Environmental Engineering Reference
In-Depth Information
Für alle konstruktiven Änderungen gilt, dass der Einfluss auf die Steifigkeit der jeweiligenWEA
zu überprüfen ist, da sich das Anlagenverhalten, ggf. die Steuerung und auch die Belastungen
verändern.
7.4.4 Schwingungsberechnungen (Eigenfrequenzen)
Für das Gesamtbauwerk und jede einzelne Komponente sind die Eigenfrequenzen zu ermit-
teln. ZumBeispiel mithilfe des Campbell-Diagramms ist zu untersuchen, ob die Eigenfrequen-
zen außerhalb des Betriebsbereichs der Erregerfrequenz liegen. Dämpfer können hier gegebe-
nenfalls zum Einsatz kommen.
BeimTurm einer Windenergieanlage spielen die Eigenfrequenzen eine große Rolle. Denn wird
das System in seiner Eigenfrequenz angeregt, kommt es zur Resonanz. Der Turm schaukelt
sich auf und es kann zu Schäden bis hin zum völligen Versagen des Turms kommen.
Die erste und die zweite Eigenfrequenz des Turms sind in der Regel relevant, bei Gittermasten
auch die Torsionseigenfrequenz. Die anregenden Frequenzen ergeben sich aus der Rotordreh-
zahl der WEA mit ihrem Vielfachen je nach Rotorblattanzahl, in der Regel 3P.
Um einer Resonanz vorzubeugen, müssen die Erregerfrequenzen mindestens einen Abstand
von plus/minus fünf Prozent zu den Eigenfrequenzen des Turmes haben. Ein Betrieb in der
Nähe des Resonanzbereichs ist nur in Ausnahmefällen bei Verwendung eines Betriebsvibrati-
onsmonitorings erlaubt.
Bild 7.9
Drehzahl und Ei-
genfrequenz im Campbell-
Diagramm
In Bild 7.9 ist das Campbell-Diagrammdargestellt. Dieses Diagramm ist eineMethode umeine
Überlappung der stimulierenden Frequenz mit den Eigenfrequenzen der einzelnen Bauteile
auszuschließen. Auf der
x
-Achse wird die Drehzahl des Betriebsbereichs in Umdrehungen pro
Minute abgebildet. Die
y
-Achse bildet die Eigenfrequenz der Bauteile in Hertz ab. Hier wird
die Eigenfrequenz des Bauteils mit einer Abweichung von
±
5% eingezeichnet. Um die Dreh-
zahl mit der Eigenfrequenz zu vergleichen, muss diese in Hertz umgerechnet werden. Dies
