精確轉向迎風(fēng)面
        風(fēng)力發(fā)電機不僅曝露于自然環(huán)境中控制工程網(wǎng)版權所有，而且必須在最?lèi)毫拥臈l件下絕對可靠地運行。即使在運行20或30年后，人們仍然希望它們能夠在任何天氣中保持最佳的運行狀態(tài)，提供最高的經(jīng)濟效益，并具有最短的停機時(shí)間。要實(shí)現這些目標CONTROL ENGINEERING China版權所有，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)電機起著(zhù)主要作用，它們必須同時(shí)滿(mǎn)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)電機通常都會(huì )使用十多個(gè)能正確完成任務(wù)并耐受極其嚴酷的環(huán)境條件的傳感器。
        如同風(fēng)力發(fā)電機在尺寸、性能和結構上的有所不同，對其所用傳感器的要求也多種多樣。如果希望在該市場(chǎng)取得成功，就必須考慮風(fēng)機制造商和業(yè)主在結構、維護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(zhuān)業(yè)經(jīng)驗，能充分滿(mǎn)足以上要求。堡盟集團運動(dòng)控制產(chǎn)品部門(mén)可為風(fēng)能行業(yè)中的各種應用提供滿(mǎn)足當前及未來(lái)要求的合適產(chǎn)品（圖1a、圖1b）。
        轉子速度和位置反饋
        為了確保風(fēng)力發(fā)電機實(shí)現頂級性能和最佳效率，必須根據風(fēng)力、風(fēng)向調節轉子速度。用于監測轉速的增量式傳感器可直接安裝在轉子輪轂上或者安裝在風(fēng)力發(fā)電機的傳動(dòng)系統上，用以獲取當前的轉子速度，并將信息傳輸至主控制器。
        絕對值編碼器可隨時(shí)提供轉子位置反饋，其最大分辨率為17位控制工程網(wǎng)版權所有，并常常采用并聯(lián)增量通道來(lái)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(wú)軸承磁編碼器，這些編碼器也能精確地完成發(fā)電機反饋任務(wù)。憑借極其緊湊的結構設計，它們在安裝過(guò)程中允許較大的軸向和徑向容差。用于高度動(dòng)態(tài)應用的無(wú)軸承編碼器可直接安裝在快速旋轉的發(fā)電機軸上，在20年時(shí)間中需完成25,000,000,000多圈。這顯然超出了球軸承的能力。最大通孔直徑為740 mm的編碼器直接安裝在輪轂上（圖6）。無(wú)軸承編碼器每轉產(chǎn)生500,000多個(gè)脈沖，憑借這一高分辨率它們可以精確采集相對較低的轉子轉速。
        轉子葉片定位：給絕對值編碼器提出的挑戰
        轉子葉片的槳距角是風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電效率的關(guān)鍵。為了最大限度地利用不同風(fēng)向的風(fēng)力，轉子葉片的迎風(fēng)面必須與風(fēng)向保持一致。由于在斷電時(shí)絕對值編碼器（圖3）也能保存位置值，并在冗余發(fā)電機重新啟動(dòng)時(shí)作為參考循環(huán)，因此它們是位置反饋的首選產(chǎn)品。
        絕對值編碼器可采用通孔和軸型設計。它們集成在槳距系統中，并在偏航機構的作用下隨同每個(gè)轉子葉片移動(dòng)，從而實(shí)現了冗余測量。通過(guò)可選的SSI、CANopen、Ethernet或其它現場(chǎng)總線(xiàn)接口，所采集的數值被傳輸至風(fēng)力發(fā)電機的主控制器。
        用于發(fā)電機反饋的編碼器
        發(fā)電機轉速是風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)運行的重要因素：首先是確保穩定的電網(wǎng)供電，其次是在超過(guò)最高轉速極限時(shí)使風(fēng)機緊急停止。實(shí)踐證明，對這些應用而言，增量式編碼器是一種可靠的選擇。由于超速開(kāi)關(guān)可作為超出速度閾值時(shí)的緊急停止觸發(fā)器（圖4），增量式編碼器可與之配合使用控制工程網(wǎng)版權所有，在發(fā)電場(chǎng)的盈利能力和運行安全方面起著(zhù)關(guān)鍵作用。通孔直徑在150 mm以?xún)鹊闹剌d編碼器產(chǎn)品可提供最高每轉10,000個(gè)脈沖。例如，HOG 131編碼器系列的特點(diǎn)是具有出色的抗振性和極佳的耐候性www.cechina.cn，是適合在高鹽分空氣和惡劣海上環(huán)境中應用的完美產(chǎn)品（圖2）。
        軸型編碼器采用特殊密封，以滿(mǎn)足堅固性要求。憑借集成的防雷保護裝置、-40°C至+ 100°C的工作溫度以及特殊的表面保護，即使在極限條件下也能確?？煽康倪\行。集成的狀態(tài)監控功能（圖5）可用作故障預警系統，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過(guò)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(chǎng)停機時(shí)間。
        機艙運動(dòng)控制：絕對值多圈編碼器實(shí)現精確定位
        為了最佳地利用主導風(fēng)以確保風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的發(fā)電效率最高，機艙必須旋轉并與當前風(fēng)向保持一致。所謂的方位角定位需要同時(shí)獲取旋轉方向和位置。該任務(wù)通常由絕對值多圈編碼器（圖7）通過(guò)光感應或磁感應來(lái)完成。緊湊的結構、極高的抗沖擊和抗振動(dòng)能力以及極廣的工作溫度范圍，確保絕對值多圈編碼器具有長(cháng)期的可靠性。堡盟提供的擁有專(zhuān)利保護的編碼器解決方案可耐受最高500 G的持續沖擊影響，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，包括標準化產(chǎn)品和定制解決方案，并充分考慮陸上和海上應用中所需分辨率和接口、現場(chǎng)安裝條件以及耐用性和牢固性方面的要求，以適應每一個(gè)風(fēng)力發(fā)電機特定的技術(shù)和結構特點(diǎn)。
        滿(mǎn)足嚴格的安全要求的堡盟編碼器系列包括大批不同機械結構的絕對值和增量式編碼器（圖8），它們均符合SIL3（IEC 62061）和PLe標準（EN ISO 13849-1）。

