风能设备的传感器和控制器

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风能设备的传感器和控制器

Lenord + Bauer 的传感器和控制器 15 年的经验和全球范围内 30,000 多个安装案例

现代化风力发电设备是工程艺术的杰作。它能够抵抗炎热、极地寒冷、污

垢、潮湿和盐雾以及吊舱中的持续振动。同时，它保持一年 365 天全天候

作业。因此，风能设备制造商与轨道车辆生产商一样是自动化技术领域中要

求最高的客户。

数十年来，Lenord + Bauer 一直欣然面对这种挑战！无论是测量、控制或是

调节：我们坚固的自动化产品和磁性传感器是风力发电设备所有旋转的设备

元件实现无缝监控和安全运行的最佳前提条件。

我们希望通过这份宣传册让您了解我们产品种类中的哪些产品是已经在

风力发电设备中经过考验的产品。原则上可以对所有产品进行调整，以

满足您的个性化设备要求。我们非常愿意通过直接对话为您提供咨询服

务。

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来源：Wind-to-Energy GmbH, Rostock

各种应用—— 一个系统供应商Lenord + Bauer

1 变桨电机：位置测定或转速测定

2 翼片轴承：位置测定

3 变桨系统：调节旋翼位置

4 子系统：调节温度管理

5 塔：测量塔振动

6 滑环:位置测量或转速测量

7 吊舱:转子轴上的位置测定或转速测定

8 电机：转速测定

9 方位角:测定吊舱位置

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变桨电机

变桨电机位置测定和转速测定

为了实现最佳的能量采集，变桨调节的风力发电机设备

不仅要将毂，还要将机翼对准风力和风向。

Lenord + Bauer 生产的自带轴承结构的绝对值编码器能

够精确地校准翼片位置，因为即使是在极端的环境温

度、潮湿、污垢、凝露或剧烈振动下，也不影响它的顺

利使用。在旋翼伺服发动机的 B 面准确测定旋翼位置。

Lenord + Bauer 绝对值编码器的优势

:: 坚固的磁性传感技术

:: 高分辨率（最大 16 位单圈，28 位多圈）

:: 适合用于海上以及寒冷和炎热气候

:: 可附数字式 SSI 接口、CANopen 接口或 PROFIBUS-

DP 接口确切说是模拟式 0 到 10 V 或 4 到 20 mA

接口供应，以供选择

:: 可靠耐用的技术

:: 长期免维修

:: 可供应 IP 67 的款式

我们推荐：绝对值编码器 GEL 2037

:: 25 位分辨率（13 位单圈，12 位多圈）

:: SSI 接口

:: 带有集成式电气隔离转换器的冗余测量系统

:: 坚固的构造符合IP 67

:: 用于高轴承负荷的重型法兰

:: 由于是机械传动装置，无需维修

:: 温度范围扩展为从 -40 °C 到 + 85 °C

此应用的另一可选产品：

GEL 2035 和 GEL 235 系列


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变桨电机增量式位置测定和转速测定

Lenord + Bauer 的增量式转速传感器扫描与电机轴相连

的测量齿轮，能够测定旋翼伺服发动机上的转速。这些

传感器明显小于自带轴承结构的绝对值编码器，但面对

环境影响下却同样坚固无比。因为它们可以非接触式扫

描齿轮，因此完全免维修和无磨损。

用两个或多个传感器对一个测量齿轮进行扫描，可以轻

松实现冗余反馈系统。

Lenord + Bauer转速传感器的优势


:: 在最大 0 至 25 kHz 转速范围内的高精确度


:: 可附 HTL 或 TTL 信号输出端供应，以供选择

:: 完全无磨损和免维修

:: 坚固的构造符合 IP 68

我们推荐：嵌入式编码器 GEL 248

:: 磁性扫描齿轮、齿杆或槽盘

:: 测量齿轮：可扫描模块 0.7 至 4.0

:: 温度范围扩展为从 -40 °C 到 +120 °C

:: 停机数据采集

