Labor für WEA-Sensorik

Windkraftanlagen (WEA) sind dynamisch hochbelastet, was häufig zu Lager- und Getriebeschäden führen kann. Für gezielte Verbesserungen in Konstruktion, Fertigung und Werkstoffwahl fehlen aussagekräftige Messdaten. Die einzelnen Getriebekomponenten (Getriebe, Lager, Wellen) sind im laufenden Betrieb messtechnisch bisher nicht zugänglich. Nur wenige Zustände lassen sich von außen beobachten, z.B. Temperaturänderungen am Gehäuse oder Geräusche bzw. Schwingungen. Die Ursachen für Probleme liegen jedoch meist im Inneren des Getriebegehäuses. Dazu gehören mechanische Belastungen, die zu einer übermäßigen Verformung der einzelnen Zähne und damit zu einem vorzeitigen Verschleiß der Zahnflanken führen können.

Die besonderen Bedingungen innerhalb eines Getriebes schränken die in der Praxis anwendbaren Messmethoden ein. Neben der Beschränkung des für die Sensorik zur Verfügung stehenden Einbauvolumens erschweren Öl und Fettschichten den Einsatz im Getriebe. Erfolgversprechend sind hier in erster Instanz solche Sensoren, die sich durch eine berührungslose Messdatenerfassung auszeichnen. Als Beispiele seien hier optische, kapazitive, magnetische, thermische oder resistive Messprinzipien genannt.

Sie ermöglichen die dynamische Erfassung des Getriebezustandes unter Last hinsichtlich der lokalen Verteilung von Kräften, Momenten, Vibrationen und Temperaturen, die thermographische Tragbildanalyse sowie die Beobachtung des Verschleiß- und Ermüdungszustandes von Werkstoffen. Da die meisten dieser Sensoren heute erst als Labormuster existieren, sind ihre Langzeiterprobung, Miniaturisierung, Kalibrierung und Integration innerhalb des Getriebes wesentliche Forschungsaufgaben. Genau hierzu werden im BIMAQ erforscht und entwickelt.

Zur Erprobung neuer Sensorkonzepte für WEA-Antriebe kann das dynamische Verhalten von WEA-Antrieben im BIMAQ-Technikum auf einem Drehmomentprüfstand experimentell simuliert werden. Darüber hinaus stehen ein WEA-Antriebsstrang und eine 3,4 MW Forschungs-WEA für Sensortests zur Verfügung.

Technische Spezifikationen des Drehmomentprüfstandes:

Drehmoment: ± 1 000 Nm
Drehzahl: ± 3 000 min-1
Axialkraft: 0 - 10 000 N

Dienstleistungen

  • Entwicklung von Sensor-Prototypen
  • Auftrags- und Referenzmessungen
  • Entwicklung neuer Mess- und Bewertungsstrategien
  • Softwareentwicklung

Kontakt

Michael Sorg
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Telefon: +49 (0)421 218 646 20