Der Anteil elektrischer Energieerzeuger, die sich regenerativer Energiequellen bedienen, wird im Zuge der Energiewende stetig zunehmen. Windenergieanlagen an Land (engl. Onshore) erschließen in diesem Zuge zunehmend den Bereich bewohnter Gebiete. Die akustische Emission stellt in diesem Zusammenhang eine wesentliche Metrik zur Abstandsbemaßung und Lokalisierung der WEA dar. Normen und Richtlinien definieren Vorgaben in Bezug auf Grenzwerte, die bei Feldmessungen im Rahmen der Zertifizierung eingehalten werden müssen. Das Ziel dieser Arbeit ist am Beispiel tonaler magnetischer Geräusche, die durch den Generator hervorgerufen werden, ein Beitrag zur systematischen und effizienten Bewertung der Schallemissionen getriebeloser WEA zu leisten. Hierzu werden verschiedene Methoden zur Modellierung relevanter Phänomene herangezogen. Basierend auf einem neuen hybriden Ansatz zur magnetischen Feldberechnung werden die o. g. Effekte anhand eines modal reduzierten strukturdynamischen Modells in einer elastischen Mehrkörpersimulation analysiert und bewertet. Die elektrischen Stromformen werden auf Basis von Simulationen einer numerischen Feld-Schaltungskopplung des Generators ermittelt. Messergebnisse, die auf einem 4 MW-Systemprüfstand erhoben werden, dienen zur Modellvalidierung und experimentellen Analyse.
Das Körperschallverhalten der Statorstruktur des Generators wird anhand exemplarischer Einzeleffekte sowie bei Betrieb mit verschiedenen Generatorkennlinien bewertet.
Die hierdurch gewonnene Systematik stellt somit ein Analysewerkzeug zum Vergleich von Anlagenkonzepten und im Auslegungsprozess zur modellbasierten Produktverbesserung dar. Mit dem vorgestellten Ansatz lassen sich die aktuellen Normen und technische Richtlinien bzgl. der Akustik überprüfen und bewerten.
Aktualisiert: 2023-01-09
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In dieser Arbeit wird ein neuer Ansatz zur volumetrischen Messung von Kunststoffschäumen vorgestellt. Ein Messsystem, welches transluzente Proben aus verschiedenen Richtungen mit sichtbarem Licht durchstrahlt, wird entwickelt und implementiert. Die sogenannte optische Tomografie erlaubt die Rekonstruktionvon 3D-Bilddaten aus Projektionsbildern. Das Messsystem besteht aus den drei Hauptkomponenten Beleuchtung, Kamera mit Objektiv und Rotationseinheit. Als Lichtquelle wird diffuses oder gerichtetes LED-Weißlicht genutzt. Um die Anforderungen an ein Parallelstrahl-Tomografieszenario zu gewährleisten, wird ein telezentrisches Objektiv angewendet, da dieses nur parallele Lichtstrahlen einfallen lässt. Als Rotationseinheit kommt ein Schrittmotor mit Treiber zum Einsatz. Die Komponenten des Messaufbaus werden durch einen Bildverarbeitungsrechner mit einer in der Arbeit implementierten Matlab-Software gesteuert.
Die verwendeten Methoden werden aus dem inversen Problem der Rekonstruktion von volumetrischem Bildmaterial aus 360°-Projektionen hergeleitet. Die zu messende Probe wird aus verschiedenen Richtungen mit sichtbarem Licht durchstrahlt und anschließend rekonstruiert. Als Ergebnis liegt eine volumetrische Aufnahme der Probe vor.
Volumenbilder oder virtuelle Schnittbilder der gemessenen Probe können eingesetzt werden, um industrierelevante Informationen zu extrahieren. Dazu gehören beispielsweise die Zellfrequenz oder die Zellvolumina. Des Weiteren erlaubt das OT Bildmaterial, 3D-Darstellungen zu erzeugen und die geometrische Figur einer Zelle zu bestimmen sowie diese zu parametrisieren. Der Messaufbau ermöglicht das Erfassen beliebiger transluzenter Proben mit einer Auflösung von 8,84 μm pro Bildpunkt, solange die Proben nicht breiter als 14 mm sind.
Aktualisiert: 2022-10-17
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