:: 没有脉冲损失地测量慢速运动

:: 异常紧凑的结构非常适合在拥挤的空间环境中使用。


GEL 247 系列

变桨电机


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翼片轴承：位置测定

除了在变桨电机上进行转速测定和位置测定外，还可以

几乎无隙地通过在叶根上直接测定转速来得出旋翼位

置。一个自带轴承结构的绝对值编码器（带有活动法

兰）也被用于其中，它直接伸入翼片轴承的制齿中。

这个款式的优势是在叶根上进行直接测量，以避免中间

传动装置造成测量值失真。

Lenord + Bauer绝对值编码器的优势


:: 可供应由支架、Flex 法兰、旋转编码器、测量齿轮

和电缆组构成的全套系统

:: 高分辨率（最大 16 位单圈，28 位多圈）



DP 接口或者模拟式 0 到 10 V 或 4 到 20 mA 接口

供应，以供选择

:: 也可以选择以 IP 67 或 IP 69 K 的变体款式供应


:: 28 位分辨率（16 位单圈，12 位多圈）

:: 精确度高于 0.09 °，高线性

:: 露点稳定

:: 抗冲击和防振功能

:: 温度范围扩展为从 -40 °C 到+105 °C

:: 用于高轴承负荷的重型法兰

:: 由于是机械传动装置，长期免维修

:: 可附数字式 SSI 接口、EtherCAT 接口、CANopen 接

口或 PROFIBUS-DP 接口确切说是模拟式 0 到 10 V

或 4 到 20 mA 接口供应，以供选择

此应用的另一可选产品：GEL 2035; GEL 2037


翼片轴承

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变桨系统：调节旋翼位置

现代化风力发电机组使用复杂的级联调节电路，以实现

高效的设备控制。其中一个重要的部件系统就是旋翼位

置的控制系统。

在过去 15 年中，Lenord + Bauer 紧凑型控制器很好地

满足了这一高标准应用的要求。它具有紧凑的设计、多

样的接口，尤其适合于吊舱中反复无常的温度和环境条

件。它既可以用于状态监测，也可以用于叶片角度的调

节。

Lenord + Bauer紧凑型控制器的优势

:: 紧凑的结构，不带通风装置

:: 通过使用上漆的索引卡，适合用于海上以及寒冷和炎

热气候

:: 抗冲击和防振功能

:: 能经受气候变化，带有薄膜键盘的集成式显示器

:: 多种现场总线接口

:: 远程服务网络功能

:: 全球范围内 20,000 多个安装案例

我们推荐：控制器 GEL 8251

:: 集成的、可自由编程的 PLC

:: 当最大空气湿度最高达 95 % 时，温度范围扩展为从

-20 °C 到 +70 °C

:: 30/15 数字输入/输出，3/3 模拟输入/输出，4 x

PT100

:: 6 个绝对值编码器输入端 (SSI) ，用于连接旋翼旋

转编码器和/或变桨电机旋转编码器

:: 板上有 2 个 CANopen 接口


GEL 8230 和 GEL 8232 系列


变桨系统

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子系统调节温度管理

现代化风力发电设备不仅可以在温带，还可以在副极地和

亚热带地区获取能量。但是，在这些所谓的炎热或寒冷地

区需要进行积极的温度管理，以保护功率电子装置、传

动装置或蓄能器不会停止运转和被损坏。

Lenord + Bauer 的现场总线控制器系列就是专门为这些

地区的应用而开发的，可以附带供应一个可对风力发电

机设备进行分散式温度管理的特殊软件。

Lenord + Bauer控制器的优势

:: 可分散使用

:: 温度范围扩展为从 -50 °C 到 +85 °C

:: 露点稳定

:: 适合于炎热和寒冷气候

:: 强大的抗冲击和防振功能

:: 可实现支承轨道安装的紧凑、修长的结构

:: 设备专用的软件方案

:: 通过 Windows 服务工具实现软件参数化

我们推荐：现场总线终端控制器 GEL 8500

:: CANopen (CiA 301 + CiA 401)

