常由值多圈編碼器（圖7）通過光感應(yīng)或磁感應(yīng)來完成,。緊湊的結(jié)構(gòu)、*的抗沖擊和抗振動能力以及極廣的工作溫度范圍,，確保值多圈編碼器具有長期的可靠性,。堡盟提供的擁有保護(hù)的編碼器解決方案可耐受高500 G的持續(xù)沖擊影響，并采用電絕緣軸有效防止軸電流的影響,。
我們提供廣泛的產(chǎn)品選擇,，包括標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品和定制解決方案，并充分考慮陸上和海上應(yīng)用中所需分辨率和接口,、現(xiàn)場安裝條件以及耐用性和牢固性方面的要求,，以適應(yīng)每一個風(fēng)力發(fā)電機(jī)特定的技術(shù)和結(jié)構(gòu)特點。
滿足嚴(yán)格的安全要求的堡盟編碼器系列包括大批不同機(jī)械結(jié)構(gòu)的值和增量式編碼器（圖8）,，它們均符合SIL3（IEC 62061）和PLe標(biāo)準(zhǔn)（EN ISO 13849-1）,。