Im Test: Generatoren für Windturbinen von The Switch
Präzisere Messergebnisse durch Drehmoment-Messflansch von HBM
Die finnische Firma The Switch gehört zu den weltweit führenden Herstellern von direkt angetriebenen Permanent Magnet Generatoren (PMG). Diese Generatoren finden Einsatz in Windturbinen mit Leistungen von 1 bis 5 MW bei mittleren bis hohen Drehzahlen. Zur Ermittlung des Wirkungsgrades der Generatoren kommt ein Drehmoment-Messflansch von HBM als zusätzliches Messsystem im Wellenstrang zum Einsatz.
Zusammen mit speziellen Wandlern sowie Kontroll- und Steuerungssystemen bietet die Firma The Switch Lösungen an, die als Komplettpaket in den Antriebsstrang von Windturbinen eingebaut werden können. Die Besonderheit der von The Switch angebotenen PMGs besteht in der patentierten Form und Anordnung der Permanentmagnete. Damit wird ein hoher Wirkungsgrad bei gleichzeitig ruhigem Lauf der Turbine erreicht. Aufgrund des Direktantriebes kann auf ein Übersetzungsgetriebe verzichtet werden, was zu einer verminderten mechanischen Beanspruchung des Systems, einhergehend mit erhöhter Zuverlässigkeit und verlängerter Lebensdauer, führt.
Ermittlung des Wirkungsgrades
Hohe Drehmomente zu beherrschen und gleichzeitig einen hohen Wirkungsgrad zu erzielen, darin besteht die technische Herausforderung. Zur Bestimmung des Wirkungsgrades werden zwei identische Generatoren so aufgebaut, dass deren Wellen direkt miteinander verbunden werden können. Der zweite Generator, in diesem Fall als Motor wirkend, treibt den zu testenden Generator an. Durch Strom- und Spannungsmessungen an beiden Generatoren kann dann die abgegebene Leistung zur aufgenommenen Leistung ins Verhältnis gesetzt werden, wodurch sich der Wirkungsgrad bestimmen lässt.
Drehmoment-Messflansch im Wellenstrang
Als zusätzliches Messsystem dient bei The Switch ein in den Wellenstrang montierter Drehmoment-Messflansch von HBM. Ein wesentlicher Vorteil ist die Verifizierung des durch die Messung der elektrischen Werte ermittelten Wirkungsgrades. Darüber hinaus können Auswirkungen von Modifikationen am Motor bzw. Generator oder von Simulationen verschiedener Belastungsfälle schnell und exakt ermittelt werden. Der wichtigste Parameter für die Ermittlung des Wirkungsgrades ist jedoch die übertragene Leistung. Durch direkte Messung des Drehmoments und der Drehzahl der im Wellenstrang übertragenen Leistung, ist die Messunsicherheit sehr gering.
