The Chair for Wind Power Drives researches the behaviour of drive systems in modern multi-megawatt wind turbines. The research objectives are to increase the availability, robustness and energy efficiency of wind turbines and to reduce the levelised cost of energy. State-of-theart engineering software and system test benches are used for this purpose.
In order to reduce the power generation costs of modern wind turbines (WTs), the power density of the planetary gearboxes in WTs is to be increased. The use of plain bearings, which have already been used in industry for a number of years, is a suitable solution. To date, however, there is no realtime capable condition monitoring system (CMS) to predict and avoid critical operating points at an early stage. The CWD is therefore conducting research into a modern CMS network. Preliminary work has shown the suitability of individual sensors for detecting operating anomalies. Some sensors proved to be more suitable for certain operating conditions than others. In addition, the algorithms used to date are very resource-intensive and only have limited real-time capability and usability in real applications.
The idea for this student project is therefore the development of a resource-saving ML monitoring algorithm, to which measurement results from various sensors (SAW, AE, Acc, etc.) are transferred simultaneously and with the help of which operating anomalies are to be detected in real time. In the course of the work, targetoriented sensors are to be selected for the CMS.
Yor tasks:
- Research into the state of the art and the method
- Planning and execution of experiments on a component test bench
- Development of a resource-saving algorithm for condition monitoring of planetary plain bearings
- Selection of suitable sensors for different operating states
Requirements:
- Motivation to work independently and on one’s own responsibility, ability to communicate and work in a team, as well as a secure command of the German or English language
- Interest in wind energy, gear and plain bearing technology as well as machine learning
- Programming experience in Python desirable
- Previous knowledge in the field of machine learning desirable
What we offer:
- Scientific work in a highly motivated, interdisciplinary team
- Work on a topic with high industrial relevance
- Exciting combination of theory and practice
- Pleasant working atmosphere and intensive supervision
- Option to participate in a scientific publication
- Immediate start possible
We look forward to your application by email:
Tim Scholz, M. Sc. RWTH
Chair for Wind Power Drives
Campus-Boulevard 61, 52074 Aachen
tim.scholz@cwd.rwth-aachen.de
Bachelor- / Masterarbeit: Connecting the Engineering of the Einstein Telescope – Methoden zur Modellierung und Traceability von Anforderungen, Funktionen und der physischen Struktur
Mit dem Einstein-Teleskop ist ein Gravitationswellendetektor der näch-sten Generation aktuell in der Entwicklung. Gravitationswellen sind Verschiebungen in der Raumzeit, die durch kollidierende Massenobjekte wie schwarze Löcher verursacht werden. Der Nachweis dieser Wellen stellt immense Herausforderungen an die Präzision der Instrumente, wodurch sich die Komplexität des Systems stark erhöht. Zu diesem Zweck untersucht das MSE, wie solche komplexen Sys-teme systematisch und konsistent mit Hilfe des Model-based Systems Engineering (MBSE) entwickelt werden können. Indem das zu entwickelnde System durch dynamische Modelle anstelle von statischen Dokumenten ab-gebildet wird, stellt MBSE ein einziges Datenrepository für alle Beteiligten bereit. Auf diese Weise werden Inkon-sistenzen durch unterschiedliche Ent-wicklungsstände vermieden. Die aktuelle Forschung befasst sich mit MBSE-Methoden für die Modellierung und Verknüpfung von technischen Artefak-ten wie Anforderungen, Systemfunktionen und -verhalten sowie der physischen Struktur und berücksichtigt dabei die Eignung für große Wissenschafts-projekte wie das Einstein-Teleskop.
Mögliche Aufgaben:
Voraussetzungen:
Wir bieten:
Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:
Konrad Frischkorn, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Eilfschornsteinstr. 18, 52062 Aachen
konrad.frischkorn@imse.rwth-aachen.de
Bachelor- / Masterarbeit: Experimentelle Validierung von simulativ bestimmten Anschmierkennwerten von Zylinderrollenlagern
Das Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung erforscht das grundlegende strukturelle und tribologische Verhalten von Maschinenelementen und bildet dieses in experimentell validierten Modellbeschreibungen ab. Diese Modellbeschreibungen werden genutzt, um das Funktions-, Verlust- und Geräuschverhalten gesamthafter technischer Systeme mit Fokus auf die Antriebstechnik zu analysieren und zu gestalten. Die entwickelten Modelle dienen zudem der Erforschung und Entwicklung von Methoden des Model Based Systems Engineering als zentrales Element künftiger, industrieller Produktentstehungsprozesse.
