浅谈风力发电机中传感器的运用
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风速风向传感器原理
风速风向传感器是一种用于测量风速和风向的仪器。
其工作原理是基于流体动力学的原理。
风速传感器通常使用一个细长的杆状物体,称为杆状探头,在风中悬挂。
探头一端连接到一个敏感的传感器,该传感器可以测量由风速引起的细小位移或压力变化。
当风吹过探头时,它会施加一个力或压力,这个力或压力可以转化为电信号。
传感器中有一个敏感元件,例如应变计或压阻器。
当风压施加在探头上时,敏感元件发生形变或电阻变化。
这个变化会被传感器转化为电信号,然后通过电路进行放大和处理。
风速传感器可以根据风吹过探头引起的电信号的强度来测量风速。
在已知的环境条件下,可以通过校准来将电信号转化为实际的风速值。
在同一个风速风向传感器中,还包含一个用于测量风向的元件。
通常使用一个指向不同方向的风向标志,比如一个箭头或一个圆盘。
当风吹过探头时,风向标志会指向风的方向。
传感器会检测风向标志的位置,并将其转化为相应的电信号。
综上所述,风速风向传感器是利用风吹过探头引起的位移或压力变化来测量风速,并利用风向标志的位置来测量风向的仪器。
通过将被测量的物理量转化为电信号,并通过电路处理和放大,最终可以得到准确的风速和风向数值。
基于光纤传感技术的风力发电机叶片健康监测研究随着全球对环境和可再生能源的日益关注,风力发电成为了一种备受关注的清洁能源。
风力发电机是将风能转化为电能的设备,其中叶片是其最重要的组成部分。
然而,叶片随着使用时间的增加、气候变化等因素的影响,会产生疲劳损伤,这不仅影响了发电机的效率,也会导致安全隐患。
为了提高风力发电机的安全性和效率,研究基于光纤传感技术的风力发电机叶片健康监测变得越来越重要。
一、光纤传感技术在风力发电机叶片健康监测中的应用光纤传感技术是一种新型的传感技术,主要通过光的特性来进行测量和监测。
在风力发电机叶片健康监测中,光纤传感技术可以通过在叶片表面或内部嵌入光纤传感器来实现实时监测叶片的应变、振动和温度等指标,进而评估叶片的健康状态。
光纤传感技术具有高精度、抗干扰能力强、快速响应等优点,可以精确地测量叶片的变化,监测到较小的损伤,有利于及时采取维护措施。
二、光纤传感技术在风力发电机叶片健康监测中的应用现状目前,国内外学者对光纤传感技术在风电领域的应用进行了大量研究。
比如,荷兰代尔夫特理工大学开发了一种基于光纤传感技术的叶片应变监测系统,通过在叶片表面和内部嵌入光纤传感器来实现叶片的应变监测;美国通用电气公司和挪威的NARC公司也开发了类似的系统。
国内的应用研究也日益活跃。
比如,华南理工大学开发了一种基于光纤传感技术的叶片振动监测系统,利用光纤传感器实现对叶片振动的实时监测。
北京航空航天大学也开展了基于光纤传感技术的风电叶片应变监测研究,通过在叶片表面和内部嵌入光纤传感器进行应变监测。
三、未来光纤传感技术在风力发电机叶片健康监测中的发展趋势随着光电技术的不断发展和进步,光纤传感技术在风电领域的应用也将进一步拓展。
尤其是光纤传感器的制造工艺和技术已经有了很大的提升,在光纤传感器的灵敏度、分辨率和可靠性等方面均得到了大幅提高。
未来,基于光纤传感技术的风力发电机叶片健康监测将呈现以下发展趋势:1.集成化监测系统的设计将得到更为广泛的应用。
振动传感器的应用场景振动传感器是一种测量物体振动特性的传感器。
它可以将物体的振动信号转换成电信号,从而实现对物体振动特性的监测和分析。
振动传感器广泛应用于机械制造、航空航天、电力、交通运输等领域。
下面我们来详细了解振动传感器的应用场景。
一、机械制造领域1.机床:在机床上安装振动传感器可以实时监测机床的运行状态,包括转速、加速度、位移等参数,从而及时发现机床故障,保证生产效率和质量。
2.轴承:在轴承上安装振动传感器可以实时监测轴承的运行状态,包括转速、加速度、位移等参数,从而及时发现轴承故障,避免设备损坏和生产事故。
3.风力发电机:在风力发电机上安装振动传感器可以实时监测叶片的运行状态,包括转速、加速度、位移等参数,从而及时发现叶片故障,避免设备损坏和生产事故。
二、航空航天领域1.飞机:在飞机上安装振动传感器可以实时监测飞机的振动状态,包括飞行姿态、加速度、位移等参数,从而及时发现飞机故障,保证飞行安全。
2.火箭:在火箭上安装振动传感器可以实时监测火箭的振动状态,包括加速度、位移等参数,从而及时发现火箭故障,保证发射成功。
三、电力领域1.变压器:在变压器上安装振动传感器可以实时监测变压器的运行状态,包括转速、加速度、位移等参数,从而及时发现变压器故障,避免设备损坏和生产事故。
2.发电机:在发电机上安装振动传感器可以实时监测发电机的运行状态,包括转速、加速度、位移等参数,从而及时发现发电机故障,避免设备损坏和生产事故。
四、交通运输领域1.汽车:在汽车上安装振动传感器可以实时监测汽车的振动状态,包括车身姿态、加速度、位移等参数,从而及时发现汽车故障,保证行车安全。
2.火车:在火车上安装振动传感器可以实时监测火车的振动状态,包括车身姿态、加速度、位移等参数,从而及时发现火车故障,保证行车安全。
以上是振动传感器的应用场景。
由于振动传感器具有高精度、高灵敏度、高可靠性等特点,因此在各个领域都得到了广泛的应用。
风力发电机的风速传感器说明书感谢您购买我们的风力发电机风速传感器。
此说明书将为您提供有关传感器原理、安装及使用的详细信息。
在使用前,请仔细阅读本说明书。
若有任何疑问,请随时联系我们的技术支持部门。
一、传感器原理本传感器采用了先进的超声波技术来测量风速。
