Beschreibung

Motivation Torsionsschwingungen entstehen an mechanischen Wellen, wenn diese rotierende Massen miteinander koppeln. Insbesondere bei Wellen-Massen-Systemen mit großen Massenträgheitsmomenten und ausgedehnten Wellen, wie z. B. in Kraftwerksturbosätzen oder in Antrieben, können diese Schwingungen aufgrund der schwachen natürlichen Dämpfung und der scharfen Resonanzstellen dieser Systeme, ein bedeutendes Problem darstellen. Eine Schwingungsanregung kann sowohl mechanisch als auch elektrisch erfolgen z.B. als Folge einer Netzstörung.

Problematik

Bisher werden Torsionsschwingungen in Kraftwerksturbosätzen lediglich erfasst und bewertet. Mit Hilfe eines Systems zur aktiven Dämpfung von Torsionsschwingungen können u.a. die Revisionsintervalle vergrößert und die Konstruktion optimiert werden. Das in dieser Forschungsarbeit untersuchte Dämpfungskonzept basiert auf einem Leistungsstromrichters und einem elektrischen Energiespeicher.

Forschungsziele

Ziel der Arbeit ist es die Anwendbarkeit eines aktiven Dämpfungssystems für Kraftwerksturbosätze und Antriebe zu erforschen. Interessant sind dabei insbesondere das Spektrum der Störfälle, die mit einen solchen System beherrscht werden können, sowie mögliche Auswirkungen auf die bestehende Technik und Anlagen. Dazu werden intensive analytische und simualtive Untersuchungen durchgeführt. Darüber hinaus wird das Dämpfungssystem auch mit Hilfe eines Versuchsfeldes experimentell erforscht, das dafür eigens am IEH entwickelt und aufgebaut wird. Der Kraftwerksturbosatz wird dabei durch einen Synchrongenerator, eine Schwungmasse, eine Antriebsmaschine und entsprechenden Wellen in kleinem Maßstab nachgebildet. Am Versuchfeld können verschiedene realitätsnahe Störereignisse nachgestellt und das Verhalten des Dämpfungssystems untersucht werden.