Codeurs pour déterminer la commande de pas des pales de rotor : commande de pas

Tourner dans le bon sens

Qu'il s'agisse d'une brise légère ou d'un fort coup de vent, les centrales éoliennes sont exposées à des forces éoliennes très fluctuantes qu'elles doivent utiliser de la manière la plus efficace possible. Pour accroître leur efficacité, la commande dynamique de pas est utilisée pour ajuster la pale du rotor à l'angle requis pour ajuster les pales du rotor à l'angle requis. Lorsque la vitesse du vent est faible, les pales du rotor sont orientées vers le vent, puis détournées lorsque la force du vent augmente, afin que l'éolienne puisse continuer à fonctionner en toute sécurité, même lorsque la vitesse du vent est élevée à des vitesses de vent élevées. Comme pour de nombreuses applications impliquant des mouvements de rotation, il existe différentes approches permettant l'utilisation de codeurs - depuis les solutions simples avec un seul codeur incrémental jusqu'à une combinaison de deux codeurs absolus redondants à la combinaison de deux codeurs absolus redondants. Vous trouverez ci-dessous une description des différents types d'installation pour les codeurs déterminant le contrôle du pas.

Installation du capteur - moteur

Un axe pour le positionnement d'une pale de rotor se compose d'un pignon d'entraînement, d'un engrenage, d'un frein, d'un moteur et d'un encodeur (voir croquis).

Entraînement à l'illustration

Le motoréducteur positionne la lame du rotor et un frein supplémentaire garantit que la position requise est maintenue en toute sécurité, même en cas de panne de courant. Quelles sont les exigences particulières auxquelles un capteur doit répondre dans ce système ? Comme le codeur est monté directement sur l'entraînement, il doit fournir des valeurs de positionnement fiables dans une plage de températures allant de -40 à +100 °C. En ce qui concerne cette exigence, les codeurs optiques multitours à engrenages Acuro AC58 proposés par Hengstler se sont avérés être la solution la meilleure et la plus adaptée. La position est déterminée au moyen d'une méthode d'éclairage optique par l'arrière. L'engrenage mécanique multitour est également balayé optiquement, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de tester les effets magnétiques qui peuvent être causés par les freins d'entraînement, en particulier. La forme de balayage choisie n'est pas sensible aux interférences magnétiques et convient donc au montage direct sur tous les moteurs équipés de freins. En outre, le codeur offre des valeurs de haute résolution et est capable d'indiquer des signaux absolus et incrémentaux, qui peuvent être utilisés comme valeurs de référence et/ou pour les ajustements de vitesse de référence et/ou pour l'ajustement de la vitesse. Par conséquent, aucun résolveur ou tachymètre supplémentaire n'est nécessaire.

Capteur - Installation des pales de rotor

Une autre solution consiste à monter le codeur directement sur la couronne d'orientation de la pale du rotor. Dans ce cas, l'accouplement se fait au moyen d'une roue dentée montée sur l'arbre du codeur. Comme les contraintes mécaniques exercées sur le capteur étant nettement plus élevées que dans le cas d'une installation sur moteur, cette application impose des exigences totalement différentes au codeur. Pour réduire la charge du codeur, on utilisait jusqu'à présent des modules de roulements. Cette variante d'installation nécessite un codeur particulièrement robuste, tel que l'Acuro AR62. Grâce à sa conception compacte et à ses roulements à billes extrêmement robustes, il convient pour des charges axiales et radiales très élevées. Avec une charge maximale admissible de 300 N (axiale et radiale), il dépasse non seulement la plupart des types de modules de charge courants, mais offre également une capacité de charge 10 fois supérieure à celle des codeurs disponibles dans le commerce. Comme l'AC58 (voir ci-dessous), le capteur AR62 est un codeur électronique multitours électronique, qui présente également une technologie de fil d'impulsion sans usure. Le balayage magnétique monotour et multitour assure une grande résistance aux chocs et aux vibrations. En outre, ces capteurs sont résistants aux influences de l'environnement, comme l'humidité et de larges plages de température. Offrant un indice de protection IP69K, ce type de codeur est adapté à une installation complète en extérieur.

Installation du capteur - interrupteur de fin de course

Enfin, le codeur peut également être monté sur un boîtier d'interrupteur de fin de course. L'installation sur site est facilitée par l'assemblage de composants complets et préajustés. Dans cette approche, les exigences mécaniques ne sont pas aussi élevées que dans le cas d'une installation directe sur la pale du rotor. Répondant à toutes les exigences de haute précision et de robustesse, le codeur absolu magnétique Acuro AC58 reste une solution rentable en ce qui concerne sa conception mécanique. Tant dans la variante tour et multitour, ce type de codeur ne nécessite qu'un seul aimant. Le codeur multitour utilise la technologie du fil d'impulsion, ce qui signifie qu'il fonctionne sans usure, sans pile ni engrenage. L'énergie nécessaire à la détection de la position est produite par le seul mouvement de rotation, ce qui constitue un avantage considérable de cette technologie.

Conclusion

En fonction de l'application spécifique, chaque type de codeur doit répondre à des exigences particulières. Les codeurs conçus dans la technologie d'entraînement "classique" doivent être montés directement sur le moteur, par exemple. Ces capteurs doivent offrir une large plage de température de fonctionnement, une résolution et une plage de vitesse élevées. Les codeurs montés sur la pale du rotor doivent être mécaniquement robustes. La famille de produits Acuro propose le type de capteur adapté à chaque type d'application (voir diagramme).