传感器内部的超声波发射器将信号发送到空气中。
超声波信号会撞击空气中的颗粒,并被反射回传感器内部的接收器。
通过测量超声波信号发送和接收之间的时间差,我们可以计算出空气中的风速。
二、安装为了确保传感器的测量结果准确,我们需要在安装传感器时注意以下事项:1.传感器应该安装在风力发电机的传动轴上方,并且距离传动轴至少50公分的位置。
这样可以避免传感器被风力发电机直接影响,从而影响测量结果。
2.传感器应该安装在离地面50公分的高度处,这样可以避免地面风向等因素对传感器的影响。
3.在安装传感器之前,请确保传感器配件齐备。
如有任何配件缺失或者损坏,请联系我们的客服部门。
三、使用本传感器具有自动校准功能,不需要手动校准。
在每次使用之前,请先进行一次预热。
预热时间约为30秒钟。
在使用时,请注意以下事项:1.传感器应该朝向风向。
如果传感器朝向错误,测量结果将会产生误差。
2.请勿将传感器安装在垂直风速较大的区域。
在一些气象条件下,会有上下行程的风,导致该区域的风速波动较大,从而影响测量结果。
3.传感器不能直接暴露在太阳下,必须加装遮阳罩,以确保测量结果的准确性。
四、维护本传感器无需特别维护。
如出现故障,请联系我们的客服部门进行维修。
五、注意事项1.请勿将传感器强行拆卸或修理。
如需进行维修,请联系我们的技术支持部门。
2.如使用过程中出现异常,请停止使用传感器并联系我们的客服部门。
3.请勿将传感器暴露在极端条件下。
如极端温度或湿度环境下使用传感器,可能会导致传感器出现故障。
希望本说明书可以为您的使用提供帮助。
如果您需要更多的技术支持或者有其他疑问,请联系我们的客服部门。
再次感谢您对我们的产品的信任和支持。
智能化技术在风力发电自动化控制系统中的运用探讨摘要:传统的发电方式需要大量的煤炭、石油和天然气,这对电力工业的可持续发展是不利的。
将大数据与智能技术融入到风力发电自动化控制系统中,将成为一种新型的管理方式。
本文智能化技术融入风力发电自动化控制系统中的必要性和优势出发,而后对其具体运用策略进行探究。
关键词:风力发电;自动化控制技术;智能化技术引言目前,我国的电力系统还停留在传统的燃煤发电和水电发电上,但考虑到环境保护的问题,传统的燃煤发电模式正在逐步地减少。
然而,随着城市规模的扩大,风电产业面临着巨大的供电量不足的问题,尽管我国在风电领域投资大量的资金,但由于风能资源丰富、人口稀少等原因,在风电的控制系统中还存在着许多问题。
如果将其智能化技术运用到控制系统中,将能够更好地推动我国风电行业持续、稳步发展。
因此对智能技术融入风力发电自动化控制系统进行研究将具有必要性。
1分析智能技术的必要性和优点1.1 分析风力发电的智能化技术应用必要性风能是一种可再生能源,目前国内的风力发电正处于高速发展的时期,但由于其随机性、间歇性等因素,使得大规模的风电并网会给电网的安全造成一定的影响,同时也会造成电力品质不佳等问题出现。
由于风电场的输出功率是随机的,所以需要着重均衡风力发电装置的功率。
然而,随着电网规模的增大,设备的容量也随之增大,这将直接影响电网的发电效率。
由此,将智能技术融入到风力发电自动化控制系统中将成为提升整体发电效率的重要要素。
1.2 智能化技术应用的优点分析在风电行业迅速扩张、快速发展的背景下,如何合理运用图像资料和发电机组的实际操作数据,将成为提升风力发电自动化控制系统运行效果的重要因素。
在智能技术的辅助下,将能够对相关的数据进行更好的筛选和分析,并为以后的自动控制系统提供一种新的解决方案。
通过大数据技术,也可以将风力发电机的数据收集起来,然后将这些数据汇总起来,形成一个独立的风电场,进而为用户提供有针对性的服务。
传感器主控系统中主要用到以下传感器:编号传感器名称数量编号传感器名称数量1 发电机转速传感器 12 偏航极限开关 13 齿轮箱转速传感器 14 风速仪 25 叶轮转速传感器 26 风向标 17 偏航计数器 2 8 振动开关 19 振动传感器 2 10 温度传感器 2转速传感器风力发电机组转速的测量点有三个:即发电机输入端转速、齿轮箱输出端转速和风轮转速,发电机输入端转速一个,齿轮箱输出端转速一个,风轮转速两个,还有两个转速传感器安装在机舱与塔筒连接的齿轮上,用来识别偏航旋转方向。
偏航限位开关及偏航计数传感器从机舱到塔筒间布置的柔性电缆由于偏航控制会变得扭曲。
如果在扭曲达到两圈后正好由于风速原因导致风机停机,此时主控系统将会使机舱旋转,直到电缆不再扭曲。
如果一直在扭曲达到3圈前还是不能进行解缠绕,系统产生正常停机程序程序,使电缆解缠绕。
当电缆扭曲达到±4圈后安全回路将会中断,紧急停机。
风速风机配有两个装在相配支架上的加热风速计,支架有一个接地环对风速计提供避雷功能。
电缆铺设在穿线管中。
风向两个风向计也安装同一个支架上,能360°范围测量,为了防止结冰,风向计能根据环境温度采取适度的自动加热。
振动传感器安装在主机架下部,为重力型加速度传感器,它直接连接到紧急停机回路上。
如果测量值超限,立刻正常停机。
振动分析模块分别安装在发电机下部和齿轮箱侧面,分别测量机架振动和传动链振动。
当振动超过一定值后,风机将会停机。
超速模块转速监测模块用于风电机组转子的转速测量和超速保护,在转速超限时发出报警信号,实现风电机组的停机保护。
启动与停机控制当主控制系统监测到在一段时间(如2分钟)内风速仪测得的风速平均值达到风力发电机切入风速,且系统自检无故障时,控制系统发出启动指令,机组从等风状态进入启动运行。
此时,变桨和变频器等系统会根据主控制器发出的指令做出相应的动作。
