Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mathematik überwacht Schwingungen in Kraftwerken

08.05.2003


Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik prräsentiert berührungslosen Drehmomentsensor auf der SENSOR in Nürnberg



Kraftwerke sichern unseren Energiebedarf. Egal ob diese Energie nun aus Wind, Wasser, Kohle oder einem anderen Rohstoff gewonnen wird, das Prinzip ist immer das gleiche: Aus Primärenergie wird elektrischer Strom gewonnen und dafür braucht man einen Generator, also eine rotierende Maschine, die mechanische in elektrische Energie umwandelt.

... mehr zu:
»ITWM »Kraftwerk »TorAn


Für den reibungslosen Arbeitsablauf eines Kraftwerks sollte zur Maschinendiagnostik unter anderem das Torsionsverhalten des Wellenstranges eines Turbosatzes stets beobachtet werden; Störungen im elektrischen Netz, in den Turbinen oder im Generator führen häufig zu kritischen Torsionsschwingungen der Welle und damit zur Schädigung oder langfristig gar Zerstörung von kritischen Wellenelementen wie z.B. den Wellenkupplungen. Da herkömmliche Torsionsmessgeräte an der Welle im Kraftwerk nicht verwendet werden können, hat das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern gemeinsam mit einer Sensorik-Firma einen berührungslosen Drehmomentsensor entwickelt.

Das Messkonzept des Sensors basiert auf dem anisotropen magnetostriktiven Effekt in ferromagnetischen Wellenoberflächen. Dieser Effekt verursacht in Anhängigkeit von der Torsionsspannung an der Mess-Stelle eine unterschiedliche Permeabilität in Richtung der Druck- und Dehnspannungen. Mit dem Sensor wird die Permeabilitätsänderung gemessen, die in einem großen Messbereich proportional zur Torsionsspannung an der Wellenoberfläche ist. Darüber hinaus werden die maximalen Drehmomente und deren Frequenzen erfasst und die Materialermüdung durch Torsionsmomente berechnet. Die vom Sensor gelieferten Signale werden über eine Messkarte direkt verschiedenen Softwaretools für die weitere Analyse zur Verfügung gestellt.

Zunächst konfiguriert die Software TorStor die Messkarte für die Drehmomenterfassung, rechnet dann die Spannungen in Drehmomente um und speichert sie in Dateien mit einer Länge von jeweils 20 000 Datenpunkten ab. Der Benutzer kann wählen, welche Drehmomentverläufe gespeichert werden sollen. Das integrierte Visualisierungstool stellt die gespeicherten Drehmomentverläufe im Zeit- und Frequenzbereich dar. Zusätzlich erhält der Benutzer die numerischen Extremwerte der beobachteten Zeitreihe. TorFat analysiert die gemessenen Drehmomentverläufe und analysiert, ob ein relevanter Störfall vorliegt. Falls ja, führt die Software eigenständig eine Ermüdungsanalyse für die überwachte Komponente durch und addiert die Ergebnisse zu den bereits ermittelten Schädigungen. Die Erweiterung von TorFat ist TorAn, für das Online-Monitoring und die Schädigungsanalyse von rotierenden Maschinen an mehr als einer Systemkomponente. Basierend auf den Messungen der Torsionsmomente schätzt TorAn online die Drehmoment-verläufe an bis zu fünf Stellen im System. "Mit Hilfe moder-ner Mathematik reduziert TorAn die Anzahl der Sensoren auf ein Minimum und ermöglicht zudem die Torsionsanalyse an Komponenten, an denen man aufgrund technischer Restriktionen keine Sensoren positionieren kann.", so der Projektverantwortliche Dr. Andreas Wirsen über die Vorzüge von TorAn.

Der berührungslose Drehmomentsensor und die Softwarekomponenten wurden in Kooperation mit Prof. Stefan Kulig vom Lehrstuhl für Elektrische Maschinen, Antriebe und Leistungselektronik an der Universität Dortmund auf ihre Praxistauglichkeit getestet und werden bereits in mehreren Kraftwerken benutzt. Ihr Einsatzgebiet beschränkt sich aber nicht nur auf Kraftwerke; auch in Windkraftanlagen, Industrieanlagen, Schiffsdieseln oder Pumpen treten Torsionsschwingungen auf, die mit der Hard- und Software des ITWM überwacht werden können.

Das Fraunhofer ITWM stellt auf der SENSOR in Nürnberg (13. bis 15. Mai) aus; Sie finden uns in Halle3 am Stand A306.

Ilka Blauth | idw
Weitere Informationen:
http://www.itwm.fhg.de

Weitere Berichte zu: ITWM Kraftwerk TorAn

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Boden – Grundlage des Lebens / Bodenforscher auf der Internationalen Grünen Woche
16.01.2018 | Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ

nachricht EMAG auf der GrindTec 2018: Kleine Bauteile – große Präzision
11.01.2018 | EMAG GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Im Focus: Scientists decipher key principle behind reaction of metalloenzymes

So-called pre-distorted states accelerate photochemical reactions too

What enables electrons to be transferred swiftly, for example during photosynthesis? An interdisciplinary team of researchers has worked out the details of how...

Im Focus: Erstmalige präzise Messung der effektiven Ladung eines einzelnen Moleküls

Zum ersten Mal ist es Forschenden gelungen, die effektive elektrische Ladung eines einzelnen Moleküls in Lösung präzise zu messen. Dieser fundamentale Fortschritt einer vom SNF unterstützten Professorin könnte den Weg für die Entwicklung neuartiger medizinischer Diagnosegeräte ebnen.

Die elektrische Ladung ist eine der Kerneigenschaften, mit denen Moleküle miteinander in Wechselwirkung treten. Das Leben selber wäre ohne diese Eigenschaft...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungen

6. Technologie- und Anwendungsdialog am 18. Januar 2018 an der TH Wildau: „Intelligente Logistik“

18.01.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - März 2018

17.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

18.01.2018 | Informationstechnologie

Optimierter Einsatz magnetischer Bauteile - Seminar „Magnettechnik Magnetwerkstoffe“

18.01.2018 | Seminare Workshops

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungsnachrichten