用于控制現代風力渦輪機的電流傳感器

    礦物燃料一直以來都是發電的首選能源。但是，隨著對礦物燃料供應的可持續性以及溫室效應氣體生成的關注，以及有關減少燃燒所產生的二氧化碳排放量協議的出臺，許多舉措正朝著可再生能源的方向發展。
    通過使用現代材料來滿足機械要求以及使用現代電子元件和電力電子元件來有效地為主網送電，制造具有高達5MW額定功率的現代風能渦輪機（WET）（目前尚處于試驗階段）才有可能。為了對轉換器進行最優控制，各種規格的電流傳感器在風能渦輪機中是每個轉換器必不可缺的元件。
    從人類發展的早期開始，已經將風能作為一種能源使用。風車將風中所含的能量轉換為可以用來磨粒或抽水的機械可用能量。

    20世紀上半頁，許多現代風力渦輪機的物理和設計理論基礎得以發現。德國工程師Albert Betz在其于1926年出版的著作中計算出了理想風力渦輪機的最大理論效率大約為59.3%。20世紀40年代，Ulrich Hütter研究出了用于具有兩片或三片轉子葉片的所有現代自由和高速運行風能轉換器的設計理論基礎（源于其出色的航空知識）[1]。
    但是直到20世紀90年代初期當政治結構發生變革時，許多國家才提供用于可再生能源的政府援助。這種政府行為推動了風能渦輪機（WET）的集約化商業發展。越來越多的風力渦輪機和風力發電廠安裝和建立起來；現在首批4.55MW風力渦輪機正處于試驗階段。德國以總裝機容量占全世界39151MW風能中的14609MW而名列前茅，領先于美國、西班牙和丹麥[2]。
    風力渦輪機的功率控制
    風是空氣團交換的結果，主要由太陽輻射效應形成的局部甚或大面積溫差而引起。諸如森林、高山和建筑等障礙物會產生影響風速持久變化的湍流。風力渦輪機的轉子將風中所含的能量轉換為轉動（動）能，從而驅動發電機產生電流。
    風能以及由此可以使用的量與風速的立方成正比。在由轉子直徑而計算出的轉子面積和從流經該面積的風而產生的能量之間還存在著一個簡單的相關關系。當風速超出一個固定限值時，為了避免機械和/或電氣過載，風能渦輪機必須配有功率控制器。一般來說，發電機的額定功率是一個必須給予關注的閾值電平。

    還有一個同樣重要的功率控制原因。為了給電網提供持續的電能，盡管風速每秒都在變化，使發電機以最佳狀態運行還是必要的。

圖3

    渦輪機使用各種功率控制。控制程度可以通過轉子葉片被動或主動實現。被動限制可以通過一種特殊形狀的單轉子葉片而實現。在一定的風速下，使轉子轉動的氣流突然消失（所謂的失速），轉子也停止轉動（失速控制）。