风向标知识
- 风向叶片确定风向。对风向的评估可确保风力涡轮机的最佳位置。
- 风向标必须覆盖整个 360 度半径,不能有北向间隙。
- 廉价的风叶片通常内部机电配件质量较差,限制了其使用寿命,并且存在相当大的北差。
- 大多数风叶都可以配备电子调节加热装置。
- 可提供数字式(TMR)和电位计式(POT)风向标。
风向叶片 TMR 与风向叶片 POT 的对比
与 POT 风力叶片相比,TMR 数字风力叶片无论从技术角度还是从商业角度来看都是赢家:
- 数字(TMR)风向叶片的价格低于电位(POT)风向叶片。
- 与电位计(POT)风向叶片相比,数字(TMR)风向叶片采用固态设计,机械磨损更小。
- 除轴承外,数字(TMR)风叶没有活动部件。因此,数字(TMR)风叶更加可靠,不易发生故障。
- 数字(TMR)风向叶片可提供更精确的测量值(见下表)。
风向标 | 精确度 |
蒂斯紧凑型 TMR | ± 1° |
蒂斯紧凑型 POT | ± 2° |
蒂斯一级 TMR | ± 0.75° |
蒂斯一级 POT | ± 1° |
测量原理 风向标主动 POT
磁角度传感器(TMR 传感器,隧道磁阻)通过磁场位置对轴的角度位置进行非接触式扫描。传感器在磁饱和状态下工作,因此对外部磁场无影响。最大输出电压与电源电压成正比,因此与使用机械电位计的风向传感器具有相同的性能。
这种电路的特点是能耗极低,部分低于机械电位器。与机械电位计相比,它不会产生磨损。传感器的输出信号为模拟电压。输出电压的范围为 0V 至电源电压。
由于输出电压与电源电压相同,该传感器可用于替代以前的机械电位计传感器。
将带机械电位计的传感器更换为本装置时,必须注意电源电压和电源电流参数。它们必须满足这两个要求。如果风向标通过数据记录器的一个输出供电,则必须遵守其最低供电电压或选择合适的外部供电电压。
死亡地带
死区只能通过电位计风向标找到,而不能通过 TMR 风向标找到。
电位计 (POT) 风向标
电位计风向标使用电位计作为传感元件,电位计的阻值通常为 10 千欧或 2 千欧。
电位计的阻值与风向标的角度成线性关系。
因此,在 359° 时的阻值 (359°) = 10 千欧,所以在角度 alpha 时,阻值 (Alpha) = 10 千欧 *Alpha/359。
很明显,角度接近 0°,电阻接近 0 欧姆。这意味着存在短路。
为避免短路,廉价风向标在死区(通常为 355 至 5°)内不提供数值。
这意味着您必须
- 从 5° 到 355° 的数据可用率仅为 97%)和
- 355° 至 5° 无数据。
TMR 风向标
TMR 风向标不是使用电位计作为传感元件,而是使用 “隧道磁阻 “效应。
而在这背后,是一个评估 TMR 效应的处理器。0° 附近不存在短路问题,因此不需要死区来防止短路。