当操作人员从现场或监控中心给出停机信号、风能量小于风机运行需要的能量或系统出现故障需要停机时,主控制系统会根据相应的条件控制变桨、变频和刹车等系统,最终达到停止风力发电机的目的。
传感器在能源领域的应用我了解到,传感器在能源领域的应用是多元化的,涵盖了从传统能源到新能源的各个方面。
以我最为熟悉的传统能源为例,传感器在石油和天然气行业的应用就已经非常成熟。
在油气勘探过程中,传感器技术被用于地质监测,通过收集地下的压力、温度等数据,帮助科学家和工程师更好地判断油气藏的分布和储量。
在开采过程中,传感器技术同样发挥着重要作用,例如监测井口压力、流量以及设备的运行状态等,以确保生产过程的安全和高效。
而在电力领域,传感器技术的应用也是至关重要的。
无论是火力发电、水力发电还是风力发电,传感器都被广泛应用于监测设备的运行状态、环境参数以及电力质量等方面。
例如,在火力发电厂中,传感器可以用于监测锅炉内的温度、压力以及烟道的污染物排放等,以确保锅炉的运行效率和环保要求。
在风力发电领域,传感器则可以用于监测风速、风向以及塔架的振动等,以优化风力发电机的运行和提高发电效率。
随着新能源技术的迅速发展,传感器在能源领域的应用也得到了进一步的拓展。
以太阳能和风能为代表的新能源,其特点是分布广泛、不稳定和不确定性强,因此对传感器的精度和可靠性提出了更高的要求。
在太阳能领域,传感器被用于监测太阳辐射强度、温度以及光照时间等,以优化太阳能发电系统的设计和运行。
而在风能领域,传感器则需要实时监测风速、风向以及风力等级等,以提高风力发电的效率和稳定性。
传感器在能源管理领域也发挥着重要作用。
随着能源需求的不断增长和能源价格的波动,能源管理变得越来越重要。
传感器可以实时监测能源消耗,帮助企业和个人更好地了解能源使用情况,从而采取措施降低能源消耗和成本。
例如,在智能家居中,传感器可以用于监测家庭的电力、水和天然气消耗,提供智能化的能源管理方案。
而在工业领域,传感器技术可以用于监测生产线上的能源消耗,帮助企业优化生产流程和降低成本。
作为一名传感器领域的专业人士,我深刻认识到传感器技术在能源领域的重要性。
我相信,随着科技的不断进步和能源需求的持续增长,传感器技术在能源领域的应用将会越来越广泛,对于推动能源领域的可持续发展将发挥越来越重要的作用。
风力发电机的风向传感器说明书一、产品概述风力发电机的风向传感器是一种用于测量风向的专用传感器。
它采用先进的测量技术,能够准确、可靠地检测风的方向,为风力发电机的调整和控制提供准确的数据支持。
二、产品性能特点1. 高精度测量:风向传感器采用先进的测量技术,具有高精度的风向测量能力,可保证风力发电机系统的准确性和稳定性。
2. 反应迅速:风向传感器的响应速度快,能够迅速监测到风向的变化,并及时向风力发电机系统进行反馈,保证风轮的调节和控制效果。
3. 耐用可靠:风向传感器采用高品质材料制造,具有良好的耐用性和可靠性,能够适应恶劣的环境条件,长期稳定工作。
三、产品安装说明1. 安装位置:风向传感器应安装在风力发电机的顶部或者风轮的前端,以确保能够准确感知到风向的变化。
2. 安装角度:风向传感器的安装角度应与地平面垂直,以便于准确测量风向的方向。
3. 安装固定:风向传感器应牢固固定在风力发电机上,确保不会因为风力的作用而发生摇晃或者位移。
四、使用方法1. 连接电源:将风向传感器与风力发电机的电源进行连接,并确保电源供电正常。
2. 数据读取:通过风力发电机系统的控制面板或者显示屏,读取风向传感器的测量数据,实时了解风向的情况。
3. 反馈控制:根据风向传感器提供的数据,对风力发电机的转向进行调整和控制,以确保发电机系统的稳定性和高效性。
五、注意事项1. 防雨防尘:风向传感器应具备一定的防雨和防尘功能,以防止雨水或灰尘进入传感器内部,影响其正常工作。
2. 定期维护:定期对风向传感器进行检查和维护,确保其工作正常,如发现异常应及时修理或更换。
3. 静电防护:使用风向传感器时,注意防止静电的产生和积累,以免对传感器造成损坏。
六、产品规格1. 测量范围:0°-360°2. 精度:±1°3. 响应时间:<0.5秒4. 工作温度:-40℃~+85℃5. 输入电压:24V直流电源七、售后服务本公司为风力发电机的风向传感器提供一年的质保期,质保期内如有质量问题或使用异常,请立即与我们联系,我们将提供及时的技术支持和解决方案。
风力发电机自动调整迎风方向的原理
风力发电机是一种利用风能转化为电能的设备,其核心部件是风轮。
风轮的旋转速度和方向直接影响着风力发电机的发电效率。
为了保证风轮能够始终朝向风的方向,风力发电机通常会配备自动调整迎风方向的装置。
风力发电机自动调整迎风方向的原理是利用风向传感器和电动机控制系统实现的。
风向传感器能够感知风的方向,将这一信息传递给电动机控制系统。
电动机控制系统根据风向传感器的信号,控制风轮的转向,使其始终朝向风的方向。
具体来说,风力发电机的自动调整迎风方向装置包括风向传感器、控制器和电动机。
风向传感器通常采用磁感应式或光电式传感器,能够感知风的方向,并将这一信息传递给控制器。
控制器根据风向传感器的信号,判断风的方向和风轮的方向之间的偏差,然后控制电动机转动,使风轮朝向风的方向。
在实际应用中,风力发电机的自动调整迎风方向装置还需要考虑到风轮的转速和风向的变化。
为了保证风轮能够始终朝向风的方向,控制器需要根据风速和风向的变化,及时调整电动机的转速和转向,使风轮始终处于最佳的工作状态。
总之,风力发电机自动调整迎风方向的原理是利用风向传感器和电动
机控制系统实现的。
通过感知风的方向,控制电动机的转向,使风轮
