MKS-basierte Gesamtanlagenmodelle zur Lastrechnung für WEA-Getriebe

• MBS based entire system simulation models for WT gearbox design load calculation

Matzke, Daniel; Schelenz, Ralf (Thesis advisor); Brecher, Christian (Thesis advisor)

Aachen : RWTH Aachen University (2022)
Doktorarbeit

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2022

Kurzfassung

Aus dem zunehmenden Kostendruck auf den Windenergiesektor ergibt sich die Notwendigkeit, zuverlässigere Anlagen in einem zeit- und kostenoptimierten Design-Prozess zu entwickeln. Defizite bei der Lastberechnung für das Getriebe und seine Komponenten beeinträchtigen jedoch nach wie vor die Kosteneffizienz im Getriebe-Design-Prozess. Die genannten Defizite liegen insbesondere bei der Vernachlässigung von systemübergreifenden Abhängigkeiten und Wechselwirkungen der Komponenten innerhalb des Triebstrangs der Anlage. Daher besteht das Hauptziel der Arbeit darin, Modellierungsmethoden zu entwickeln, die die genannten Zusammenhänge auf die Lasten abbilden können. Hierzu wurde ein MKS-basiertes Gesamtanlagenmodell entwickelt, mit Messungen umfassend validiert und anschließend gegen den Stand der Technik bewertet. Die Validierung wurde mit Messungen an einer auf einem Systemprüfstand unter realistischen Lastzuständen betriebenen generischen Forschungsgondel durchgeführt. Die Ergebnisse der Validierung wurden vorgestellt und die daraus resultierenden Konsequenzen für die Modellbildungsmethoden erörtert. Die abschließende Bewertung der Methode wurde durch einen Vergleich der Ergebnisse mit einer Auslegungsrechnung nach der IEC 61400 sowie mit einem nach Vorgaben des Germanischen Llyods erstellten Modell durchgeführt. Die Vorteile der Methode wurden dabei herausgearbeitet und im Kontext der Zielsetzung bewertet.

Einrichtungen

• Chair for Wind Power Drives [412010]