Drehgeber

Ein Drehgeber zum „Aufrollen“ für Windkraftanlagen

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Einfache und schnelle Montage

Der Anbau des Spannbandes an einer beliebigen axialen Position auf der Welle ist schnell und ohne großen Aufwand realisierbar. Die Wellenoberfläche bleibt frei von Bohrungen, Nuten und Einstichen. Stattdessen lässt sich das werksseitig dem Umfang der Welle entsprechend zugeschnittene Spannband einfach um die Welle legen und mit dem an seinen Enden angebrachten Spannschloss verbinden. Die Drehgeber eignen sich damit ideal für Nachrüstungen.

Das Spannschloss ist so ausgelegt, dass es Toleranzen des Wellendurchmessers von etwa 2 mm ausgleichen kann. Für die anschließende Montage des Sensorkopfs sind lediglich zwei Befestigungsschrauben notwendig. Der Luftspalt lässt sich einfach mit einer Lehre einstellen. Eine Person erledigt diese Arbeiten innerhalb weniger Minuten. Dabei lässt sich die im Abtastkopf integrierte elektronische Funktionsüberwachung als Justierhilfe nutzen. Selbst eine für einen Wellendurchmesser von 2 Metern ausgelegte Sensorausführung wiegt weniger als 2 kg und passt in eine schuhschachtelgroße Verpackung. Montage- und Transportkosten reduzieren sich damit deutlich gegenüber den bisher verfügbaren Lösungen.

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Schnelle Signalverarbeitung für hochpräzise Messwerte

Dank seiner intelligenten Echtzeit-Signalverarbeitung liefert der Spannbandgeber jederzeit inkrementale und quasi-absolute Positionssignale mit konstant hoher Qualität, unabhängig von der Spannschlossweite. Pro Umdrehung sind bei jedem Wellendurchmesser bis zu 131.072 Impulse möglich. Die beiden Sensoren im Abtastkopf sind werksseitig so ausgerichtet, dass stets wenigstens ein Magnetsensor das magnetisierte Band abtastet. Das ermöglicht eine durchgehende Positions- und Drehzahlberechnung trotz der durch das Spannschloss bedingten Lücke. Die Welle kann sich im Betrieb axial bis zu 10 mm und radial bis zu 2 mm hin und her bewegen.

Die Genauigkeit des bis 20 Bit aufgelösten Positionssignals liegt an einer 1000-mm-Welle bei ±0,02 Grad. Das ermöglicht beispielsweise an Windkraftanlagen den ferngesteuerten Rotor-Lock der Turbinenwelle. Der Spannbandgeber liefert eine gültige Position, sobald nach dem Einschalten des Geräts die Lücke des Spannbandes den Abtastkopf zweimal in gleicher Drehrichtung passiert hat.

Präzise digitale Drehzahlsignale

Gleichzeitig liefert der Spannbandgeber präzise digitale Drehzahlsignale in Echtzeit bis 18 Bit mit frei wählbarer Filterung. Er erfasst Kriechbewegungen von nur 0,003 U/min. Dies entspricht einer einzigen Umdrehung in sechs Stunden. Die von der Anwendung geforderten Ausgangssignale werden werksseitig konfiguriert. Als elektrische Schnittstellen stehen SSI, HTL, TTL SinCos und Kombinationen davon zur Verfügung.

Für Windkraftanlagen bedeutet das ganz konkret: Durch den HD Mag Flex können Windkraftanlagen auch bei stärkeren Winden noch „ernten“, also dichter am Lastmaximum betrieben werden. Aktuell laufen Versuche an Windenergieanlagen mittlerer Leistungsklassen. Es zeichnen sich Winderntezuwächse zwischen 0,5 – 1% ab. Moderne Anlagen erzeugen eine Strommenge bis zu 7 Mio. kWh pro Jahr.

Eine Steigerung der „Ernte“ um 1% hieße also eine Mehrproduktion von 70.000 kWh im Jahr. Je nach erzielter Einspeisevergütung, ist ein solcher Geber innerhalb weniger Monate amortisiert. (jv)

Wind Energy Hamburg 2014: Halle B6, Stand: 174

* Henning Förste, Produktmanager Motion Control bei Baumer

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