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风力发电机传感器介绍


风力发电机传感器介绍
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2010.05

?风力发电机传感器介绍

?UP -1.5MW风力发电机测点清单
测点名称 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 主轴承温度1 液压站油温油位开关 主轴承温度

2 齿箱润滑油入口油温 齿轮箱润滑油油温 齿轮箱高速轴输出端 齿轮箱高速轴输入端 发电机前轴承温度 发电机后轴承温度 发电机入口风温 发电机出口风温 风机振动 偏航角度及位置 叶轮锁定状态 齿轮箱润滑油泵杂质开关 齿箱入口压力 发电机绕组温度(u1,v1,w1,u2,v2,w2) 偏航润滑脂油位 发电机转速 高速轴刹车磨损、刹车压力 元件 PT100 压力开关 PT100 PT100 PT100 PT100 PT100 PT100 PT100 PT100 PT100 风机振动传感器 偏航编码器及扭缆开关 叶轮锁定接近开关 压力开关 齿箱入口压力开关 PT100 油位开关 发电机编码器 刹车磨损及压力开关 -750°~750° 0-1(开关量) 0-1(开关量) 0-1(开关量) -200—850度 0-1(开关量) 0-1800转 0-1(开关量) 规范 -200—850度 0—1(开关量) -200—850度 -200—850度 -200—850度 -200—850度 -200—850度 -200—850度 -200—850度 -200—850度 -200—850度 主控侧接点 X20-75,76 X10-39,40,41 X20-77,78 X20-83,84 X20-85,86 X20-79,80 X20-81,82 X20-107,108 X20-109,110 X20-105,106 X20-111,112 X20-1,2,3,4,5 X20-54~63 X10-26~31 X10-5,6 X10-3,4 X20-93~104 X214-3,4,5 变流器端子 X10-42,43,44,45

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温度传感器
? 热电阻的测温原理
– 热电阻是基于电阻的热效应 进行温度测量的,即电阻体 的阻值随温度的变化而变化 的特性。因此,只要测量出 感温热电阻的阻值变化,就 可以测量出温度。 – 目前主要有金属热电阻和半 导体热敏电阻两类。

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热电阻的信号连接方式
? 热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件,通常 需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它 一次仪表上。工业用热电阻安装在生产现场,与控制室之 间存在一定的距离,因此热电阻的引线对测量结果会有较 大的影响。 ? 目前热电阻的引线主要有三种方式

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? 二线制:在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二 线制:这种引线方法很简单,但由于连接导线必然存在引线电阻r,r 大小与导线的材质和长度的因素有关,因此这种引线方式只适用于测 量精度较低的场合 ? 三线制:在热电阻的根部的一端连接一根引线,另一端连接两根引线 的方式称为三线制,这种方式通常与电桥配套使用,可以较好的消除 引线电阻的影响,是工业过程控制中的最常用的引线电阻。 ? 四线制:在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制,其 中两根引线为热电阻提供恒定电流I,把R转换成电压信号U,再通过 另两根引线把U引至二次仪表。可见这种引线方式可完全消除引线的 电阻影响,主要用于高精度的温度检测。

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PT100 温度与电阻对应关系

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转速、角度传感器(编码器)
? 作为转速、角度类传感器,最近几年旋转编码器的发展迅 速,使用已经越来越广. ? 国家标准GB7665-87对传感器下的定义是:“能感受规定 的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置 ,通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测 装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息 ,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出 ,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等 要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

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编码器的应用优点
? 信息化:除了定位控制点,控制室还可知道其具体位置; ? 柔性化:定位可以在控制室柔性调整的; ? 多功能化:除了定位,还可以远传当前位置,换算运动速度,判断旋 转方向,对于变频器,步进电机等的应用尤为重要。 ? 经济化:对于多个控制工位,只需一个旋转编码器的成本,以及更主 要的安装、维护、损耗成本降低,使用寿命增长,其经济化逐渐突显 出来。 ? 紧跟发展趋势:按照传感器的发展规律,传统传感器已向数字化、智 能化、网络信息化发展,工业自动化已经不单单满足现场控制,而且 向工厂管理信息化发展,而智能型绝对值编码器,正是符合这种发展 的定位传感器的杰出代表。

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编码器基本原理
? 概述 ? 将机械转动的模拟量(位移)转换成以数字代码形式表示 的电信号,这类传感器称为编码器又称数字编码器 。 ? 编码器以其高精度、高分辨率和高可靠性而广泛用于各 种位移测量。 ? 编码器的种类很多。按其结构形式有直线式编码器和旋 转式编码器。由于许多直线位移是通过转轴的运动产生的 ,因此旋转式编码器应用更为广泛。