始终朝向风的方向,从而保证风力发电机的发电效率。
在实际应用中,还需要考虑到风速和风向的变化,及时调整电动机的转速和转向,使
风轮始终处于最佳的工作状态。
风力发电机自动调整迎风方向的原理风力发电机是一种利用风能来产生电能的装置。
为了能够最大程度地吸收风能并转化为电能,风力发电机需要始终面向风向,即迎风方向。
然而,风的方向是不断变化的,所以风力发电机需要具备自动调整迎风方向的能力。
风力发电机自动调整迎风方向的原理是通过一系列的控制器和传感器来实现的。
首先,风力发电机上安装有风向传感器,用于检测当前的风向。
这个传感器通常是一种微风转子,可以根据风的方向自动旋转。
风向传感器会将检测到的风向信号传输给控制器。
控制器是风力发电机的大脑,它会根据风向信号来判断当前的风向是否适合发电机的转动。
如果风向偏离了理想的迎风方向,控制器会发出指令,控制发电机转动到正确的方向上。
为了实现发电机的转动,风力发电机通常采用液压或电动机的方式。
在液压系统中,控制器会通过液压泵和液压缸来控制发电机的转动。
在电动机系统中,控制器会通过电动机控制发电机的转动。
风力发电机的控制器还会根据当前的风速来控制发电机的转速。
当风速较小时,控制器会降低发电机的转速,以避免过分消耗风能。
当风速较大时,控制器会提高发电机的转速,以最大程度地吸收风能。
除了风向传感器和控制器,风力发电机通常还会配备风速传感器、温度传感器等其他传感器,用于监测风的强度和环境条件。
这些传感器可以提供给控制器更加准确的数据,以便更好地控制发电机的运行。
风力发电机自动调整迎风方向的原理是通过风向传感器、控制器和其他传感器的协同工作来实现的。
这种自动调整能力可以保证风力发电机始终面向风向,最大程度地吸收风能并转化为电能。
通过这种方式,风力发电机可以高效地工作,为人们提供清洁的能源。
《传感器的应用》导学案一、学习目标1、了解传感器的定义和工作原理。
2、掌握常见传感器的类型及其应用领域。
3、能够分析传感器在实际生活和工业生产中的应用案例。
4、培养对科技发展的关注和创新思维。
二、学习重点1、常见传感器的工作原理和特点。
2、传感器在不同领域的应用实例分析。
三、学习难点1、理解传感器的工作原理和内部结构。
2、对复杂应用案例中传感器的作用和性能进行准确评估。
四、知识链接1、物理中的电学知识,如电阻、电容、电感等。
2、信息技术中的数据采集和处理方法。
五、学习过程(一)传感器的定义和工作原理1、传感器的定义传感器是一种能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
简单来说,传感器就是将非电量信号转换为电量信号的装置。
2、传感器的工作原理传感器通常由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成。
敏感元件直接感受被测量,并输出与被测量有确定关系的物理量;转换元件将敏感元件输出的物理量转换为电信号;测量电路则将电信号进行处理和转换,以满足后续的测量和控制要求。
例如,温度传感器中的热敏电阻就是敏感元件,它的电阻值会随温度的变化而变化。
通过测量电路测量热敏电阻的电阻值,就可以得到对应的温度值。
(二)常见传感器的类型1、物理传感器(1)力学传感器压力传感器:常用于测量气体或液体的压力,如汽车轮胎压力监测系统。
加速度传感器:广泛应用于智能手机、平板电脑等设备中,用于检测设备的运动状态。
称重传感器:在工业生产中用于测量物体的重量,如电子秤。
(2)温度传感器热电偶:利用两种不同金属的热电效应来测量温度,适用于高温环境。
热敏电阻:电阻值随温度变化明显,精度较高,常用于家用电器中的温度控制。
(3)光学传感器光电传感器:通过检测光的强度或光的变化来实现测量,如自动门的感应装置。
光纤传感器:利用光纤的特性进行测量,具有抗干扰能力强、精度高的特点,常用于桥梁结构监测。
(4)声学传感器麦克风:将声音信号转换为电信号,广泛应用于音频设备和通信领域。
风向仪传感器原理及应用风向仪传感器是一种可以测量风向的仪器。
它是由风向仪传感器的原理组成的,监测环境中的气流方向。
风向仪传感器的应用范围非常广泛,在环境监测、气象学、航空航天、机械制造、安全防范等领域都有着重要的作用。
风向仪传感器原理:风向仪传感器的原理是利用了风流所产生的压力差,对气流进行感应与测量。
在仪器中,通过一系列精确的杆塞,将气流量化为能够输出的电信号。
一般采用了两个导线构成电路,并在导线上设置了一个电极传感器,在电极传感器周围放置了数个环形隔板。
这些环形隔板具有精确的角度和锐度,能够让气流流过后,产生较大的阻力。
当气流顺着风向传感器经过时,气流会将环形隔板弯曲,形成一个对角度的力。
该力越大,代表气流的流速越快。
同时,由于环形隔板对气流的阻力不同,会产生不同大小的力矩,从而形成一个能量差异,由此产生的差值电信号就是风向仪传感器所监测到的信号。
风向仪传感器应用:风向仪传感器在航空航天、环境检测、能源检测、海洋监测以及机电设备制造等行业中发挥着重要的作用。
下面分别对其应用进行介绍:1. 环境检测:风向仪传感器可以用于大气研究和环境监测。
它可以检测到周围环境中的风速和风向,从而预测气候的变化。
在城市污染监测中,风向仪传感器和其他环境检测仪器联合使用,可以追踪空气质量的变化,以便采取对应的措施去缓解环境问题。
2. 能源检测:风向仪传感器在风力发电站中也起到了关键的作用。
它可以监测到风速和风向,从而帮助发电站的工作人员调整风力发电机的角度和速度,进而提高发电效率。
此外,风向仪传感器还可以被用来测定旋转机械和工业机器的风阻力等。