:: 6/6 数字输入/输出，2 x 230 V AC 输出，4 x PT100

:: 运行温度从 -40 °C 到 +85 °C

:: 最大安装高度 3,000 m

:: USB 服务接口

:: 集成式高功率 MosFET，用于对耗电器或功率接触器

进行直接控制


GEL 8230B202; GEL 8232B202

子系统

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塔测量塔振动

尽管经过了精心的结构设计和加工，风力发电设备在工

作时还是会产生振动，这使得其结构和材料持续遭受机

械应力。

Lenord + Bauer 开发出了一款专门的传感器，可以实时

测量塔振动并将测量值选择性地通过 CANopen 接口或

EtherCAT 接口输送给设备控制器。当超过规定临界值

时，设备可以通过集成在传感器中的安全继电器停止运

行。

Lenord + Bauer塔振动传感器的优势

:: 可集成到现有安全系统中

:: 成熟的微型电子机械系统（MEMS 加速传感器）

:: 坚固的传感技术，不会老化，完全免维修、无磨损

:: 简单集成到 EtherCAT 或 CANopen 网络中

:: 露点稳定、紧凑的结构

:: 通过平衡两个集成在传感器中的加速传感器实现冗余

测量系统

我们推荐：塔振动传感器 GEL 3010

:: 可附 EtherCAT 接口或 CANopen 接口供应，以供选

择

:: 机械互锁式安全继电器输出端

:: 测量范围 ± 20 m/s2 (2g) 分辨率 ± 0,01 m/s2

:: 频率范围 0 到 10 Hz

:: 两个测量方向，相互成 90°角

:: 保护等级 IP 67

:: 工作温度范围 -40 °C 到 +85 °C

:: 安装高度最大达 4,000 m

塔

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滑环位置测量和转速测量

现代化风能设备用滑环来测量毂和吊舱之间的数据输送

和能量输送。因为滑环与转子轴保持同步旋转，因此可

以使用旋转编码器直接在滑环上测定转子毂的位置和转

速。

GEL 290 系列的增量式旋转编码器可以满足这一应用的

需求。由于可对增量式旋转编码器和绝对式旋转编码器

进行灵活组合，且有各种总线顶盖，只需少量花费就可

以组成多个用于监测传动线路转速的冗余串联式编码

器。

Lenord + Bauer串联式编码器的优势

:: 模块系统实现真正的冗余并采集不同的测量数值

:: 在缓慢的转子轴上直接测定加速度、转速和位置

:: 有各种现场总线接口

:: 用于评估风能设备安全系统的高分辨率增量式输出端

:: 超速识别

:: 通过坚固的磁性传感技术，在恶劣条件下运行也可以

免维修且具有超长使用寿命

我们推荐：串联式编码器 GEL 290

:: 由 GEL 292 系列的增量式自带轴承结构的旋转编码

器和 235 系列的绝对值编码器或 293 系列的旋转编

码器组合而成

:: 模块系统使安装长度得以优化

:: 在高分辨率的情况下，每次旋转可发送多达 266,240

个脉冲

:: 集成的、高弹性且不易转动的联轴器

:: 角加速度非常高



GEL 293/GEL 235/GEL 208


滑环

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吊舱转子轴上的位置和速度测定

除了滑环上的传动线路监控外，转子毂位置、转子栓紧

位置和转子转速都可通过扫描与转子轴固定相连的铁磁

槽盘来测定。

安装位置直接在传动线路上，优势在于测量值不会因为

中间的联轴器变得不可信。增量式转速传感器 GEL 2495

以高线数或高分辨率发出两个电气隔离的冗余转速信

号，能够完成这类测量。

Lenord + Bauer冗余转速传感器的优势

:: 磁性传感技术，不会老化

:: 冗余增量式测量系统

:: 高分辨率的测量，12 或 13 位

:: 被作为实体量具使用的桥接片可以直接无隙地拧紧在

风能设备的转子轴上

:: 由于冗余的设备监控，当超速时可保证随时断开。

:: 参考信号让到达转子栓紧位置成为可能。

我们推荐：转速传感器 GEL 2495

:: 每次旋转最多可发出 8,192 个脉冲

:: 精确度 ± 0,05 °

:: 强大的抗冲击和防振功能

:: 露点稳定

:: 温度范围扩展为从 -40 °C 到 +85 °C



