Positionsmessung der Rotorblätter bei Offshore-Windkraftanlagen

Präzise Positionserfassung im Pitch-System

Über das Pitch-System wird der Winkel der Rotorblätter an die jeweiligen Wind- und Betriebsbedingungen angepasst. Dadurch lässt sich die Leistung der Windkraftanlage regeln und die Rotordrehzahl bei starkem Wind begrenzen. Damit die Steuerung den Blattwinkel zuverlässig einstellen kann, benötigt sie eine genaue Rückmeldung über die aktuelle Position. Drehwinkelsensoren erfassen diese Position kontinuierlich und stellen das entsprechende Signal für die Anlagensteuerung bereit.

Berührungslose Hall-Sensoren für hohe Lebensdauer

Für diese Aufgabe kommen Multiturn-Hall-Effekt-Sensoren zum Einsatz. Anders als kontaktbehaftete Positionssensoren arbeiten sie berührungslos und damit weitgehend verschleißfrei. Dies ist insbesondere bei Anwendungen mit vielen Bewegungszyklen und dauerhafter mechanischer Beanspruchung von Vorteil.

Auch Vibrationen sowie die anspruchsvollen Umgebungsbedingungen von Offshore-Windkraftanlagen stellen hohe Anforderungen an die eingesetzte Sensorik. Eine robuste Bauweise und langfristig zuverlässige Positionsmessung tragen dazu bei, Wartungsaufwand und Ausfallrisiken zu reduzieren.

Worauf ist bei der Auswahl des Drehwinkelsensors zu achten?

Für eine zuverlässige Positionsmessung muss der Sensor auf das Pitch-System und die vorhandene Steuerung abgestimmt werden. Wichtige Auswahlkriterien sind:

• Messbereich: Je nach mechanischem Aufbau kann eine Singleturn- oder Multiturn-Messung erforderlich sein.
• Genauigkeit und Auflösung: Die erforderliche Präzision richtet sich nach den Anforderungen der Positionsregelung.
• Ausgangssignal: Das Sensorsignal muss mit der vorhandenen Steuerungs- und Auswerteelektronik kompatibel sein.
• Umgebungsbedingungen: Temperatur, Feuchtigkeit, Vibrationen und andere mechanische Belastungen müssen bei der Sensorauswahl berücksichtigt werden.
• Mechanische Integration: Bauform, Abmessungen, Wellenanschluss und Befestigung müssen zur vorhandenen Konstruktion passen.

Gerade bei Offshore-Anwendungen sind eine hohe Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer entscheidend, da Wartungsarbeiten an den Anlagen mit erheblichem Aufwand verbunden sein können.

Zuverlässige Positionsrückmeldung für die Rotorblattverstellung

Die berührungslose Winkelmessung ermöglicht eine kontinuierliche und reproduzierbare Rückmeldung der Rotorblattposition. Dadurch kann das Pitch-System den vorgegebenen Blattwinkel zuverlässig anfahren und überwachen.

Hall-Effekt-Sensoren eignen sich aufgrund ihres verschleißarmen Messprinzips besonders für Anwendungen, in denen hohe Bewegungszyklen, Vibrationen und eine lange Betriebsdauer gefordert sind.