RWTH Aachen

Drehmomentmessung in Windturbinen-Prüfständen

Die Temperatur gilt als entscheidender Umgebungsparameter bei der Drehmomentmessung an Prüfständen von Windenergieanlagen (WEA). Am Chair for Wind Power Drives der RWTH Aachen wird deshalb ihr Einfluss für WEA-Prüfstände untersucht.

Für den Wärmeeintrag in solchen Prüfständen sind Komponenten wie Antriebsmotoren, Hydraulikaggregate, Last-Applikationssysteme und Umrichter verantwortlich. Sie verursachen Temperaturschwankungen der Welle und des Drehmomentsensors und können so die Genauigkeit der Drehmomentmessung verringern.

Gesamter Antriebsstrang gemessen

Für die Quantifizierung des Temperatureinflusses auf die Drehmomentmessgenauigkeit im MN∙m-Bereich (Meganewtonmeter-Bereich) ist es wichtig, die Flächentemperatur des gesamten Drehmomentsensors zu messen. Dafür eignet sich die Wärmebildkamera VarioCAM® HD research 700 von InfraTec sehr gut. Sie erlaubt die simultane Temperaturmessung des gesamten Antriebsstranges mithilfe eines 15 mm-Weitwinkelobjektives.

Zur Analyse nutzt die RWTH Aachen einen 4 MW-Windturbinenprüfstand. Die Temperaturmessungen werden unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen und als Langzeitmessungen von bis zu 10 Stunden durchgeführt, um den Abkühl- und Aufheizprozess des Antriebsstranges zu untersuchen. Die VarioCAM® HD research 700 wird an verschiedenen Standorten positioniert, um die Temperaturverteilung eines getesteten 5 MN∙m Drehmomentsensors und anschließend des vorhandenen stationären Drehmomentsensors des Prüfstandes separat zu messen.

Mithilfe der Messergebnisse können Simulationsmodelle optimiert werden, indem die Materialeigenschaften des Drehmomentsensors sowie der K-Faktor der Dehnungsmessstreifen angepasst werden. Das Re- sultat ist eine präzisere Quantifizierung der Genauigkeit bei der Drehmomentmessung.

Temperaturverteilung auf Drehmomentwandler

Genaue Drehmomentmessung im MN·m-Bereich in Windturbinenprüfständen

High‐End‐Thermografie mit der VarioCAM® HD research 700

Die Stromerzeugung mithilfe von Windenergieanlagen (WEA) nimmt weltweit zu. Diese Entwicklung geht mit einer steigenden Notwendigkeit von Tests der Produktzuverlässigkeit, Funktionalität und Lebensdauer von Teilsystemen solcher Anlagen, wie dem Antriebsstrang, einher.

Relevante Branchen & Anwendungsgebiete

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