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Windenergie

Gondelprüfstände

  1. 01Erweiterungsfähiges Multi-Motor-Antriebssystem bis zu 35 MW
  2. 025 DOF Belastungseinheit bis zu 113 MNm
  3. 03Prüfung der Netzkonformität
Gondelprüfstände

Unsere Technologien für Ihre Anforderungen

Gondelprüfstände von RENK werden zur Entwicklungsunterstützung und Qualitätssicherung eingesetzt und bestehen im Wesentlichen aus einem Antriebssystem sowie optional einer Windlastaufbringung und einem Netzsimulator.

Wesentlich für den Einsatz des Prüfstandes sind eine hohe Verfügbarkeit sowie die exakte Aufbringung und Überprüfung der erforderlichen Rotorlasten.

Unsere Gondelprüfstände sind z.B. für folgende Tests ausgelegt:

  • Dauerlauf- und Extrembelastungstests
  • Konformität der Produktionsziele
  • Vorhersagen der Lebensdauer/Gewährleistung
  • Zuverlässigkeitsvorhersagen
  • Stark beschleunigte Lebensdauertests (HALT)
  • Systemleistungstests
  • Bewertung von Leistungskurven und Wirkungsgraden
  • Überprüfung von Steuerungssystemen
  • Entwurfsüberprüfung und -validierung
  • Bauteilvalidierung und Konformitätsprüfung
  • Validierung von physikalischen und numerischen Modellen
  • Einhaltung der Netzanschlussbedingungen und Zertifizierung nach IEC 61400-21 und FGW TR3

Aufgrund der immer kürzer werdenden Entwicklungszeiten für Multi-Megawatt-Turbinen achten wir bei unseren Prüfständen auch auf spätere Nachrüstmöglichkeiten für zukünftige Aufgaben.

Da die Turbinensteuerung auch an das RDDS-Automatisierungssystem angebunden werden kann, sind RENK-Gondelprüfstände für volle HIL- und SIL-Funktionalität und Einmannbetrieb vorbereitet.

01 Expandable multi-motor drive system

Expandable multi-motor drive system up to 35 MW 
(43 MNm torque)

The main actuator on a nacelle test rig is the electric drive system, providing all static and dynamic rotary loads on the specimen drive train. This drive system has a very high torque and high dynamics in order to simulate all operating conditions occurring in the field. For this purpose, RENK has developed a multi-motor drive system whose performance (and thus costs) can be adjusted by the number of motors installed. In addition, the redundancy of the motors results in a highly reliable test system, which is particularly important for long-lasting fatigue tests.

02 Erweiterungsfähiges Multi-Motor-Antriebssystem bis zu 35 MW

Merkmale und Möglichkeiten der RENK Mehrmotorenantriebe

RENK fertigt seit vielen Jahren erfolgreich Mehrmotorenantriebe und Generatoren für eine Vielzahl von industriellen Anwendungen. Auf der DRIVETRAIN AND SYSTEM ENGINEERING CONFERENCE am 21. und 22. März 2023 in Aachen gaben unsere Experten einen Einblick in die Besonderheiten und Möglichkeiten eines solchen Mehrmotorenantriebs.

 

Laden Sie hier die gesamte Präsentation zu dieser Veranstaltung herunter:

CWD / DSEC 2023: Multi-Motor Drive Technology in the Multi-Meganewtonmeter-Range

  • RTS CWD 2023 (0.9 MB)

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03 5 DOF Belastungseinheit bis zu 113 Millionen Newtonmeter

5-Achsen-Windlastanlage mit bis zu 113 Millionen Nm Biegemoment

Im rauen Betrieb einer Windkraftanlage erzeugen ständig wechselnde Kräfte aus allen Richtungen dynamische 5DOF-Belastungen an der Antriebswelle der Turbine. Die Gesamtkraft dieser stürmischen Umgebung wird im Prüfstandsbetrieb durch die hydraulische Belastungseinheit (LAU) aufgebracht. Um diese Kräfte und Biegemomente zu erzeugen, favorisiert RENK eine hydrostatische Scheibe zur Lasteinleitung (D-LAU). Diese hydrostatische Scheibe ist direkt mit der Hauptwelle der Turbine verbunden und wird von dem mehrmotorigen Antriebssystem angetrieben. Hydraulische Aktuatoren übertragen die mehrachsigen Lasten über Gleitlagerelemente auf die rotierende Scheibe. Diese Konstruktion bringt nur minimale Eingriffe in das Gesamtsystem mit sich und erfüllt damit höchste Anforderungen an die Mess- und Regelgenauigkeit.

Das verwendete Gleitlager hat eine rechnerisch unendliche Lebensdauer und muss im Gegensatz zu Wälzlagern auch unter den anspruchsvollen dynamischen Lastkollektiven eines Gondelprüfstandes nicht erneuert werden.

04 Prüfung der Netzkonformität

Skalierbarer Netzsimulator für die Prüfung der Netzkonformität

Die wichtigste elektrische Schnittstelle der Windkraftanlage ist der Anschluss an das öffentliche Stromnetz. Für einfache Prüfanwendungen reicht es aus, den vom Prüfling erzeugten Strom zur Rekuperation in den Zwischenkreis des Prüfstandes zurückzuspeisen. Wenn jedoch auch diese Netzanbindung Gegenstand der Prüfungen ist, kann ein Netzsimulator integriert werden, um statische und dynamische Unregelmäßigkeiten im öffentlichen Netz (Oberschwingungen, Spannungsstörungen,...) zu simulieren und deren Auswirkungen auf das Verhalten der Windkraftanlage zu untersuchen.

05 Messung und Regelung

Einzigartige Mess- und Regelgenauigkeiten

Im dynamischen Betrieb weist die Messgenauigkeit des Prüfstands vom Prüfling bis zu den hydraulischen Aktuatoren aufgrund der langen Strecke erhebliche Verluste auf. Aus diesem Grund hat RENK einen mehrkanaligen Messflansch für sehr große Lasten entwickelt, der direkt an der Schnittstelle zur Hauptwelle des Prüflings positioniert wird. Mit diesem Messflansch können die aufgebrachten Kräfte in Echtzeit und verlustfrei während der Rotation erfasst und bei der Prüfstandssteuerung berücksichtigt werden. Dieser mehrachsige Messflansch ermöglicht in Verbindung mit der nahezu verlustfreien hydrostatischen Belastungseinrichtung einzigartige Mess- und Regelgenauigkeiten.

Merkmale

  • Prüfstand zum Testen von Onshore- und Offshore-Turbinen aller Größen, die derzeit in Betrieb und in der Entwicklung sind
  • Simulation aller aus der Windlast resultierenden Belastungen des Triebstrangs (6 DOF)
  • Mehrachsiger Messflansch
  • Elektrischer Regelkreis zur Rekuperation der Generatorleistung
  • Umfangreiche HIL/SIL-Fähigkeiten
  • Statische und dynamische Simulation aller Schwankungen des lokalen Stromnetzes
  • Einzigartige Mess- und Regelgenauigkeit
  • RENK RDDS Prüfstandsautomatisierung und Messdatenmanagement
Jonas Reicherter

Alle weiteren Informationen erhalten Sie von den Experten des Teams Windenergie: 

Jonas Reicherter
Sales Manager
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