Impulshammermessungen am Rotorblatt einer Windkraftanlage

Rotorblatt grün Aufnehmer
Die beiden niedrigfrequenten Beschleunigungsaufnehmer befestigt am Rotorblatt

Die Rotorblätter moderner Windkraftanlagen haben immer größere Durchmesser, wodurch Herstellung, Transport und Installation viel aufwändiger als früher sind. Auch hinsichtlich der Strukturdynamik ergeben sich neue Herausforderungen. So ist es wichtig, die Resonanzfrequenzen möglichst früh in der Entwicklungsphase zu bestimmen. Auch wenn die Konstruktionssoftware die Risiken von Rotorblätterresonanzen, die durch die Drehzahl entstehen, berücksichtigt, ist ein Modaltest das einzige Mittel zur Ermittlung der strukturdynamischen Abweichungen vom Modell, die sich durch verschiedene Einflussparameter während der Herstellung und Installation ergeben.

Ein Hersteller von Windkraftanlagen hat uns beauftragt, vor Ort einen Impulshammertest mit dem m+p Analyzer an einem 60 m langen Rotorblatt durchzuführen und die modalen Parameter zu identifizieren. Die Struktur wurde dazu mit einem Impulshammer an jedem Punkt in horizontaler und vertikaler Richtung angeregt und die entsprechenden Kraft- und Beschleunigungssignale mit einem m+p VibMobile aufgezeichnet.  

m+p VibMobile Messfrontend draußen
m+p VibMobile Messfrontend

In den Messungen zeigte sich wie erwartet die schwache Dämpfung der Struktur. Um die Modalparameter einer solch schwach gedämpften Struktur zu extrahieren, haben wir das weit verbreitete Polyreference Time Domain Verfahren (PTD) verbessert. Dieser Polyreference Least-Squares Complex Exponential Plus Algorithmus (PTD+) liefert deutlich klarere Stabilitätsdiagramme, so dass sich die Ergebnisse der Modalidentifikation auch für unerfahrene Anwender einfach interpretieren lassen.

Wenn Sie wissen wollen, wie Impulshammertests an schwach gedämpften Strukturen optimiert werden können, lesen Sie den Artikel “Impact Modal Test of a Wind Turbine Blade”, Aerospace Testing Technology International, September 2019.

 

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