        圖1a： 十多個(gè)編碼器和測速發(fā)電機在確保風(fēng)力發(fā)電機安全可靠、經(jīng)濟高效和長(cháng)期穩定地運行方面具有不可忽視的作用。

        圖1b： 一站式解決方案：多年以來(lái)，堡盟與著(zhù)名風(fēng)力發(fā)電機制造商密切合作，精心開(kāi)發(fā)定制解決方案。其廣泛的產(chǎn)品選擇幾乎可以滿(mǎn)足任何應用要求。

        圖2： 例如，HOG 131編碼器系列的特點(diǎn)是具有出色的抗振性和極佳的耐候性www.cechina.cn，是適合在高鹽分空氣和惡劣海上環(huán)境中的應用的完美產(chǎn)品

        圖3： 轉子葉片變漿控制：對采用SSI、CANopen或任何其它現場(chǎng)總線(xiàn)接口以及以太網(wǎng)技術(shù)的絕對值編碼器提出的完美挑戰。

        圖4： 由于超速開(kāi)關(guān)可作為超出速度閾值時(shí)的緊急停止觸發(fā)器，增量式編碼器或測速發(fā)電機可與之配合使用，在發(fā)電場(chǎng)的盈利能力和運行安全方面起著(zhù)關(guān)鍵作用。

        圖5：  通過(guò)集成的狀態(tài)監控功能（EMS – 增強監測系統）進(jìn)一步增強安全性：由于潛在錯誤在定期維護過(guò)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(chǎng)停機時(shí)間

        圖6： 最大通孔直徑為740 mm的無(wú)軸承增量式或絕對值編碼器直接安裝在轉子輪轂上。

        圖7： 精確的機艙運動(dòng)控制：對于所謂的方位角定位，必須同時(shí)獲取旋轉方向和位置，這通常采用絕對值多圈編碼器來(lái)完成。

        圖8： 滿(mǎn)足嚴格的安全要求的堡盟編碼器系列包括大批不同機械結構的絕對值和增量式編碼器（圖8），它們均符合SIL3（IEC 62061）和PLe標準（EN ISO 13849-1）

        圖9： 令人印象深刻的風(fēng)力發(fā)電機需要大量可靠的傳感器，確保長(cháng)期、高效、安全的可再生能源供給。
        所有插圖和照片：堡盟
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