Bei unzureichender Belastung im Wälzlager tritt Schlupf auf: Die Wälzkörper verlieren das reine Abrollverhalten und Gleiten relativ zu den Laufringen. Infolge dieses Gleitens versagt der elastohydrodynamische Schmierfilm (EHD-Film), sodass direkter Metall-auf-Metall-Kontakt zwischen Wälzkörper und Innen- bzw. Außenring entsteht. Wenn ein bereits gleitender Wälzkörper in der Lastzone wieder auf die Umfangsgeschwindigkeit beschleunigt wird, überträgt er eine erhöhte kinetische Energie auf die Ringoberflächen. Dieser lokale Energieeintrag kann zu Oberflächendefekten wie Anschmieren durch plastische Verformung oder zu einer unerwünschten Neuhärtung führen.
Um solche tribologischen Grenzzustände zu vermeiden, werden in der Fachliteratur verschiedene Kennwerte herangezogen.
Aufgaben:
Voraussetzung:
Wir bieten:
Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:
Thomas Petrzik, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
thomas.petrzik@imse.rwth-aachen.de
Bachelor- / Masterarbeit: Computational Fluid Dynamics (CFD)-basierte Untersuchung hydraulischer Verluste in Pendelrollenlagern
Das Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung erforscht das grundlegende strukturelle und tribologische Verhalten von Maschinenelementen und bildet dieses in experimentell validierten Modellbeschreibungen ab. Diese Modellbeschreibungen werden genutzt, um das Funktions-, Verlust- und Geräuschverhalten gesamthafter technischer Systeme mit Fokus auf die Antriebstechnik zu analysieren und zu gestalten. Die entwickelten Modelle dienen zudem der Erforschung und Entwicklung von Methoden des Model Based Systems Engineering als zentrales Element künftiger, industrieller Produktentstehungsprozesse.
Hydraulische Verluste, die durch Verdrängung und Scherung des Schmierstoffs auf die Bauteile eines Wälzlagers wirken, haben einen Signifikaten aber noch nicht hinreichend genau erforschten Einfluss auf die Kinematik. Im Rahmen der Abschlussarbeit soll ein Computational Fluid Dynamic (CFD) Modell eines Pendelrollenlagers aufgebaut werden und anschließend die Einflüsse verschiedener Betriebsbedingungen sowie verschiedener Simulationsansätze untersucht werden. Fokus liegt auf der Auswertung der Interaktion zwischen Fluid und den individuellen Bauteilen.
Aufgaben:
Voraussetzung:
Wir bieten:
Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:
Thomas Petrzik, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
thomas.petrzik@imse.rwth-aachen.de
Masterarbeit: Analyse des Einflusses elektrischer Belastungen auf die Wälzlagerlebensdauer am Radiallagerprüfstand
Das Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung erforscht das grundlegende strukturelle und tribologische Verhalten von Maschinenelementen und bildet dieses in experimentell validierten Modellbeschreibungen ab. Diese Modellbeschreibungen werden genutzt, um das Funktions-, Verlust- und Geräuschverhalten gesamthafter technischer Systeme mit Fokus auf die Antriebstechnik zu analysieren und zu gestalten. Die entwickelten Modelle dienen zudem der Erforschung und Entwicklung von Methoden des Model Based Systems Engineering als zentrales Element künftiger, industrieller Produktentstehungsprozesse.
Schäden in Getrieben von Windenergieanlagen (WEA) werden in 75 % der Fälle durch Frühausfälle von Wälzlagern ausgelöst. Neben den mechanischen Lasten sind elektrische Belastungen maßgeblich für diese Ausfälle verantwortlich. Im Rahmen des Forschungsprojekts S-Ray sollen die auf die Wälzlager wirkende elektrische Belastung herausgearbeitet und die Schadensentstehung und -entwicklung während des Betriebs tiefgreifend analysiert werden.
Diese Arbeit zielt darauf ab, den Einfluss variierender elektrischer Betriebsparameter auf die Lebensdauer von Wälzlagern in Windenergieanlagen experimentell an einem Wälzlagerprüfstand zu untersuchen.
