Assistenz-Funktionen vereinfachen Drehgeberinstallation und -betrieb in Windkraftanlagen

Wie ein Kinderspiel

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Weder Wasser, Öl noch Schmutz fügen dem vorgestellten Drehgeber Schaden zu. Das System ist sogar zeitweilig untertauchbar. Doch das Beste: Umfangreiche Assistenz-Funktionen reduzieren die Installationszeit sowie den Prüfmittelaufwand durch einen reduzierten Prüfplan und Funktionsnachweis ohne externe Messtechnik.

Zum Messen von Umdrehungsgeschwindigkeiten im rauen Umfeld hat Pepperl+Fuchs den magnetischen Inkrementaldrehgeber MNI40 entwickelt. Gerade in der Windenergietechnik im Umfeld des Generators und in Verbindung mit Off-Shore-Applikationen spielt das voll vergossene System seine Stärken aus.

Long life auch bei High-Speed-Anwendungen
Durch die berührungslose Verbindung von Sensor und Polrad kommt der Sensor ohne Kugellager aus. Das gewährleistet eine lange Lebensdauer auch bei hohen Drehzahlen bis 30 000 min-1, da typische Verschleißerscheinungen von Kugellagern und anderen mechanischen Bauelementen nicht auftreten. Für den Hersteller von Windenergieanlagen ein unschätzbarer Vorteil, da sich der Service nicht mehr um den mechanischen Verschleiß des Messsystems kümmern muss.
Die Entwickler haben das Sensorelement einschließlich der Auswerteelektronik in einem gekapselten kompakten Gehäuse der Schutzart IP67 untergebracht. Der Kontakt mit Wasser, Öl und Schmutz fügt weder Sensor noch Polrad Schaden zu. Darüber hinaus ist das System sogar zeitweilig untertauchbar. In Verbindung mit dem erweiterten Temperaturbereich von -25° bis +100 °C qualifiziert sich der MNI40 damit auch für Anwendungsbereiche, bei denen Maschinen im Outdoor-/Offshore-Bereich permanent harten Witterungseinflüssen ausgesetzt sind. Deshalb nutzen gerade Windenergieanlagen, die sehr großen Temperaturschwankungen und im Offshore-Bereich dem extremen Einfluss einer salzhaltigen Umgebung ausgesetzt sind, die Vorteile des Systems.
Kosten sparen und Qualität steigern
Hervorzuhebende Eigenschaften des MNI40 sind neben den technischen Daten die umfangreichen Assistenz-Funktionen. Diese reduzieren die Installationszeit sowie den Prüfmittelaufwand durch einen reduzierten Prüfplan und Funktionsnachweis ohne externe Messtechnik. Durch den Umfang der Eigendiagnose des Sensors unter voller Einbeziehung des Polrads wird zusätzlich der Qualitätsanspruch gesteigert.
Fehler wie eine Vorschädigung des Polrads oder Ausfälle im Feld durch abweichende Verhältnisse zwischen der Prüfung und im Feld vorherrschenden Bedingungen (beispielsweise durch thermische Degradation oder Alterung) bleiben bei herkömmlichen Systemen oft zunächst unentdeckt und führen zu hohen Folgekosten bei Austausch in installierten Anlagen. Der MNI40 prüft sich selbst über den gesamten Spezifikationsbereich unabhängig von zum Prüfungszeitpunkt vorherrschenden Bedingungen und gibt über eine zweifarbige Status-LED (rot/grün) eine einfache, eindeutige Rückmeldung.
Der Umfang der bereits im Sensor implementierten Prüfungen bietet ohne zusätzliche Maßnahmen eine enge Einhaltung der spezifizierten technischen Daten. Dies wiederum sichert die zuverlässige Funktion unter realen Bedingungen in installierten Anlagen über den gesamten Bereich auch harter Umweltbedingungen, wie sie gerade im Off-Shore-Bereich vorliegen.
Der MNI40 – wie gemacht für die Windenergieanlage
Mit seinen technischen Merkmalen ist der MNI40 in einer nahezu unerschöpflichen Menge von Anwendungen einsetzbar und damit in allen Branchen des Maschinen- und Anlagen- sowie Fahrzeugbaus zuhause. Seine Stärken kann das System aber vor allem in Anwendungen wie der Messung der Umdrehungsgeschwindigkeit des Generators bei Windenergieanlagen ausspielen.
Der MNI40 ist in Auflösungen bis 3600 Impulsen pro Umdrehung erhältlich, selbst darüber hinaus gehende Auflösungen sind denkbar. Am RS422- oder „Push pull“-Ausgang des Inkremental-Drehgebers stehen die Spuren A, B und 0 sowie die invertierten Signale zur Verfügung. Das Referenz-Signal „0“ ist in Form einer eigenen Spur auf dem Polrad realisiert, was eine hohe Genauigkeit des Signal ermöglicht. Diese Spur ist selbstverständlich vollständig in den internen Test integriert. Die maximale Ausgangsfrequenz beträgt 1 MHz, wodurch sich hohe Drehzahlen nicht nur mechanisch, sondern auch elektrisch selbst bei hohen Auflösungen realisieren lassen. Im aktuellen Standard-Sortiment ist neben der 5-V-Spannungsvariante auch eine Weitbereichsvariante für 10 bis 30 VDC Versorgungsspannung erhältlich.
Zur Zeit wird das System bei verschiedenen Kunden im Bereich der Windenergie für neue Konstruktionen eingeführt.
Halle 9, Stand F18
Online-Info

MNI40-Fakten
  • klarer Funktionsnachweis über LED-Anzeige (2-farbig)
  • einfache Installation und Prüfung durch Assistenz-Funktionen senkt Kosten
  • Qualitätssicherung durch vollständige Eigendiagnose inklusive Polrad
  • zuverlässige Funktion in der Anwendung durch interne Intelligenz bei der Inbetriebnahme
  • Resistent gegen Schmutz sowie thermischen und mechanischen Schock durch Elastomerbeschichtung des Polrads
  • lange Lebensdauer bei hoher Drehzahl und Temperatur
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