風(fēng)電巨人的“神經(jīng)末梢”：ifm如何實現(xiàn)零缺陷運維與百萬級故障攔截

2025年風(fēng)電行業(yè)迎來轉(zhuǎn)折。從草原到山地、沿海到高原，巨型機組拔地而起，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為清潔能源，重塑全球能源格局。這些"鋼鐵巨人"在風(fēng)中舞動，以自然之力驅(qū)動綠色未來。

然而，機組建設(shè)與運維如同在狂風(fēng)中起舞——從設(shè)備穩(wěn)定性到精準監(jiān)測，從高效維護到系統(tǒng)智能化管理，每個環(huán)節(jié)都至關(guān)重要，稍有不慎，就可能影響整個項目的順利交付和長期穩(wěn)定運行。

ifm憑借高性能創(chuàng)新技術(shù)，為風(fēng)電行業(yè)提供位置傳感器、過程傳感器及診斷系統(tǒng)的全棧解決方案：

■位置傳感器精準實現(xiàn)機組部件到位檢測與轉(zhuǎn)速監(jiān)控，確保傳動鏈協(xié)同運作；

■過程傳感器集成液壓系統(tǒng)壓力/溫度/液位監(jiān)測，保障介質(zhì)供應(yīng)可靠性；

■診斷系統(tǒng)通過油液濕度檢測、顆粒物分析及轉(zhuǎn)子鎖定傳感器，構(gòu)建預(yù)測性維護體系，覆蓋設(shè)備全生命周期健康管理。

01電動變槳系統(tǒng)

現(xiàn)代兆瓦級風(fēng)力渦輪機通過變槳系統(tǒng)實現(xiàn)轉(zhuǎn)速控制。該系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子葉片角度優(yōu)化風(fēng)輪轉(zhuǎn)速，整套變槳系統(tǒng)（含控制器）集成于輪轂前端。

轉(zhuǎn)子葉片末端位置檢測

電感式接近開關(guān)IGS232可用于檢測風(fēng)力渦輪機轉(zhuǎn)子葉片終端位置，當(dāng)傳感器檢測到目標位置時，會向變槳控制器發(fā)送信號并停止驅(qū)動裝置運行。該傳感器憑借優(yōu)異的感應(yīng)范圍、堅固結(jié)構(gòu)及寒冷環(huán)境適應(yīng)性，成為該場景的理想選擇。

02變槳液壓驅(qū)動設(shè)備

變槳系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)葉片角度控制轉(zhuǎn)速。變槳控制器接收發(fā)電機轉(zhuǎn)速信號，計算出葉片角度指令；停機時需將葉片回撤至0°位置。

變槳系統(tǒng)輸入壓力監(jiān)控

氣缸壓力由壓力變送器PT5404實時監(jiān)測，確保控制回路穩(wěn)定運行。

蓄能器壓力監(jiān)測

變槳系統(tǒng)故障時，蓄能器通過失效安全閥自動觸發(fā)，利用液壓壓力推動葉片歸位至0°，保障停機安全。系統(tǒng)通過壓力變送器PT5404監(jiān)測壓力，確保控制回路可靠性。

03中央潤滑系統(tǒng)

中央潤滑系統(tǒng)的核心功能是為關(guān)鍵部件（如葉片固定器、齒輪箱軸承及發(fā)電機軸承等）提供充足且自動的潤滑保護，以顯著降低維護頻次與運維成本。

潤滑油可視化液位監(jiān)測

采用MK系列磁性氣缸開關(guān)或KG系列電容式傳感器實時監(jiān)測儲油罐液位，當(dāng)液位低于預(yù)設(shè)閾值時發(fā)出報警信號。傳感器支持非接觸式介質(zhì)識別，可根據(jù)不同油液特性定制校準參數(shù)。

潤滑油分配器狀態(tài)監(jiān)測

潤滑系統(tǒng)總管內(nèi)的傳感器組用于持續(xù)監(jiān)測活塞閥的開閉狀態(tài)。電感式接近開關(guān)IFS214憑借短小堅固外殼，適用于空間受限的情況，-25℃至+70℃寬溫域適應(yīng)性，特別適合風(fēng)電設(shè)備振動環(huán)境下的長期穩(wěn)定運行。

04主軸

兆瓦級風(fēng)力渦輪機額定轉(zhuǎn)速通常為18-25轉(zhuǎn)/分鐘，具體視機組尺寸和設(shè)計而定。主軸前端（慢軸）安裝的轉(zhuǎn)速傳感器實時監(jiān)測轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，為傳動系統(tǒng)或聯(lián)軸器故障診斷提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。多數(shù)機組通過轉(zhuǎn)速監(jiān)測模塊將傳感器脈沖信號轉(zhuǎn)為模擬量傳輸以實現(xiàn)轉(zhuǎn)速測量。

主軸轉(zhuǎn)速監(jiān)測

為預(yù)防風(fēng)力渦輪機因超速導(dǎo)致的機械損毀，采用電感式接近開關(guān)IGS232對主軸轉(zhuǎn)速進行實時監(jiān)測，并通過DD系列安全型轉(zhuǎn)速監(jiān)控器進行數(shù)據(jù)評估。