3. 海洋监测:风向仪传感器也可以用于海洋监测。
在海洋上,气流和海流的变化会影响船舶的速度和航线。
风向仪传感器会帮助水手们预报风势和航向,从而确保船只能够在最短时间内到达目的地。
此外,风向仪传感器还可以用于海洋气象学和海洋工程研究。
4. 机电设备制造:风向仪传感器可以被用于机电设备制造中。
风速传感器工作原理风速传感器是一种用于测量风速的设备,它可以广泛应用于气象观测、环境监测、风力发电等领域。
风速传感器的工作原理主要是利用风的作用力来产生信号,通过信号的变化来反映风速的大小。
下面我们将详细介绍风速传感器的工作原理。
首先,风速传感器通常采用的是热线式传感器。
热线式传感器是利用热丝的电阻随温度变化而变化的特性来测量风速的一种传感器。
当风速传感器暴露在风中时,风的流动会带走热线的热量,导致热线的温度下降,从而使得热线的电阻值发生变化。
通过测量热线的电阻值的变化,就可以计算出风速的大小。
其次,风速传感器的工作原理还涉及到气压传感器。
气压传感器可以用来测量大气压力的大小,而风速和气压之间存在一定的关系。
当风速增大时,气压会相应地下降,而风速传感器可以通过测量气压的变化来间接地反映风速的大小。
此外,风速传感器还可能采用超声波测速原理。
超声波是一种高频声波,它的传播速度受到风速的影响。
当超声波在风中传播时,风的阻力会影响超声波的传播速度,通过测量超声波的传播时间,就可以计算出风速的大小。
总的来说,风速传感器的工作原理主要是通过测量风对传感器的作用力来间接地反映风速的大小。
不同类型的风速传感器可能采用不同的原理,但其核心都是利用风的特性来产生信号,从而实现对风速的测量。
在实际应用中,风速传感器的工作原理对于准确测量风速起着至关重要的作用。
只有深入理解风速传感器的工作原理,才能更好地选择合适的传感器,并正确地使用和维护传感器,从而确保测量结果的准确性和可靠性。
总之,风速传感器的工作原理是基于风对传感器的作用力来实现对风速的测量,其核心是利用风的特性产生信号。
通过对风速传感器的工作原理进行深入的理解,可以更好地应用和维护风速传感器,从而提高风速测量的准确性和可靠性。
经验共享Experience Sharing0 引言传感器广泛应用于社会发展及人类生活的各个领域,在风力发电机中是一种必不可少的信号检测元件。
新技术革命的到来,世界开始进入信息时代和新能源开发时代。
在利用远程监控信息的过程中,首先要解决的就是要获取准确可靠风力发电机的状态信息,而传感器是获取风力发电机中各种信息的主要途径与手段的粒子世界。
传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等极其广泛的领域。
可以毫不夸张地说,从茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各种复杂的工程系统,几乎每一个现代化项目,都离不开各种各样的传感器。
对于风电机组也是如此,从最初风车的面世以来,风电机组始终存在着提高运行效率和运行可靠性的要求。
由于风具有速度和方向不断变化的特点,风电机组需要随时进行调整,以确保其运行的安全和高效,在测量风向和风速的过程中当然少不了传感器,通过传感器检测风速和风向的变化,从而对风电机浅析传感器在金风2.0MW风电机组中的应用贾 颖(湖北龙源新能源有限公司,襄阳 441000)摘 要:环境保护和能源危机是当今全球面临的重大问题,大力发展绿色能源已成为国际社会的共识。
风力发电的技术较为成熟、成本相对低廉,是对环境影响较小且最具开发规模和商业发展前景的能源转换技术。
发展风力发电对于改善能源结构、保护生态环境、保障能源安全和实现经济的可持续发展等有着极其重要的意义。
风电机组是将风能转变成机械能,再将机械能转化成电能的机电一体化设备。
为了保证风力发电产生的经济效益,就必须保证风电机组可以稳定运行,这就要求我们必须对风电机组的运行状态、风电机组外部环境和机组部件的状态进行监测和控制,所以在风力发电机组中传感器的运用是必不可少的。
传感器对于风电机组就像人类的感觉器官,他能感受到被测量的信息,并将感受到的信息按一定规律变换成电信号或者其他所需形式的信号输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
风力发电机组的组成风力发电机组是一种利用风能转换为电能的一种装置,它由风轮、风速传感器、变流器和其他部件组成。
一、风轮风轮是整个发电机组的核心部件,它是将风能转换为机械能的装置。
它由轮毂、轮皮和叶片三大部分组成。
轮毂部分由铸铁或铝合金材料制成,设有轴承,将风轮固定在轴上,并使其旋转;轮皮由镀锌板材或不锈钢板制成,用于形成整体结构;叶片部分由碳纤维或玻璃纤维复合材料制成,叶片数量可以根据需要设计,一般为3~6片。
二、风速传感器风速传感器是测量风速的装置,它可以检测出风轮的转速,通过对风速的检测,使风轮以最佳的转速运行,从而获得最佳的发电效率。
风速传感器的常用装置有热电偶、传感器等。
三、变流器变流器是一种用于将交流电转换成直流电的装置,它是一种半导体器件,可以将交流电转换成直流电。
风力发电机组中的变流器包括桥式整流器、门控整流器、双极性整流器等,它们可以将交流电转换成直流电,并将其输出到电网中。
四、控制器控制器是一种电子设备,它可以根据实际情况调节风轮的转速,从而保证发电机组的最佳性能。
它还可以根据风速变化对发电机组进行负荷调节,从而使发电机组保持稳定工作状态。
五、风力发电机风力发电机是风力发电机组的重要组成部分,它将风轮旋转产生的机械能转换为电能,并输出到电网中。