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? 旋转式编码器又分为增量式编码器 和绝对式编码器。 ? 增量式编码器的输出是一系 列脉冲,需要一个计数系统对脉冲 进行累计计数,一般还需要基准数 据即零位基准才能完成角位移测量 。 ? 绝对式编码器不需要基准数 据及计数系统,它在任意位置都可 给出与位置相对应的固定数字码输 出。
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增量型编码器(incremental encoder)
? 增量型编码器每转一周可产生一系列的脉冲,脉冲的数量 可表示角位移的测量。编码器内有一圆盘——编码盘。通 常为一光学玻璃,码盘最外圈的码道上均布有相当数量的 透光与不透光的扇形区域,用来产生记数脉冲的增量码道 ,扇形区的多少决定了编码器的分辨率,扇形区越多分辨 率越高。例如:一个每转5000的增量形编码器,其码盘 上共有5000个透光和不透光的扇形区域。这个码盘被安 装到编码器的旋转轴上 ? 增量 式 编码器的码盘刻线间距均等,对应每一个分辨率 区间,可输出一个增量脉冲。

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绝对型编码器(旋转型)
? 绝对编码器光码盘上有许多道光通道刻线,每道刻线依次 以2线、4线、8线、16 线……编排,这样,在编码器的每 一个位置,通过读取每道刻线的通、暗,获得一组从2的 零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码(格雷码),这 就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由光电码盘的机 械位置决定的,它不受停电、干扰的影响。 ? 绝对编码器由机械位置决定的每个位置是唯一的,它无需 记忆,无需找参考点,而且不用一直计数,什么时候需要 知道位置,什么时候就去读取它的位置。这样,编码器的 抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。

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绝对值编码器,记录偏航位置 偏航轴承齿数与编码器盘齿数之比 左右限位开关,常开触点 左右安全链限位开关,常闭触点

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偏航系统工作原理
? 风向标作为感应元件将风向的变化用电信号传递到偏航电 机的控制回路的处理器里,经过比较后处理器给偏航电机 发出顺时针或逆时针的偏航命令,为了减少偏航时的力矩 ,电机转速将通过同轴联接的减速器减速后,将偏航力矩 作用在偏航轴承上,带动风轮偏航对风,当对风完成后, 风向标失去电信号,电机停止工作,偏航过程结束。

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? 偏航的组成部件
整个偏航组件包括有偏航驱动电机、偏航驱动齿轮箱、 偏航轴承、偏航刹车盘、偏航刹车钳、液压管路、回油管 路、润滑系统等。部分部件如下图所示:

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自动解缆
? ? ? ? 机组在待机模式下,如果偏航圈数大于710°,开始自动解缆 若偏航角度大与580°,左偏航解缆,若小于-580°,右偏航解缆 当偏航角度小至±40°以内时,自动解缆停止 或者解缆至偏航角度小于一圈(360°以内),机舱对风误差在±30° 以内时,自动解缆停止 ? 如果偏航角度大于+710°没有自动解缆,则当角度达到+ 750°时, 触动扭缆限位开关,风机报偏航位置故障正常停机,复位后进入待机 状态时,应能够自动启动 ? 如果偏航角度大于+780°时,触动扭缆安全链限位开关,风机报安 全链故障紧急停机,需手动偏航解缆 ? 当风速超过25 m/s时,自动解缆停止

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? 从增量式编码器到绝对式编码器
– 增量值旋转编码器,也叫圆光栅、 脉冲码盘,从这些名称可以知道, 它是圆形的光栅刻线码盘,旋转后 通过光通量的明暗变化,产生脉冲 ,通过外部设备的计数脉冲,来增 量地加(或减)脉冲数而测得旋转 的角度。例如,圆光栅每周刻有360 条刻线,每个刻线产生的一个脉冲 就相当于1度,测得脉冲累计增加30 个,就是正向选转了30度。

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测量风速、风向传感器

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? 原理
传感器 ?旋转运动记录

微处理器
输出信号

?P

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? 风向标、风速仪的接线包括六根线,分别是两根电源线, 两个信号线和两根加热线 ? 目前每台机组上有两个风向标和两个风速仪

? 风向标的N指向机尾
? 偏航取一分钟平均风向

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震动传感器
? 原理 ? 振动传感器在测试技术中是关键部件之一,它的作用主要 是将机械量接受下来,并转换为与之成比例的电量。由于 它也是一种机电转换装置,所以我们有时也称它为换能器 或拾振器。 ? 振动传感器并不是直接将原始要测量的机械量转变为电量 ,而是将原始要测的机械量做为振动传感器的输入量,然 后有机械接收部分加以接受,形成另外一个适合于变换的 机械量,然后由机电变换部分再将其变换为电量。因此一 个传感器的工作性能是有机械接受部分和机电变换部分的 工作性能来决定的。
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技术指标
输出电压 工作电压 工作电流 测量范围 频率范围 分辨率 防护等级 浪涌保护(防雷) 0~10V 24V±20% DC 20mA ~+ 0.1Hz~10Hz 0.01Hz IP55 6KV/5KA 尺寸 重量 电缆长度 15米 允许环境条件 工作温度(常温型) 工作温度(低温型) 最大相对湿度 规格 80x75x ~ + ~ + 为95%

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