Details
Unwuchtursachen
Hauptursache für Massenunwucht: ungleichmäßige Verteilung der Flügelmassen
Hauptursache für aerodynamische Unwucht: Fehlpitch
Auswirkung auf das Schwingungsverhalten
Massenunwucht: Schwingungen in der Rotorebene (radial) Link bzw. Referenz zu Simulationsfilm, leichte Torsionsschwingungen um die Turmachse
Aerodynamische Unwucht: Schwingungen senkrecht zur Rotorebene (axial), aber auch radiale und Torsionsschwingungen
Messung der Schwingungen
Drei Beschleunigungssensoren: in der Gondelmitte und im hinteren Teil radial, in der Gondelmitte axial, Drehzahlgeber mit Nulldurchgangssignal
Stand der Technik
Schwingungsmessung: aus axialen Schwingungen wird auf aerodynamische Unwucht geschlossen
Optische Verfahren zur Bestimmung der aerodynamischen Unwucht (Fehlpitch)
Beseitigung der aerodynamischen Unwucht
Messung der verbleibenden Schwingungen; Anbringung eines Testgewichts an einem Flügel; nochmalige Schwingungsmessung und Bestimmung der Massenunwucht aus beiden Messungen
Modellbasierte Unwuchtbestimmung
Es wird ein einfaches Modell der WEA erstellt, das für gegebene Kräfte und Momente aus Massen- und aerodynamischen Unwuchten die Berechnung von Schwingungen
(axial, radial und Torsion) ermöglicht.
Kräfte und Momente aus beiden Unwuchtarten werden ebenfalls mathematisch beschrieben. Damit ist es möglich, für einen beliebigen Unwuchtzustand des Rotors,
sei es aus Massenunwucht oder Fehlpitch oder der Summe von beiden, das Schwingungsverhalten der Anlage insbesondere auch an den Sensorpositionen in der Gondel
zu berechnen.
Dies ist Voraussetzung dafür, das inverse Problem der Bestimmung von Unwuchten aus Messungen an eben jenen Sensoren zu lösen. Dazu werden spezielle Techniken
aus der Theorie der Inversen Probleme, so genannte Regularisierungsverfahren, eingesetzt. Die so bestimmte Unwucht erlaubt quantitative Aussagen zur Korrektur
der Pitchwinkel und zum Setzen von Ausgleichmassen in den Flügeln.
Da nach Erstellen des Modells nur Messgrößen benötigt werden, die in von einem CMS aufgezeichnet werden, kann der Algorithmus zur Bestimmung der Unwuchten in
dieses CMS integriert werden. Dies ermöglicht eine laufende Unwuchtüberwachung und rechtzeitige Planung von Wartungs- und Korrekturmaßnahmen.