在風(fēng)力發(fā)電機中，編碼器主要應(yīng)用在變槳、偏航定位和發(fā)電機測速方面，工作環(huán)境惡劣。其關(guān)鍵因素是信號的長期穩(wěn)定，因為停機或更換備件不僅昂貴，而且費時。

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

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

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

細節(jié)1：最大限度的防海水能力

庫伯勒提供的編碼器外殼是具有防海水保護層，適用于近海或海洋設(shè)備中使用，依照IEC68-2-11標(biāo)準(zhǔn)，庫伯勒的編碼器已經(jīng)通過了672小時的鹽霧測試驗證。而在要求較高的汽車行業(yè)實驗中，普通汽車實驗時間最長只能達120小時。

細節(jié)2：耐高、低溫特性

風(fēng)機在裝配車間和風(fēng)場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，然而要保證停機后的重新啟動和信號的穩(wěn)定性。對于這種極端條件的要求，庫伯勒編碼器可在-40°C到+90°C的溫度范圍內(nèi)工作，避免過冷或過熱對位置的監(jiān)測和速度的測量造成影響。

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于在滑環(huán)內(nèi)部和氣溫較高的風(fēng)場使用，起到關(guān)鍵的作用。

發(fā)電機的速度測量對整個風(fēng)場的控制系統(tǒng)有非常重要的意義。要求高精度、高分辨率的編碼器對動態(tài)旋轉(zhuǎn)進行控制，為控制器提供實時的旋轉(zhuǎn)信息。

庫伯勒的編碼器在發(fā)電機后端的惡劣環(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，而且安裝簡單。

庫伯勒與客戶合作中，通過了一些產(chǎn)品特殊測試，例如：高壽命測試(HALT)，在此測試過程中，將編碼器放到一個極端的溫度環(huán)境里，進行溫度驟變的測試，體現(xiàn)出庫伯勒編碼器的優(yōu)良品質(zhì)。

細節(jié)3：監(jiān)測輪轂和發(fā)電機之間的轉(zhuǎn)速差

庫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)電機的速度差異，觸發(fā)繼電器使安全控制鏈的安全抱閘動作，避免超速發(fā)生。

編碼器將速度信息匯集到控制器進行比對，然后由控制器將信息發(fā)送到風(fēng)機的控制回路中。風(fēng)力發(fā)電機組的速度檢測是必要的，因為大多數(shù)風(fēng)機輪轂的轉(zhuǎn)速很低，但通過變速齒輪，發(fā)電機的轉(zhuǎn)速很高。

為了檢測輪轂和發(fā)電機之間的不同轉(zhuǎn)速，庫伯勒可以提供安全可靠的計數(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，庫伯勒的計時器也可準(zhǔn)確的記錄并入電網(wǎng)的發(fā)電量，而且即使沒有電源的情況下，庫伯勒的機電式計數(shù)器也可正常工作。庫伯勒的計數(shù)器產(chǎn)品，無論在速度測量，還是運行時間的計時，都可以獨立使用，無需與控制器連接。

細節(jié)4：在高海拔的功能安全特性

目前，風(fēng)力發(fā)電機組已被安裝到越來越多的地方。除了現(xiàn)在海上風(fēng)場和山區(qū)風(fēng)場的大量建立，高海拔地區(qū)的風(fēng)場也在被逐漸開發(fā)，即使這些地方的運輸和風(fēng)電并網(wǎng)是一個很大問題，但其優(yōu)勢也非常明顯。

人口稀少，風(fēng)力資源豐富，這些都是決定風(fēng)場建立的因素。同時，也給整機廠商和零部件廠商帶了新的挑戰(zhàn)。庫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，都不會對產(chǎn)品造成任何影響。

具體方案

變槳應(yīng)用：Sendix（圣蒂科思）絕對式編碼器

概況：變槳系統(tǒng)通過Sendix系列絕對式編碼器對轉(zhuǎn)子的葉片角度進行測量，然后通過變槳控制器進行調(diào)整。附帶的增量信號或Sin/Cos信號可以用于變頻器的對變漿過程的速度控制。

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

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

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

優(yōu)勢1：可靠、抗電池干擾

庫伯勒絕對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保證圈數(shù)的儲存。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2：彈性安裝

庫伯勒的絕對單圈和多圈編碼器可以直接安裝到槳葉驅(qū)動軸上，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)場快速、安全的安裝在相應(yīng)的位置，包括野外施工現(xiàn)場。

彈性安裝系統(tǒng)確保齒輪與齒圈的緊密嚙合，并吸收過載力，以確保編碼器軸承不被損壞。同時，在變槳和偏航上使用的庫伯勒編碼器，編碼器本身可附帶復(fù)位按鈕，不僅可以通過控制器發(fā)出的信號將編碼器復(fù)位到原點，而且在現(xiàn)場安裝調(diào)試時，也可按動復(fù)位按鈕使槳葉復(fù)位到原點或至參考位置。這對于有限的輪轂環(huán)境內(nèi)進行維護和調(diào)試非常有幫助。