引言

风能是一种可再生的、可预测的、清洁型能源。风电场可快速建成，可为全球最大的、增长最快的经济发展地区提供能源独立性。经预测，我国拥有250GW 的陆地风机和750GW海上风机的装机潜力，并在3～5年的时间里便可能成为全球最大的风电市场，我国正着手建立一个发展风电产业的平台。预计经过 10～15年的准备，大约在2020年前后，使得风电能成为火电、水电之后的第三大常规发电电源，至少达到装机容量7000万千瓦，积极创造条件实现1亿千瓦，占届时发电装机容量的10%(08年仅占0.4%)。国家发改委也宣布，中国政府将拨款2650亿美元用于进一步发展中国的可再生能源。这相当于中国国民生产总值(2006年)的十分之一。

国家财政部发布了《风力发电设备产业化专项资金管理暂行办法》，明确了中央财政安排风电设备产业化专项资金的补助标准和资金使用范围，并将对风力发电设备制造商给予直接的现金补贴，对兆瓦级整机厂商，给予前50台机组600元/千瓦的补贴。在国家政策支持和能源供应紧张的背景下，中国的风电设备制造业也迅速崛起，已经成为全球风电最为活跃的场所。

一、液压变浆系统对位移传感器的需求：

风力发电机组需要根据风速来确定桨叶的角度，通过改变桨叶的角度，来改变桨叶转子的转速和功率，进而获得稳定的输出功率。桨叶旋转角度在0° 到90°之间，在桨叶位于做功位置时，桨叶最大的面积几乎是朝着风向的，着风面积最大。当利用桨叶刹车时，桨叶的前端是是朝着风向的，着风面积最小，并受到旋转阻力，使风机转速逐步减小至停止。桨叶角度调节的执行机构有电机驱动和液压驱动两种方式，当采用电机驱动时，直流电机和一个齿轮箱配合工作，带动调浆轴承，使桨叶的角度改变。当采用液压驱动时，需要采用三个独立的液压油缸，分别控制三个桨叶的桨距角。两种驱动方式都需要传感器来实时监控桨距角，当采用电机驱动时，可以通过测量角位移来间接测量桨距角，当采用液压驱动时，可以通过测量线性位移来测量桨距角。

目前国内大多数风机制造企业采用电机驱动方式，只有少数企业采用液压驱动方式，而丹麦的风机制造企业普遍采用液压驱动方式，其液压变桨技术已经有超过25 年的历史，几乎所有的丹麦风机制造商都从丹麦的液压变桨技术中获利。从技术的角度比较这两种变桨方式，液压变桨在环境的适应能力、维护成本等方面具有较大的优势，其可以在零下30度的环境下正常运转，特别适合高原、气候寒冷的恶劣环境，采用电机变桨的风机需要定期齿轮润滑油，维护成本较高，尤其是安装在海上的风机。此外，液压变浆的风机，在性能上都具有领先优势，包括较大的扭矩输出、较短的启动时间等。

在液压变浆系统中，测量液压油缸活塞行程的线性位移传感器扮演着十分重要的角色，而磁致伸缩线性位移传感器凭借其在测量精度、可靠性、环境适应能力等方面的综合素质，成为了各行各业液压缸行程测量位移传感器中的佼佼者，磁致伸缩线性位移传感器已经被大量的使用在风力发电领域。

二、磁致伸缩线性位移传感器介绍：

磁致伸缩线性位移传感器，是基于磁致伸缩原理用于测量线性位移的一种传感器，主要由磁致伸缩敏感元件(波导丝)、电子电路、保护外壳、非接触磁环组成，内部结构如图一所示。当传感器工作时，电路产生一个“起始脉冲”，此脉冲沿着波导丝传输，同时产生一个沿着波导丝方向的螺旋磁场，当此磁场与非接触磁环的磁场相遇时，波导丝产生磁致伸缩效应，即产生一个机械波沿着波导丝传向电路，此机械波以恒定速度V传输，电路部分有一个拾能机构将此机械波转换成一个微弱电信号IEo，经过放大后得到一个“终止脉冲”，通过计算得出“起始脉冲”与“终止脉冲”之间的时间差T，因此位移值L即等于VT，原理如图二所示。

磁致伸缩技术应用于位移传感器已有50年的历史，康宇公司于1997年引进了磁致伸缩线性位移传感器技术和生产线，将此技术带入了中国，数以万计的磁致伸缩线性位移传感器应用于国内自动化控制领域。