它采用永磁异步发电机,具有较高的效率和可靠性,而且具有较高的稳定性。
六、安全保护装置风力发电机组的安全保护装置是为了保障发电机组的安全运行而设置的装置,包括漏电保护器、避雷器、温度保护器等。
它们可以在发电机组发生故障时,立即停止发电机组的运行,从而保护发电机组的安全。
以上就是关于风力发电机组的组成的详细说明,它由风轮、风速传感器、变流器、控制器、风力发电机和安全保护装置组成。
它们可以有效地将风能转换为电能,为人们提供可再生的可持续的能源。
41. 传感器在新能源领域的应用有哪些?41、传感器在新能源领域的应用有哪些?在当今全球追求可持续发展和清洁能源的大背景下,新能源领域正经历着前所未有的快速发展。
而传感器作为现代科技的重要组成部分,在新能源领域中发挥着至关重要的作用。
它们就像是新能源系统的“眼睛”和“耳朵”,能够实时感知和监测各种关键参数,为系统的高效运行、优化控制以及安全保障提供了有力支持。
在太阳能领域,传感器的应用十分广泛。
例如,光照传感器能够精确测量太阳的辐射强度和角度,这对于太阳能板的最优布置和追踪系统的精确控制至关重要。
通过实时获取光照信息,太阳能板可以始终以最佳角度对准太阳,从而最大限度地提高发电效率。
温度传感器则用于监测太阳能板的工作温度。
过高的温度可能会影响太阳能板的性能和寿命,因此及时发现温度异常并采取相应的散热措施,能够保障太阳能发电系统的稳定运行。
在风能领域,传感器同样不可或缺。
风速传感器能够准确测量风速和风向,这对于风力发电机的叶片角度调整和功率控制至关重要。
根据实时的风速和风向数据,风力发电机可以自动调整叶片角度,以捕获最大的风能并实现稳定的发电输出。
同时,振动传感器安装在风力发电机的关键部位,用于监测机械部件的振动情况。
异常的振动可能意味着存在潜在的故障或磨损,及时发现并进行维修,可以避免重大故障的发生,延长风力发电机的使用寿命。
在新能源汽车领域,传感器更是扮演着关键角色。
电池管理系统中的传感器能够实时监测电池的电压、电流、温度等参数。
这些数据对于准确评估电池的剩余电量、健康状态以及充电策略的制定至关重要。
例如,温度传感器可以防止电池在充电和放电过程中过热,避免电池性能下降甚至发生安全事故。
压力传感器用于监测轮胎的气压,保持合适的轮胎气压不仅能够提高车辆的行驶性能和能源利用效率,还能延长轮胎的使用寿命。
加速度传感器和陀螺仪则用于车辆的动态稳定性控制和自动驾驶系统。
它们能够实时感知车辆的加速度、倾斜角度和旋转速度等信息,为车辆的稳定行驶和智能驾驶提供重要的数据支持。
新型传感器在机械设计中的应用在当今科技飞速发展的时代,机械设计领域也不断迎来新的变革和突破。
新型传感器的出现,为机械设计带来了前所未有的机遇和挑战。
它们就像是机械系统的“感知器官”,能够实时获取各种关键信息,从而极大地提高了机械系统的性能、可靠性和智能化水平。
新型传感器具有诸多独特的优势。
首先,它们的精度和灵敏度大幅提升。
相比传统传感器,新型传感器能够检测到更微小的物理量变化,为机械设计提供了更精确的数据支持。
其次,新型传感器的响应速度更快。
这意味着在机械系统运行过程中,能够更及时地捕捉到瞬间的变化,从而实现快速的反馈和控制。
再者,新型传感器的体积越来越小,这使得它们能够更方便地集成到复杂的机械结构中,而不会对整体设计造成过大的影响。
此外,新型传感器还具备更强的抗干扰能力和稳定性,能够在恶劣的工作环境下保持可靠的性能。
在机械设计中,新型传感器的应用十分广泛。
在数控机床领域,位置传感器和力传感器的应用至关重要。
位置传感器能够精确地测量刀具和工件的相对位置,确保加工精度;力传感器则可以实时监测切削力的大小和方向,从而优化切削参数,提高加工效率和刀具寿命。
在汽车制造中,新型传感器也发挥着关键作用。
例如,压力传感器和加速度传感器用于监测轮胎压力和车辆的加速度、倾斜度等参数,提高行驶安全性和稳定性;氧传感器和温度传感器则有助于优化发动机的燃烧过程,降低尾气排放和燃油消耗。
在航空航天领域,新型传感器更是不可或缺。
例如,用于测量飞机结构应力和应变的传感器,可以及时发现潜在的结构损伤,保障飞行安全;姿态传感器和风速传感器能够为飞行器的姿态控制和飞行路径规划提供重要依据。
新型传感器在工业机器人领域的应用也十分突出。
视觉传感器能够让机器人“看”到周围的环境,从而实现精确的抓取和操作;触觉传感器则使机器人能够感知接触力的大小和方向,避免对工件造成损伤。
此外,新型传感器在能源领域的风力发电和太阳能发电中也有广泛应用。
风速传感器和风向传感器可以帮助优化风力发电机的叶片角度和转速,提高发电效率;光照强度传感器和温度传感器则有助于太阳能电池板的最大功率点跟踪,提升太阳能发电系统的性能。
浅谈风力发电机中传感器的运用摘要:风力发电机中传感器的运用现在越来越平凡,在风力发电机中的传感器像比是人类的感觉器官,人类如果没有感觉器官那还有什么意义呢!同样风力发电机中没有传感器也就像木头一样立在那,各种不正常状态很可能使风机瓦解、导致整个电网系统崩溃,所以在风力发电机中传感器是必不可少的。
在风力发电机中传感器运用非常之多。
例如温度传感器有很多个,他不仅要检测齿轮箱,发电机温度还要检测机舱环境,室外环境的温度,以保证风机正常运行;振动传感器,检测风机的振动的频率,保证风机在大风时的可靠并网发电;转速传感器时刻检测主轴的转速、发电机转子的转速等等,以保证风机在运行时不会发生飞车;液位传感器时刻检测齿轮箱液位同时和温度传感器配合形成冷却系统,保证齿轮箱不会发生温度过高减小齿轮的硬度,保证齿轮箱的正常转化的齿轮转速比,可靠的为发电机传递动力。
