在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，編碼器主要應(yīng)用在變槳、偏航定位和發(fā)電機(jī)測(cè)速方面，工作環(huán)境惡劣。其關(guān)鍵因素是信號(hào)的長(zhǎng)期穩(wěn)定，因?yàn)橥C(jī)或更換備件不僅昂貴，而且費(fèi)時(shí)。

雖然編碼器在整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中只占一小部分，但不可否認(rèn)，在整個(gè)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)中，它肩負(fù)著關(guān)鍵安全性、可靠性的重任。

目前，市場(chǎng)上許多用于位置和速度測(cè)量的編碼器產(chǎn)品，從功能特點(diǎn)和規(guī)格參數(shù)上看，十分相似。然而，風(fēng)電領(lǐng)域不同用戶(hù)對(duì)于產(chǎn)品的需求卻有所不同。

本期特別推薦的庫(kù)伯勒公司，其編碼器、計(jì)算器和傳輸技術(shù)由于在使用環(huán)境上的細(xì)節(jié)改變而使得應(yīng)用表現(xiàn)大不同。

細(xì)節(jié)1：最大限度的防海水能力

庫(kù)伯勒提供的編碼器外殼是具有防海水保護(hù)層，適用于近海或海洋設(shè)備中使用，依照IEC68-2-11標(biāo)準(zhǔn)，庫(kù)伯勒的編碼器已經(jīng)通過(guò)了672小時(shí)的鹽霧測(cè)試驗(yàn)證。而在要求較高的汽車(chē)行業(yè)實(shí)驗(yàn)中，普通汽車(chē)實(shí)驗(yàn)時(shí)間最長(zhǎng)只能達(dá)120小時(shí)。

細(xì)節(jié)2：耐高、低溫特性

風(fēng)機(jī)在裝配車(chē)間和風(fēng)場(chǎng)的工作溫度是完全不同的，所以要求編碼器要能在一定的工作溫度范圍內(nèi)使用。在不同的地方，白天與夜間、夏季與冬季，溫度的變化很大，然而要保證停機(jī)后的重新啟動(dòng)和信號(hào)的穩(wěn)定性。對(duì)于這種極端條件的要求，庫(kù)伯勒編碼器可在-40°C到+90°C的溫度范圍內(nèi)工作，避免過(guò)冷或過(guò)熱對(duì)位置的監(jiān)測(cè)和速度的測(cè)量造成影響。

耐高溫型的編碼器，最高可在105°C的高溫環(huán)境下工作，這種耐高溫編碼器對(duì)于在滑環(huán)內(nèi)部和氣溫較高的風(fēng)場(chǎng)使用，起到關(guān)鍵的作用。

發(fā)電機(jī)的速度測(cè)量對(duì)整個(gè)風(fēng)場(chǎng)的控制系統(tǒng)有非常重要的意義。要求高精度、高分辨率的編碼器對(duì)動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行控制，為控制器提供實(shí)時(shí)的旋轉(zhuǎn)信息。

庫(kù)伯勒的編碼器在發(fā)電機(jī)后端的惡劣環(huán)境中工作是非?？煽康?，塑料絕緣內(nèi)襯能夠隔離軸電流，保護(hù)編碼器軸承不被損壞。而且配多種備選的連接件，精度高，而且安裝簡(jiǎn)單。

庫(kù)伯勒與客戶(hù)合作中，通過(guò)了一些產(chǎn)品特殊測(cè)試，例如：高壽命測(cè)試(HALT)，在此測(cè)試過(guò)程中，將編碼器放到一個(gè)極端的溫度環(huán)境里，進(jìn)行溫度驟變的測(cè)試，體現(xiàn)出庫(kù)伯勒編碼器的優(yōu)良品質(zhì)。

細(xì)節(jié)3：監(jiān)測(cè)輪轂和發(fā)電機(jī)之間的轉(zhuǎn)速差

庫(kù)伯勒提供用于冗余監(jiān)控的速率表或頻率顯示儀。它們可以監(jiān)控輪轂轉(zhuǎn)子和發(fā)電機(jī)的速度差異，觸發(fā)繼電器使安全控制鏈的安全抱閘動(dòng)作，避免超速發(fā)生。

編碼器將速度信息匯集到控制器進(jìn)行比對(duì)，然后由控制器將信息發(fā)送到風(fēng)機(jī)的控制回路中。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的速度檢測(cè)是必要的，因?yàn)榇蠖鄶?shù)風(fēng)機(jī)輪轂的轉(zhuǎn)速很低，但通過(guò)變速齒輪，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速很高。

