Positions- und Drehzahlbestimmung: Sensoren ermöglichen effiziente Windausbeute

Extreme Umweltbedingungen, große Temperaturbereiche, schwer zugängliche Offshore-Standorte und somit immer kostspieligere Serviceeinsätze verlangen nach hochwertigen technischen Komponenten mit einer mechanischen Stabilität und einem optimierten Produktlebenszyklus. Die genaue Betrachtung der Vielzahl an rotativ gelagerten Systemkomponenten der Windenergieanlage, bei denen häufig Drehgeber zum Einsatz kommen, verdeutlicht die Sensorik-Anforderungen im Branchensegment Windenergie. Zwar wird die Windenergie physikalisch gesehen mechanisch gewonnen, dennoch ist die effektive Nutzung von Windenergie heutzutage nur durch State-of-the-Art-Sensorik möglich. Drehzahl- und Lagesensoren sind zu diesem Zweck in Gondel, Rotornabe, Azimut und Blattwurzel sowie am Generator installiert. Salzhaltige Atmosphäre Speziell die Schock- und Vibrationsbelastungen, der Kontakt mit aggressiven Medien und Schmierstoffen, die zum Teil salzhaltige Atmosphäre, kombiniert mit hohem Verschmutzungsgrad, erschweren in Windenergieanlagen den langfristig stabilen Einsatz konventioneller Messsysteme. Optische Sensoren bieten zwar hohe Auflösungen und Genauigkeiten, stoßen aber bei Temperaturwechsel oder mechanischen Belastungen an ihre Grenzen. Dagegen bieten magnetische Sensoren mit Polrädern oder Direktabtastung eines Diametralmagneten häufig zu geringe Genauigkeiten und Auflösungen, sind aber für widrige Umgebungsbedingungen geeignet. Nonius-Algorithmus Lenord, Bauer & Co. hat für solche Anforderungen Drehgeber entwickelt, die hohe Auflösungen und Genauigkeiten optischer Systeme mit Robustheit und Zuverlässigkeit kombinieren. Basierend auf dem Nonius-Algorithmus arbeiten die Absolutwertgeber der Produktfamilie GEL 235 mit der berührungslosen magnetischen Abtastung einer Codescheibe aus ferro-magnetischem Stahl, der sogenannten Stegscheibe. Magneto-Resistive Sensoren tasten hierbei drei Spuren ab und liefern drei korrespondierende Sinussignale, die innerhalb einer Umdrehung eindeutig sind. Basierend auf dem Nonius-Prinzip wird die Phasenlage ausgewertet und mit hoher Auflösung und Genauigkeit die Absolutposition bestimmt. Die mechanische Konstruktion dieser Drehgeber in Verbindung mit der Stegscheibe machen sie unempfindlich gegen Schock, Vibration, Betauung. Die günstig gewählten Ausdehnungskoeffizienten der optimierten Aufbautechnik ermöglichen eine überlegene Wiederholgenauigkeit des Drehgebers über den kompletten Temperaturbereich von -40 bis +105°C und eignen sich dadurch für diverse Anwendungen in Windkraftanlagen.