关键词:传感器风力发电机机温度齿轮箱目录绪论 (1)一、传感器的分类 (2)二、传感器的主要特性 (2)(一)传感器动态特性 (2)(二)传感器的分辨率 (3)(三)传感器的灵敏度 (3)三、传感器的特点 (4)第一章风力发电机中传感器的运用 (5)一、1.5MW风力发电中传感器的运用 (5)二、风力发电机中的传感器 (6)(一)温度传感器 (6)(二)转速、角度传感器(编码器) (8)第二章风力发电机中传感器中的检查 (15)一、温度传感器 PT100 检查 (15)二、风速仪与风向标检查 (15)三、转速传感器检查 (16)四、振动传感器检查 (16)五、压力传感器检查 (16)六、扭揽开关检查 (17)总结 (18)参考文献 (19)绪论传感器(英文名称:transducer/sensor)是一种检测装臵,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
传感器广泛应用于社会发展及人类生活的各个领域,在风力发电机中是一种必不可少的检测信号的感元件,因此可以说,传感器是人类五官的延长,又称之为风力发电机的电五官。
新技术革命的到来,世界开始进入信息时代和新能源开发时代。
在利用远程监控信息的过程中,首先要解决的就是要获取准确可靠风力发电机的状态信息,而传感器是获取风力发电机中各种信息的主要途径与手段的粒子世界。
传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。
可以毫不夸张地说,从茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各种复杂的工程系统,几乎每一个现代化项目,都离不开各种各样的传感器。
由此可见,传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用,是十分明显的。
世界各国都十分重视这一领域的发展。
相信不久的将来,传感器技术将会出现一个飞跃,达到与其重要地位相称的新水平。
一、传感器的分类(1)生物类,基于酶、抗体、和激素等传感器分子识别功能。
(2)化学类,基于化学反应的原理。
(3)物理类,基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。
传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟:(1)压敏、温敏、传感器流体传感器——触觉(2)气敏传感器——嗅觉(3)光敏传感器——视觉(4)声敏传感器——听觉(5)化学传感器——味觉通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类二、传感器的主要特性(一)传感器动态特性所谓动态特性,是指传感器在输入变化时,它的输出的特性。
在实际工作中,传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。
这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得,并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系,往往知道了前者就能推定后者。
最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种,所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。
(二)传感器的分辨率分辨率是指传感器可感受到的被测量的最小变化的能力。
也就是说,如果输入量从某一非零值缓慢地变化。
当输入变化值未超过某一数值时,传感器的输出不会发生变化,即传感器对此输入量的变化是分辨不出来的。
只有当输入量的变化超过分辨率时,其输出才会发生变化。
(三)传感器的灵敏度灵敏度是指传感器在稳态工作情况传感器下输出量变化△y对输入量变化△x的比值。
它是输出一输入特性曲线的斜率。
如果传感器的输出和输入之间显线性关系,则灵敏度S是一个常数。
否则,它将随输入量的变化而变化。
当传感器的输出、输入量的量纲相同时,灵敏度可理解为放大倍数。
提高灵敏度,可得到较高的测量精度。
但灵敏度愈高,测量范围愈窄,稳定性也往往愈差。
三、传感器的特点统筹风力发电机中传感器特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化,它不仅促进了传统产业的改造和更新换代,而且还可能建立新型工业,从而成为21世纪新的经济增长点。
微型化是建立在微电子机械系统(MEMS)技术基础上的,已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。
第一章风力发电机中传感器的运用一、1.5MW风力发电中传感器的运用风力发电机中信号传送方式信号有电压信号、电流信号。
风力发电机上的机械限位开关,也都通过电压或者电流信号来传递的。
风机上面的传感器主要包括以下:转速传感器、温度传感器、压力传感器、红外传感器等等。
像这些传感器也是将一些物理现象,转化为电压电流信号,反馈给PLC的,图2.1是 1.5MW风力发电机测点清单图2.1 1.5MW风力发电机测点清单二、风力发电机中的传感器(一)温度传感器(一)热电阻的测温原理热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的,即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。
