Bachelor- / Masterarbeit: Eignungsanalyse von Gleitlagern als Windenergieanlagen-Hauptlager für verschiedene Leistungsklassen

Der Chair for Wind Power Drives erforscht das Verhalten von Antriebssystemen in modernen Multimegawatt-Windkraftanlagen. Forschungsziele sind die Steigerung der Verfügbarkeit, der Robustheit und der Energieeffizienz der Windenergieanlagen sowie die Senkung der Stromgestehungskosten. Hierzu werden Software-Entwicklungswerkzeuge und moderne Systemprüfstände im Verbund eingesetzt.
Um die Windausbeute zu erhöhen, werden Windenergieanlagen (WEA) immer größer. Die Hauptlagereinheit einer WEA, bestehend aus Rotorwelle und Hauptlager(n), stützt den Rotor und leitet seine Leistung an das Getriebe weiter. Dabei geht der Trend weg von einer klassischen Lagerung mittels Wälzlager(n) und hin zu einer Lagerung mittels Gleitlager(n), da letztere weniger Verschleiß und damit eine höhere Lebensdauer versprechen.
Welcher Lagerungstyp sich dabei für welche Anlagenleistung eignet, kann über eine Vorauslegung der Hauptlagereinheit abgeschätzt werden. Aufgrund der Wechselwirkungen zwischen den Komponenten muss die Hauptlagereinheit als System ausgelegt und optimiert werden. Der Rotorwellen-durchmesser der Lagersitze wird etwa durch die Lager vorgegeben. Die damit einhergehende Änderung der Wellen-masse wirkt sich wiederum auf die Tragfähigkeit der Lager aus.

Aufagben:

• Einarbeiten in die Auslegung von Gleitlagern (radial und axial) –
  z. B. VDI 2204 – und in das bestehende Vorauslegungsmodell für Hauptlagereinheiten (MATLAB)
• Implementierung einer geeigneten Gleitlager-Auslegungs-methode in das Vorauslegungsmodell
• Analyse des Potentials von Gleitlagern bezüglich Leistungsdichtenoptimierung der WEA-Hauptlagereinheit
• (Optional) Verifizierung der ausgelegten Wellen/Gleitlager in FEM (Abaqus) und EHD (FIRST)
• (Optional) Vergleich der Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit der Hauptlagereinheiten mit Gleitlager gegenüber Wälzlager

Voraussetzung:

• Motivation zu selbstständigem und eigenverantwortlichem Arbeiten, Kommunikations- und Teamfähigkeit
• Programmierkenntnisse von Vorteil (MATLAB)

Wir bieten:

• Wissenschaftliches Arbeiten in einem hoch motivierten, interdisziplinären Team
• Kontakt zur Industrie und Zusammenarbeit mit anderen Forschungsstätten
• Möglichkeit zur anschließenden/parallelen Tätigkeit am Institut als studentischen/wissenschaftliche Hilfskraft
• Möglichkeit zur Promotion im Zuge der Bearbeitung von Forschungsprojekten

Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:

Christian Hollas, M. Sc. RWTH
Chair for Wind Power Drives

Campus-Boulevard 61, 52074 Aachen
christian.hollas@cwd.rwth-aachen.de