03.06.2011
DeWind optimiert Anlagensteuerung mit Tandem-Drehgeber von Lenord + Bauer
Die Firma DeWind erweitert ihre Angebotspalette mit einer neuen Modellreihe. Die D9-Produktgruppe besteht aus 2-MW-Windkraftanlagen mit einem Rotordurchmesser von 93 Metern und auf die verschiedenen
Zielmärkte angepassten Triebstrangkonzepten. Die ersten Anlagen dieses Typs werden derzeit in Texas produziert. Exakte Messdaten für die komplexe Anlagensteuerung und das redundante Sicherheitssystem liefert ein hochauflösender Tandem-Drehgeber von Lenord + Bauer.
Wichtig waren DeWind bei der Entwicklung der neuen Baureihe vor allem die einfache Inbetriebnahme und hohe Präzision der Anlagensteuerung. Um diese Ziele zu erreichen, benötigte das Projektteam ein robustes Mess-System für die schnelle und – vor allem – exakte Drehzahlerfassung der Anlage.
Das Basiskonzept sah vor, dass zusätzlich zur Rotordrehzahl auch die Rotorposition und -beschleunigung gemessen werden sollten. Mehrere alternative Mess-Systeme wurden geprüft und wieder verworfen, da eine effektive Steuerung der Blattwinkel nicht nur eine hohe Messgenauigkeit, sondern zusätzlich auch eine schnelle Signalübertragung erfordert. Außerdem legten die Ingenieure von DeWind großen Wert auf eine einfache Inbetriebnahme. Am Ende entschied sich das Projektteam für einen EtherCat-Absolutwertgeber von Lenord + Bauer, der auch unter härtesten Einsatzbedingungen präzise Messwerte liefert. Der große Vorteil dieses Drehzahlsensors ist die Kombination aus der hochauflösenden Messung und der kurzen Zykluszeit der EtherCat-Schnittstelle. Auf Wunsch von DeWind ergänzten die Software-Entwickler von Lenord + Bauer das Standardprotokoll durch eine kundenspezifische Parametrierung für das komplexe Steuerungskonzept.
Als weiteren Schritt zur Optimierung der Anlagensteuerung entschied sich DeWind für die Montage des Sensors direkt am Schleifring. Im Vergleich zur Montage am Generator hat diese Position den Vorteil, dass kein Getriebe zwischengelagert ist. Dies wirkt sich positiv auf die Messgenauigkeit aus. Die Herausforderung lag jedoch in der dafür notwendigen, speziellen Halterung. Auch diese Aufgabe wurde gelöst und die passgenaue Montage des Drehgebers am Ende des elektrischen Schleifrings verwirklicht.
Um einen sicheren Betrieb auch unabhängig von der Anlagensteuerung zu gewährleisten, wurde die Drehzahlerfassung redundant ausgelegt. Dazu wird ein sogenannter Tandem-Drehgeber verwendet, der zusätzlich zu dem ersten, digitalen Signal, das per EtherCat-Schnittstelle an die Anlagensteuerung übertragen wird, ein zweites, inkrementelles Signal an das Sicherheitssystem sendet. So kann selbst bei einem Ausfall der Anlagensteuerung die Notfahrt eingeleitet werden, um Schäden an der Windkraftanlage vorzubeugen.
Das Ergebnis der Anfang 2011 an einer Anlage in Cuxhaven durchgeführten Prototypentests begeisterte alle Projektbeteiligten. Dazu Alexander Löhndorf, Bereichsleiter Software-Entwicklung bei DeWind: „Mit dieser hochgenauen Drehzahlerfassung haben wir den Grundstein gelegt für weitere Optimierungen
in der zeitnahen Messung und Ausregelung von Momentenänderungen. Ohne die enge Zusammenarbeit mit den Ingenieuren von Lenord + Bauer und ihre Bereitschaft, einen Tandem-Drehgeber für unsere speziellen Anforderungen zu entwickeln, wäre das nicht möglich gewesen!“
Auf der Hannover Messe wurde ein langfristiger Liefervertrag unterzeichnet. Damit steht der weiteren, erfolgreichen Zusammenarbeit beider Unternehmen nichts mehr im Wege.