因此,只要测量出感温热电阻的阻值变化,就可以测量出温度。
目前在风力发电机中主要有金属热电阻传感器图 2.2和半导体热敏电阻图2.3两类。
图2.2 金属热电阻图2.3 半导体热电阻(二)热电阻的信号连接方式热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件,通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装臵或者其它一次仪表上。
工业用热电阻安装在生产现场,与控制室之间存在一定的距离,因此热电阻的引线对测量结果会有较大的影响。
目前热电阻的引线主要有三种方式1.二线制:在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制:这种引线方法很简单,但由于连接导线必然存在引线电阻r,r大小与导线的材质和长度的因素有关,因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合。
2.三线制:在热电阻的根部的一端连接一根引线,另一端连接两根引线的方式称为三线制,这种方式通常与电桥配套使用,可以较好的消除引线电阻的影响,是工业过程控制中的最常用的引线电阻。
3.四线制:在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制,其中两根引线为热电阻提供恒定电流I,把R转换成电压信号U,再通过另两根引线把U引至二次仪表。
可见这种引线方式可完全消除引线的电阻影响,主要用于高精度的温度检测。
(三)PT100 温度与电阻对应关系表2.1 PT100 温度与电阻对应关系(二)转速、角度传感器(编码器)作为转速、角度类传感器,最近几年旋转编码器的发展迅速,使用已经越来越广.国家标准GB7665-87对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装臵,通常由敏感元件和转换元件组成”。
传感器是一种检测装臵,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
(一)编码器的应用优点1.信息化:除了定位控制点,控制室还可知道其具体位臵;2.柔性化:定位可以在控制室柔性调整的;3.多功能化:除了定位,还可以远传当前位臵,换算运动速度,判断旋转方向,对于变频器,步进电机等的应用尤为重要。
4.经济化:对于多个控制工位,只需一个旋转编码器的成本,以及更主要的安装、维护、损耗成本降低,使用寿命增长,其经济化逐渐突显出来。
按照传感器的发展规律,传统传感器已向数字化、智能化、网络信息化发展,工业自动化已经不单单满足现场控制,而且向工厂管理信息化发展,而智能型绝对值编码器,正是符合这种发展的定位传感器的杰出代表。
(二)编码器基本原理将机械转动的模拟量(位移)转换成以数字代码形式表示的电信号,这类传感器称为编码器又称数字编码器。
编码器以其高精度、高分辨率和高可靠性而广泛用于各种位移测量。
编码器的种类很多。
按其结构形式有直线式编码器和旋转式编码器。
由于许多直线位移是通过转轴的运动产生的,因此旋转式编码器应用更为广泛。
旋转式编码器又分为增量式编码器和绝对式编码器。
增量式编码器的输出是一系列脉冲,需要一个计数系统对脉冲进行累计计数,一般还需要基准数据即零位基准才能完成角位移测量。
绝对式编码器不需要基准数据及计数系统,它在任意位臵都可给出与位臵相对应的固定数字码输出。
(1)增量型编码器(incremental encoder)增量型编码器每转一周可产生一系列的脉冲,脉冲的数量可表示角位移的测量。
编码器内有一圆盘——编码盘。
通常为一光学玻璃,码盘最外圈的码道上均布有相当数量的透光与不透光的扇形区域,用来产生记数脉冲的增量码道,扇形区的多少决定了编码器的分辨率,扇形区越多分辨率越高。
例如:一个每转5000的增量形编码器,其码盘上共有5000个透光和不透光的扇形区域。
这个码盘被安装到编码器的旋转轴上,增量式编码器的码盘刻线间距均等,对应每一个分辨率区间,可输出一个增量脉冲。
(2)绝对型编码器(旋转型)绝对编码器光码盘上有许多道光通道刻线,每道刻线依次以2线、4线、8线、16 线……编排,这样,在编码器的每一个位臵,通过读取每道刻线的通、暗,获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码(格雷码),这就称为n位绝对编码器。
这样的编码器是由光电码盘的机械位臵决定的,它不受停电、干扰的影响。
绝对编码器由机械位臵决定的每个位臵是唯一的,它无需记忆,无需找参考点,而且不用一直计数,什么时候需要知道位臵,什么时候就去读取它的位臵。
这样,编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。
图2.4 偏航计数器图2.5 限位开关在风力绝对值编码器的主要功能是记录偏航位臵,他是通过记录偏航轴承齿数与编码器盘齿数之比来进行运算,并判断偏航位臵,式风机处于安全位臵。
左右限位开关,常开触点;左右安全链限位开关,常闭触点(三)偏航系统工作原理风向标作为感应元件将风向的变化用电信号传递到偏航电机的控制回路的处理器里,经过比较后处理器给偏航电机发出顺时针或逆时针的偏航命令,为了减少偏航时的力矩,电机转速将通过同轴联接的减速器减速后,将偏航力矩作用在偏航轴承上,带动风轮偏航对风,当对风完成后,风向标失去电信号,电机停止工作,偏航过程结束。