GEL 247; GEL 248


吊舱

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方位角测定吊舱位置

要实现最佳的能量采集，吊舱准确追踪不断变化的风向是

一个决定性因素。啮合的方位角轴承是旋转点和支点，将

吊舱和塔连接在一起。因此，它非常适合用于准确测定

吊舱的转速或位置。

Lenord + Bauer 为这一应用专门开发了一个测量系统，除

了绝对值编码器外，它还包含支架、Flex 法兰、测量齿

轮和电缆组。

Lenord + Bauer绝对值编码器的优势

:: 在经过优化的轴承作用下可实现超高的外部轴荷载。


:: 高分辨率（16 位单圈，28 位多圈）



DP 接口或者模拟式 0 到 10 V 或 4 到 20 mA 接口

供应，以供选择

:: 单圈运行和传动装置多圈运行中长期免维修

:: 也可以选择以 IP 67 或 IP 69 K 的变体款式供应


:: 16 位单圈，12 位多圈

:: 精确度高于 0.09 °，高线性

:: 温度范围从 -40 °C 到 +105 °C

:: 可供应由支架、Flex 法兰、旋转编码器、测量齿轮

和电缆组构成的全套系统


GEL 2035; GEL 2037

方位角

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电机转速测定

为了将机械能转换为电能，风能设备使用带有电路变频

器的三相交流电机。为了保证在高电路质量下变速运

行，要连续测量转子转速并在反馈系统中进行加工。

Lenord + Bauer 的增量式旋转编码器尤其适合于真实可

靠地测定电子转速。

Lenord + Bauer增量式旋转编码器的优势

:: 集成的、高弹性且不易转动的联轴器

:: 磁性传感技术，不会老化

:: 非常抗冲击和防振

:: 露点稳定

:: 每次旋转都具有高线数，最高达 266,240 增量

:: 绝缘结构

我们推荐：旋转编码器 GEL 293

:: 运行温度范围从-20 °C 到 +85 °C

:: 存放温度范围从 -40 °C 到 +105 °C

:: 可以有不同的输出信号模板

:: 长期免维修

:: 适合于海上、寒冷和炎热气候


GEL 247; GEL 248

电机

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通讯

:: Modbus TCP

客户定制的产品和解决方案

15 年多以前，Lenord + Bauer 就已经为风能设备生产商

供货。有超过 20,000 个控制器和不计其数的传感器被

长期应用于世界各地不同气候区。

很多产品都是客户定制的解决方案，我们根据不同风能

设备生产商的个性化要求进行调整。除了不同的软件方

案、接口或电缆输出端之外，这些传感器和控制器与标

准产品的区别甚至还体现在电子元件上。

基于我们的高生产深度，我们可以非常快速地开发出客户

专属的产品和解决方案。

请致电我们。我们非常愿意就您所需要的特殊方案进行

洽谈。

应用

:: 制定控制方案

:: 现场总线方案

:: 环境条件

:: 接口定义

硬件

:: 基础研发

:: 16/32 位微控制器，Power PC

:: 模拟技术和数字技术

:: 现场总线接口

:: 外壳技术

结构

:: 电路图布局

:: 电路板布局

:: EMV 设计

:: 外壳技术

:: 部件试样测试

软件

:: 操作系统

:: 运行时间系统（比如：CoDeSys）

:: 应用软件

:: 操作软件

:: 网络技术

产品和解决方案

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2 翼片轴承：位置测定

5 塔：测量塔振动

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Lenord + Bauer 的联系人

如果涉及到全新开发和/或进一步开发，Lenord + Bauer 是

您项目的正确洽谈伙伴。我们为您提供技术诀窍和支持。

技术支持

再生能源 / 风能

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力手册

2012

年 8

月）

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