05轉(zhuǎn)子鎖

檢修葉片、輪轂或傳動鏈時，需啟用轉(zhuǎn)子鎖防止轉(zhuǎn)子意外轉(zhuǎn)動。該裝置采用螺栓式鎖定機構(gòu)，可通過液壓/電氣/機械方式驅(qū)動螺栓縮回轉(zhuǎn)子盤內(nèi)。為確保維護期間鎖定有效，傳感器系統(tǒng)會持續(xù)向控制器反饋鎖定狀態(tài)信號，形成雙重安全驗證機制。

轉(zhuǎn)子鎖位置檢測

風(fēng)力渦輪機維護期間，采用電感式接近開關(guān)IIS246檢測轉(zhuǎn)子鎖位置，當(dāng)鎖體到位時傳感器觸發(fā)信號，向控制器發(fā)送解鎖指令，實現(xiàn)從部分鎖定到完全鎖定的可靠過渡。

06液壓動力裝置

中央液壓動力單元為液壓驅(qū)動部件（如剎車、變槳系統(tǒng)、服務(wù)吊機、轉(zhuǎn)子鎖）提供壓力。ifm提供多款過程傳感器保障系統(tǒng)可靠性。

壓力監(jiān)測

油壓過低時，可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)子葉片螺距或液壓制動系統(tǒng)失效。此時，PP系列壓力傳感器會向控制器發(fā)送警報信號，還支持通過IO-Link接口自動導(dǎo)入開關(guān)點參數(shù)，實現(xiàn)批量生產(chǎn)的快速編程，徹底避免誤設(shè)問題。PT系列壓力變送器能持續(xù)監(jiān)測液壓系統(tǒng)狀態(tài)，憑借其堅固耐用的特性與易用設(shè)計，確保長期穩(wěn)定運行。

液位監(jiān)測

LMT系列點液位傳感器實時監(jiān)測液壓油位，當(dāng)油位降至閾值時觸發(fā)報警信號，預(yù)防系統(tǒng)故障。該傳感器兼容IO-Link接口調(diào)節(jié)，集成抗泡防垢設(shè)計，確保長期可靠運行。

07齒輪箱

含齒輪箱的風(fēng)力渦輪機通過齒輪箱將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速從低速提升至匹配發(fā)電機的額定轉(zhuǎn)速。其主齒輪箱通常采用三級行星齒輪結(jié)構(gòu)，設(shè)計需綜合考慮壽命、重量、尺寸、維護和成本等因素。關(guān)鍵參數(shù)包括油位狀態(tài)、油溫及齒輪箱內(nèi)所有旋轉(zhuǎn)部件的潤滑狀態(tài)。

液位監(jiān)測

通過PA系列靜壓傳感器連續(xù)監(jiān)測齒輪箱油位，避免嚴重損壞，降低高昂維護成本。

08機油過濾系統(tǒng)

機油過濾系統(tǒng)實時監(jiān)測風(fēng)力渦輪機傳動鏈狀態(tài)。通過檢測微小顆粒預(yù)防故障，并通過過濾油液和污垢延長維護周期，顯著降低機組運行成本。

濾芯飽和度監(jiān)測

差壓濾器的壓差可用于判斷濾芯飽和度。通過緊湊型壓力變送器PT5404持續(xù)監(jiān)測濾器前后壓差，當(dāng)前后壓差增大時可判定濾芯污染或飽和。該傳感器采用金屬薄膜測量單元，具有高強韌性，且在-40℃下符合CCV防爆標準，其模擬量輸出可用于持續(xù)監(jiān)測濾器。

油品水分監(jiān)測

液壓油與潤滑劑中的高濃度水分可能導(dǎo)致設(shè)備異常甚至損壞。LDH系列油濕度傳感器同步監(jiān)測油液相對濕度（0%-100%）與溫度，并通過兩路模擬量信號將數(shù)據(jù)傳輸至PLC，實現(xiàn)連續(xù)監(jiān)控。

09結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測

風(fēng)力渦輪機設(shè)計要求結(jié)構(gòu)在20年內(nèi)抵御風(fēng)暴、雷擊、結(jié)冰及高溫。ifm振動傳感器可持續(xù)監(jiān)測塔筒、基礎(chǔ)及葉片結(jié)構(gòu)完整性，監(jiān)測數(shù)據(jù)助力優(yōu)化風(fēng)機運行參數(shù)，避免共振風(fēng)險，保障長期結(jié)構(gòu)可靠性。

轉(zhuǎn)子葉片裂紋監(jiān)測

轉(zhuǎn)子葉片裂紋會在負載變化時產(chǎn)生瞬態(tài)脈沖。采用振動傳感器VSA101持續(xù)測量葉片內(nèi)表面加速度，專為結(jié)構(gòu)測量設(shè)計，即使葉片運動也不會產(chǎn)生干擾信號。VSE系列振動分析模塊可檢測沖擊事件并觸發(fā)控制器報警。

ifm將與風(fēng)電企業(yè)緊密合作，以創(chuàng)新為引領(lǐng)，以技術(shù)為支撐，共同迎接綠色能源新時代的挑戰(zhàn)與機遇！