Aufgaben:
Voraussetzung:
Wir bieten:
Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:
Peter Rößler, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
peter.roessler@imse.rwth-aachen.de
Bachelor thesis / Master thesis: Simulation of plain bearings in innovative Wind turbines
The Chair for Wind Power Drives researches the behaviour of drive systems in modern multi-megawatt wind turbines. The research objectives are to increase the availability, robustness and energy efficiency of wind turbines and to reduce the energy costs. For this experiment’s with software simulation tools and modern test benches are combined. The usage of journal bearings as planetary gear bearings in wind turbines instead of rolling bearings is advantageous regarding the power density of the drive train. However, this innovative technology poses a challenge; currently there is no standardised approach for the wearresistant design of the planetary bearing and, in addition, many years of experience are still lacking. Therefore, simulation methods are used to predict the wear resistance over time.
This thesis will focus on these methods, to predict the dynamics of plain bearings in wind turbines. For this, numerical studies will be performed on simulation models with different detail levels.
Tasks:
Your profile:
What We Offer:
We look forward to your application by email:
Math Lucassen, M. Sc.
Chair for Wind Power Drives
Campus-Boulevard 61, 52074 Aachen
math.lucassen@imse.rwth-aachen.de
Bachelor- / Masterarbeit: Simulation von Gleitlagern in innovativen Windenergieanlagen
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-Entwicklungs-Werkzeuge und moderne System-Prüfstände im Verbund eingesetzt. Der Einsatz von Gleitlagern als Planetenradlager in Windkraftanlagen anstelle von Wälzlagern ist vorteilhaft für die Leistungsdichte des Antriebssystems. Allerdings stellt diese innovative Technologie eine Herausforderung dar, derzeit gibt es keinen standardisierten Ansatz für die verschleißsichere Auslegung des Planetenlagers und daneben fehlen langjährige Erfahrungen noch. Um die Verschleißfestigkeit über die Laufzeit vorherzusagen, werden daher Simulationsmethoden eingesetzt.
Diese Arbeit wird sich auf diese Methoden konzentrieren, um die Dynamik von Gleitlagern in Windkraftanlagen vorherzusagen. Hierfür werden Berechnungsstudien an Simulationsmodellen mit verschiedenen Detaillierungsgraden durchgeführt.
Aufgaben:
Voraussetzung:
Wir bieten:
Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:
Math Lucassen, M. Sc.
Chair for Wind Power Drives
Campus-Boulevard 61, 52074 Aachen
math.lucassen@imse.rwth-aachen.de
Bachelor- / Masterarbeit: Bewertung der Wirtschaftlichkeit eines Zustandsüberwachungssystems für Planetenradlager in WEA-Getrieben
Der Chair for Wind Power Drives erforscht das Verhalten von Antriebssystemen in modernen Multimegawatt Windenergieanlagen. Forschungsziele sind die Steigerung derVerfügbarkeit, der Robustheit und der Energieeffizienz der Windenergieanlagen sowie die Senkung der Stromgestehungskosten. Hierzu werden Software-Entwicklungswerkzeuge und moderne Systemprüfstände im Verbund eingesetzt.
Zur Senkung der Stromgestehungskosten an modernen Windenergieanlagen (WEA) wird eine Anhebung der Leistungsdichte der Planetengetriebe in WEA angestrebt. Hierzu bietet sich die Verwendung von kompakten, gleitgelagerten Planetenrädern an. Am CWD wird daher an der Gleitlagerung von Planetenrädern in WEA-Getrieben geforscht. Eine große Herausforderung ist der ausfallsichere Betrieb der Gleitlager. Zur Früherkennung sich anbahnender Lagerschäden bietet sich die Verwendung von Zustandsüberwachungssystemen an. Dies sind Messsysteme, die kritische Zustände erkennen und Maßnahmen zur Schadensprävention einleiten können. Die Einführung solcher Systeme im seriellen Einsatz ist mit Investitionskosten für den Anlagenbetreiber verbunden, die wirtschaftlich gerechtfertigt werden müssen.
Ziel dieser studentischen Arbeit ist daher die Bewertung der Wirtschaftlichkeit eines solchen Zustandsüberwachungssystems für Planetenradgleitlager in WEA mithilfe eines Kostenmodells.
Aufgaben:
Stromgestehungskosten
Voraussetzungen:
Wir bieten:
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
Bachelor- / Masterarbeit: Simulative Optimierung von Prüfbedingungen zum Aufbringen realer Lagerlasten
Das Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung erforscht das grundlegende strukturelle und tribologische Verhalten von Maschinenelementen und bildet dieses in experimentell validierten Modellbeschreibungen ab. Diese Modellbeschreibungen werden genutzt, um das Funktions-, Verlust- und Geräuschverhalten gesamthafter technischer Systeme mit Fokus auf die Antriebstechnik zu analysieren und zu gestalten. Die entwickelten Modelle dienen zudem der Erforschung und Entwicklung von Methoden des Model Based Systems Engineering als zentrales Element künftiger, industrieller Produktentstehungsprozesse.
