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22kW Windgetriebeprüfstand

Getriebe in Windkraftanlagen sind nach wie vor für die meisten Ausfälle von Windkraftanlagen verantwortlich. Dabei ist noch immer nicht vollständig geklärt, was die Ursachen für die Schäden sind und wie beziehungsweise ob man diesen konstruktiv vorbeugen kann. In der Industrie war es bislang üblich, Getriebe nur mit statischen Lasten zu testen. Tatsächlich wird das Getriebe in Windkraftanlagen aber dynamisch belastet: einerseits ist die Windlast nicht konstant, andererseits können Fehler in der Leistungselektronik oder im Stromnetz zu hochdynamischer Drehmomentbildung im Generator führen. Diese Drehmomente liegen dann auch unmittelbar an der schnell drehenden Welle des Getriebes an. Um die dynamischen Lasten auch im Prüfstandbetrieb nachbilden zu können, entwickelt die Firma Converteam einen 13,2MW Getriebeprüfstand für einen Industriepartner. Im Gegensatz zu statischen Tests ergibt sich bei dynamischen Tests das Problem, dass das Getriebespiel (mehrere 10°) der eingesetzten Planetenradgetriebe in der Regelung nicht vernachlässigt werden kann.

Am IEE wurde als Entwicklungsplattform für das Regelungssystem ein Modellprüfstand mit einer Maschinenleistung von 22kW aufgebaut. Parallel dazu werden Simulationsmodelle erstellt, die das Prüfstandverhalten möglichst präzise wiedergeben sollen. Mit Hilfe dieser Werkzeuge soll das Risiko folgenschwerer Fehler durch fehlerhafte Software und falsche Bedienung minimiert werden. Bei richtiger Konfiguration muss das Gesamtsystem in der Lage sein, definierte dynamische Lasten unter Berücksichtigung des Getriebespiels einzuregeln und dabei gleichzeitig gegebene Randbedingungen (zum Beispiel maximale Netzleistung) einzuhalten.

Windgetriebeprüfstand

Bild: 22kW-Kleinleistungsprüfstand im IEE, außen sind die Antriebsmaschinen zu sehen in der Mitte zwei Getriebe (Detail links oben), die an ihren langsam drehenden Wellen verbunden sind

Bearbeiter:

Dipl.-Ing. Markus Stubbe
Tel.:+ 49 5323 72-3728
Mail:markus.stubbe@tu-clausthal.de
 

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