Korzyści z zastosowania czujników magnetostrykcyjnych w turbinach wiatrowych

Fot. Pixabay

Magnetostrykcyjne liniowe czujniki położenia są przeznaczone do wykorzystania w zaawansowanym sterowaniu ruchem oraz przy współpracy z interfejsem CANopen. Stosuje się je w aplikacjach turbin wiatrowych.

Magnetostrykcyjne liniowe czujniki położenia są przeznaczone do wykorzystania w zaawansowanym sterowaniu ruchem i mogą być zintegrowane w szerokim spektrum aplikacji. Charakteryzują się one budową modułową i są odporne na zaburzenia elektromagnetyczne (EMI). Interfejs komunikacji standardu CANopen pozwala na jednoczesne wykrywanie czterech magnesów przy użyciu tylko jednego czujnika o długości zakresu pomiarowego aż do 20 m, co jest wielką zaletą, szczególnie w przemyśle drukarskim i papierniczym, a także w aplikacjach związanych z energią odnawialną, maszynach testujących, obróbce metali i turbinach wiatrowych. Do pracy w trudnych warunkach otoczenia czujniki mogą posiadać obudowę o stopniu ochrony IP69K. Interfejs CANopen, transmisja sygnału i pomiary dokładnego położenia magnetostrykcyjnych liniowych czujników położenia sprawiają, że są one odpowiednią alternatywą dla czujników opartych na drabinkach rezystorowo-kontaktronowych lub wyłączników krańcowych.

Czujniki magnetostrykcyjne współpracujące z interfejsem CANopen w turbinach wiatrowych

Czujniki magnetostrykcyjne są wykorzystywane do wysyłania sygnału zwrotnego w układach regulacji automatycznej kąta natarcia łopat turbin wiatrowych. Mierzą one położenie łopat z wysoką dokładnością, nawet przy działaniu ogromnych sił aerodynamicznych i przy ciągle zmieniających się warunkach pracy turbiny (siła i kierunek wiatru). Aby zapewnić najwyższy poziom bezpieczeństwa podczas prac konserwacyjnych, cylindry blokujące utrzymują łopaty wirnika turbiny zatrzymane w precyzyjnie ustalonym położeniu. Ruchy śruby blokującej w dwie strony powodują zablokowanie i odblokowanie turbiny wiatrowej. Monitorowanie położenia zablokowania/odblokowania może być także realizowane za pomocą czujników. Zapewniają one działanie i funkcjonalność w trudnych warunkach wykonywania prac konserwacyjnych, spowodowanych położeniem wirnika na dużej wysokości nad ziemią, również przy niekorzystnych warunkach klimatycznych, takich jak nad brzegiem morza.

Zawsze, gdy zmienia się prędkość i kierunek wiatru, układ sterujący zmienia kąt natarcia łopat turbiny o kilka stopni, aby zmaksymalizować generowaną moc dla wszystkich poziomów prędkości wiatru. Gdy prędkość wiatru powoduje przekroczenie maksymalnej dopuszczalnej mocy wyjściowej generatora, łopaty są odchylane od położenia optymalnego, aby zmniejszyć sprawność aerodynamiczną i utrzymać stałą prędkość obrotową wirnika. Natomiast, gdy prędkość wiatru spadnie, łopaty są z powrotem ustawiane w optymalnym położeniu w stosunku do wiatru. Aktywna regulacja prędkości obrotowej wirnika umożliwia osiągnięcie maksymalnej sprawności turbiny, zmniejsza naprężenia mechaniczne wirnika i wieży oraz jest podstawą dla zwiększenia bezpieczeństwai długości eksploatacji turbiny.

Autorka: Moira Lise, firma MTS Sensors. Niniejszy artykuł został oryginalnie opublikowany na stronie internetowej CAN in Automation (CiA).