Die Verwendung von Gleitlagern in Getrieben von Windenergieanlagen (WEA) nimmt einen immer höheren Stellenwert ein, da so hohe Leistungs-dichten erreicht werden können. Jedoch bestehen nach dem heutigen Stand der Technik Herausforderungen beim Testen der Lager unter realen Lastbedingungen. Hierfür wird ein Prüfstand entwickelt, der reale Lasten auf Gleitlager aufbringen kann. Zur Optimierung der in dem Lager entstehenden Kontaktdruckverteilung ist es deine Aufgabe eine Methode zu entwickeln, welche die vom Prüfstand aufzubringenden Kräfte bestimmt.
Aufgaben:
Voraussetzung:
Wir bieten:
Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:
Hendrik Krampe, M. Sc. RWTH
Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung
Schinkelstraße 10, 52062 Aachen
Hendrik.Krampe@imse.rwth-aachen.de
Bachelor thesis / Master thesis: Development of a resource-saving machine learning-based condition monitoring system for planetary plain bearings based on component test data
The Chair for Wind Power Drives researches the behaviour of drive systems in modern multi-megawatt wind turbines. The research objectives are to increase the availability, robustness and energy efficiency of wind turbines and to reduce the levelised cost of energy. State-of-theart engineering software and system test benches are used for this purpose.
In order to reduce the power generation costs of modern wind turbines (WTs), the power density of the planetary gearboxes in WTs is to be increased. The use of plain bearings, which have already been used in industry for a number of years, is a suitable solution. To date, however, there is no realtime capable condition monitoring system (CMS) to predict and avoid critical operating points at an early stage. The CWD is therefore conducting research into a modern CMS network. Preliminary work has shown the suitability of individual sensors for detecting operating anomalies. Some sensors proved to be more suitable for certain operating conditions than others. In addition, the algorithms used to date are very resource-intensive and only have limited real-time capability and usability in real applications.
The idea for this student project is therefore the development of a resource-saving ML monitoring algorithm, to which measurement results from various sensors (SAW, AE, Acc, etc.) are transferred simultaneously and with the help of which operating anomalies are to be detected in real time. In the course of the work, targetoriented sensors are to be selected for the CMS.
Yor tasks:
Requirements:
What we offer:
We look forward to your application by email:
Tim Scholz, M. Sc. RWTH
Chair for Wind Power Drives
Campus-Boulevard 61, 52074 Aachen
tim.scholz@cwd.rwth-aachen.de
Bachelor- / Masterarbeit: Entwicklung eines ressourcenschonenden Machine Learningbasierten Condition Monitoring Systems für Planetengleitlager auf Basis von Komponententestdaten
Das Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung erforscht das grundlegende strukturelle und tribologische Verhalten von Maschinenelementen und bildet dieses in experimentell validierten Modellbeschreibungen ab. Diese Modellbeschreibungen werden genutzt, um das Funktions-, Verlust- und Geräuschverhalten gesamthafter technischer Systeme mit Fokus auf die Antriebstechnik zu analysieren und zu gestalten. Die entwickelten Modelle dienen zudem der Erforschung und Entwicklung von Methoden des Model Based Systems Engineering als zentrales Element künftiger, industrieller Produktentstehungsprozesse.
Die Verwendung von Gleitlagern in Getrieben von Windenergieanlagen (WEA) nimmt einen immer höheren Stellenwert ein, da so hohe Leistungsdichten erreicht werden können. Jedoch bestehen nach dem heutigen Stand der Technik Herausforderungen beim Testen der Lager unter realen Lastbedingungen. Hierfür wird ein Prüfstand entwickelt, der reale Lasten auf Gleitlager aufbringen kann. Zur Optimierung der in dem Lager entstehenden Kontaktdruckverteilung ist es deine Aufgabe eine Methode zu entwickeln, welche die vom Prüfstand aufzubringenden Kräfte bestimmt.
Aufgaben:
Windenergieanlagen
Voraussetzung:
Wir bieten:
Auf deine aussagekräftige Bewerbung per E-Mail freut sich:
Tim Scholz, M. Sc. RWTH
Chair for Wind Power Drives
Campus-Boulevard 61, 52074 Aachen
tim.scholz@cwd.rwth-aachen.de