Masterarbeit: Was bringt einen Generator zum Schwingen? Simulative Untersuchung der Einflüsse auf eines überhöhtes dynamisches Maschinenverhalten eines Generators in einer Windenergieanlage

Der Chair for Wind Power Drives erforscht das Verhalten von Antriebssystemen in modernen Multimegawatt-Windenergie-anlagen (WEA). Ziel der Forschung ist die Steigerung der Verfügbarkeit, der Robustheit und der Energieeffizienz von Windenergieanlagen sowie die Senkung der Stromgestehungskosten. Hierzu werden Softwareentwicklungs-werkzeuge und moderne System-prüfstände im Verbund eingesetzt.

Zur Ertragssteigerung moderner WEA wird eine Reduktion der Schallabstrahlung von WEA-Triebsträngen angestrebt, da starke Schallemissionen häufig zu einer Drosselung der Anlagenleistung (schallreduzierter Betrieb) führen. Als potenzielle Quelle solcher Schwingungen gilt der Generator einer WEA. Durch die gezielte Analyse von Schwingungsursachen am Generator können Abhilfemaßnahmen entwickelt und damit das dynamische Verhalten des Generators verbessert werden. Dies wirkt sich positiv auf das Schwingungsverhalten der gesamten Anlage aus.

Ziel dieser Arbeit ist daher die Untersuchung des dynamischen Verhaltens eines Generators in einem WEA-Triebstrang mithilfe eines bestehenden Simulationsmodells. Die Identifikation der Schwingungsursachen erfolgt mittels einer Sensitivitätsanalyse der relevanten Modellparameter.

Aufgaben:

• Einarbeitung in bestehende Simulationsmodelle zur Abbildung des dynamischen Verhaltens von WEA-Generatoren
• Durchführung von Mehrkörpersimulationen zur Analyse der Ursachen überhöhter Anregungen und Resonanzen
• Systematisch Auswertung der Simulationsergebnisse
• Abgleich der Simulationsergebnisse mit Messdaten aus einer realen Windenergieanlage

Voraussetzung:

• Motivation zu selbstständigem und eigenverantwortlichem Arbeiten, Kommunikations- und Teamfähigkeit
• Interesse an Windenergie, Maschinendynamik und Simulationstechnik
• Vorkenntnisse auf dem Gebiet der Mehrkörpersimulation sind vorteilhaft, aber nicht zwingend erforderlich
• Programmiererfahrung in Matlab bzw. Python vorteilhaft

Wir bieten:

• Arbeiten an einem Thema mit hoher wissenschaftlicher und industrieller Relevanz in einem hoch motivierten, interdisziplinären Team
• Enge industrielle Betreuung der Abschlussarbeit durch einen Windenergieanlagenhersteller
• Sofortiger Bearbeitungsstart möglich
• Option zur Weiterbeschäftigung im Rahmen einer Promotion

Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:

Thomas Decker, M. Sc. RWTH
Chair for Wind Power Drives

Campus-Boulevard 61, 52074 Aachen
thomas.decker@cwd.rwth-aachen.de