為了檢測(cè)輪轂和發(fā)電機(jī)之間的不同轉(zhuǎn)速，庫(kù)伯勒可以提供安全可靠的計(jì)數(shù)器產(chǎn)品，這意味著可以避免由于速度偏差，造成的超速情況的發(fā)生。

同時(shí)，庫(kù)伯勒的計(jì)時(shí)器也可準(zhǔn)確的記錄并入電網(wǎng)的發(fā)電量，而且即使沒(méi)有電源的情況下，庫(kù)伯勒的機(jī)電式計(jì)數(shù)器也可正常工作。庫(kù)伯勒的計(jì)數(shù)器產(chǎn)品，無(wú)論在速度測(cè)量，還是運(yùn)行時(shí)間的計(jì)時(shí)，都可以獨(dú)立使用，無(wú)需與控制器連接。

細(xì)節(jié)4：在高海拔的功能安全特性

目前，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組已被安裝到越來(lái)越多的地方。除了現(xiàn)在海上風(fēng)場(chǎng)和山區(qū)風(fēng)場(chǎng)的大量建立，高海拔地區(qū)的風(fēng)場(chǎng)也在被逐漸開(kāi)發(fā)，即使這些地方的運(yùn)輸和風(fēng)電并網(wǎng)是一個(gè)很大問(wèn)題，但其優(yōu)勢(shì)也非常明顯。

人口稀少，風(fēng)力資源豐富，這些都是決定風(fēng)場(chǎng)建立的因素。同時(shí)，也給整機(jī)廠商和零部件廠商帶了新的挑戰(zhàn)。庫(kù)伯勒公司的編碼器可以應(yīng)用到海拔3000米以上的區(qū)域，由于高品質(zhì)的電子和外殼部件，較低的大氣壓力和較大的氣溫變化，都不會(huì)對(duì)產(chǎn)品造成任何影響。

具體方案

變槳應(yīng)用：Sendix（圣蒂科思）絕對(duì)式編碼器

概況：變槳系統(tǒng)通過(guò)Sendix系列絕對(duì)式編碼器對(duì)轉(zhuǎn)子的葉片角度進(jìn)行測(cè)量，然后通過(guò)變槳控制器進(jìn)行調(diào)整。附帶的增量信號(hào)或Sin/Cos信號(hào)可以用于變頻器的對(duì)變漿過(guò)程的速度控制。

如果有更高的安全需求，庫(kù)伯勒可在編碼器中集成一個(gè)旋轉(zhuǎn)變壓器，將旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)發(fā)送到變頻器上。

這些模擬信號(hào)可作為變頻器對(duì)旋轉(zhuǎn)速度控制和方向判斷的數(shù)據(jù)源。

強(qiáng)壯的旋轉(zhuǎn)變壓器和精準(zhǔn)的編碼器相互獨(dú)立。該冗余系統(tǒng)增加了當(dāng)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)槳葉能夠安全收起的有效性和可靠性。

優(yōu)勢(shì)1：可靠、抗電池干擾

庫(kù)伯勒絕對(duì)多圈編碼器采用精確的光學(xué)掃描系統(tǒng)。由于采用純光學(xué)系統(tǒng)，所以編碼器不需要電池來(lái)保證圈數(shù)的儲(chǔ)存。而且保證100%的抗電磁干擾，即使在電磁抱閘附近也能正常工作，不受影響。

優(yōu)勢(shì)2：彈性安裝

庫(kù)伯勒的絕對(duì)單圈和多圈編碼器可以直接安裝到槳葉驅(qū)動(dòng)軸上，也可以安裝在行星齒輪上與輪轂槳葉齒圈嚙合使用。包括行星齒輪、安裝支架、防護(hù)罩等必要的安裝輔件已經(jīng)預(yù)裝成為部件單元，可以確保在任何現(xiàn)場(chǎng)快速、安全的安裝在相應(yīng)的位置，包括野外施工現(xiàn)場(chǎng)。

彈性安裝系統(tǒng)確保齒輪與齒圈的緊密?chē)Ш?，并吸收過(guò)載力，以確保編碼器軸承不被損壞。同時(shí)，在變槳和偏航上使用的庫(kù)伯勒編碼器，編碼器本身可附帶復(fù)位按鈕，不僅可以通過(guò)控制器發(fā)出的信號(hào)將編碼器復(fù)位到原點(diǎn)，而且在現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試時(shí)，也可按動(dòng)復(fù)位按鈕使槳葉復(fù)位到原點(diǎn)或至參考位置。這對(duì)于有限的輪轂環(huán)境內(nèi)進(jìn)行維護(hù)和調(diào)試非常有幫助。