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.