Anwenderbericht: Genaue Drehmomentmessung im MN·m-Bereich in Windturbinenprüfständen
Diese Entwicklung geht mit einer steigenden Notwendigkeit von Tests der Produktzuverlässigkeit, Funktiona- lität und Lebensdauer von Teilsystemen solcher Anlagen, wie dem Antriebsstrang, einher. Um brauchbare Ergebnisse im Systemtest zu erzielen ist es notwendig, das Drehmoment im MN∙m-Bereich (Meganewtonmeter-Bereich), eine der wichtigsten Zustandsvariablen im Betrieb der Windenergieanlagen, nachvollziehbar und mit hoher Präzision nach den Standards der Nationalen Metrologie-Institute (NMI) zu messen. Derzeit erfüllt die Drehmoment-Messgenauigkeit in den bestehenden Gondelprüfständen, in einem Bereich von 5 % bezogen auf den Messwert, nicht die Anforderungen der Nationalen Metrologischen Institute (NMI) und sollte daher erhöht werden. Um Ungenauigkeiten zu reduzieren ist es essentiell, die Einflüsse auf die Drehmomentmessung im MN∙m-Bereich zu identifizieren und zu quantifizieren. Dieser Aufgabe widmen sich Wissenschaftler am Center for Wind Power Drives (CWD) der RWTH Aachen.
Einflüsse auf die Drehmomentmessung im MN∙m-Bereich
Neben der Drehzahl gehört das Drehmoment zu den zentralen Messgrößen, die untersucht werden, während der WEA-Systemprüfstand in Betrieb ist. Die präzise Drehmomentmessung ist entscheidend für die Quantifizierung der Eingangsleistung und der Effizienz von Teilsystemen (z. B. des Hauptlagers, von Getriebe und Generator) und des gesamten Antriebsstranges der Windenergieanlagen. Darüber hinaus werden die Messwerte des Drehmomentes für die Untersuchung der Auswirkungen von kritischen Betriebszuständen, wie Inbetriebnahme oder Notabschaltung auf die lokalen Belastungen und das Verhalten des Gesamtsystems verwendet. Daher definiert die Genauigkeit der Drehmomentmessung die Ergebnisqualität der Untersuchungen am Prüfstand. Die Temperatur zählt zu den Umgebungsparametern, welche einen entscheidenden Einfluss auf die Drehmomentmessung haben. Allerdings wird ihr Einfluss für WEA-Systemprüfstände derzeit nicht ausreichend untersucht.
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