Zielmärkte angepassten Triebstrangkonzepten. Die ersten Anlagen dieses Typs werden derzeit in Texas produziert. Exakte Messdaten für die komplexe Anlagensteuerung und das redundante Sicherheitssystem liefert ein hochauflösender Tandem-Drehgeber von Lenord + Bauer.
Wichtig waren DeWind bei der Entwicklung der neuen Baureihe vor allem die einfache Inbetriebnahme und hohe Präzision der Anlagensteuerung. Um diese Ziele zu erreichen, benötigte das Projektteam ein robustes Mess-System für die schnelle und – vor allem – exakte Drehzahlerfassung der Anlage.
Das Basiskonzept sah vor, dass zusätzlich zur Rotordrehzahl auch die Rotorposition und -beschleunigung gemessen werden sollten. Mehrere alternative Mess-Systeme wurden geprüft und wieder verworfen, da eine effektive Steuerung der Blattwinkel nicht nur eine hohe Messgenauigkeit, sondern zusätzlich auch eine schnelle Signalübertragung erfordert. Außerdem legten die Ingenieure von DeWind großen Wert auf eine einfache Inbetriebnahme. Am Ende entschied sich das Projektteam für einen EtherCat-Absolutwertgeber von Lenord + Bauer, der auch unter härtesten Einsatzbedingungen präzise Messwerte liefert. Der große Vorteil dieses Drehzahlsensors ist die Kombination aus der hochauflösenden Messung und der kurzen Zykluszeit der EtherCat-Schnittstelle. Auf Wunsch von DeWind ergänzten die Software-Entwickler von Lenord + Bauer das Standardprotokoll durch eine kundenspezifische Parametrierung für das komplexe Steuerungskonzept.
Als weiteren Schritt zur Optimierung der Anlagensteuerung entschied sich DeWind für die Montage des Sensors direkt am Schleifring. Im Vergleich zur Montage am Generator hat diese Position den Vorteil, dass kein Getriebe zwischengelagert ist. Dies wirkt sich positiv auf die Messgenauigkeit aus. Die Herausforderung lag jedoch in der dafür notwendigen, speziellen Halterung. Auch diese Aufgabe wurde gelöst und die passgenaue Montage des Drehgebers am Ende des elektrischen Schleifrings verwirklicht.
Um einen sicheren Betrieb auch unabhängig von der Anlagensteuerung zu gewährleisten, wurde die Drehzahlerfassung redundant ausgelegt. Dazu wird ein sogenannter Tandem-Drehgeber verwendet, der zusätzlich zu dem ersten, digitalen Signal, das per EtherCat-Schnittstelle an die Anlagensteuerung übertragen wird, ein zweites, inkrementelles Signal an das Sicherheitssystem sendet. So kann selbst bei einem Ausfall der Anlagensteuerung die Notfahrt eingeleitet werden, um Schäden an der Windkraftanlage vorzubeugen.
Das Ergebnis der Anfang 2011 an einer Anlage in Cuxhaven durchgeführten Prototypentests begeisterte alle Projektbeteiligten. Dazu Alexander Löhndorf, Bereichsleiter Software-Entwicklung bei DeWind: „Mit dieser hochgenauen Drehzahlerfassung haben wir den Grundstein gelegt für weitere Optimierungen
in der zeitnahen Messung und Ausregelung von Momentenänderungen. Ohne die enge Zusammenarbeit mit den Ingenieuren von Lenord + Bauer und ihre Bereitschaft, einen Tandem-Drehgeber für unsere speziellen Anforderungen zu entwickeln, wäre das nicht möglich gewesen!“
Auf der Hannover Messe wurde ein langfristiger Liefervertrag unterzeichnet. Damit steht der weiteren, erfolgreichen Zusammenarbeit beider Unternehmen nichts mehr im Wege.
