{"id":800,"date":"2021-03-08T08:23:08","date_gmt":"2021-03-08T08:23:08","guid":{"rendered":"https:\/\/websites.fraunhofer.de\/iwes-blog\/?p=800"},"modified":"2025-03-28T08:24:30","modified_gmt":"2025-03-28T08:24:30","slug":"klein-aber-fein-skalierte-entwicklungsumgebung-mit-hexapoden","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/websites.fraunhofer.de\/iwes-blog\/klein-aber-fein-skalierte-entwicklungsumgebung-mit-hexapoden\/paul-robert-feja","title":{"rendered":"Klein aber fein \u2013 Skalierte Entwicklungsumgebung mit Hexapoden"},"content":{"rendered":"\n

Autor: Dipl.-Ing. Norbert Eich

Das Fraunhofer IWES hat eine Entwicklungsumgebung zur mechanischen Lasteinleitung f\u00fcr Forschungszwecke in Betrieb genommen. Verbesserte Regelungskonzepte und mechanische Fragestellungen k\u00f6nnen so schneller, kosteng\u00fcnstiger und parallel zum Produktivbetrieb erprobt werden. Damit erweitert das IWES sein Leistungsspektrum im Bereich der mechanischen Lasteinleitung des Gondelpr\u00fcfstands am Dynamic Nacelle Testing Laboratory (DyNaLab)<\/a>\u00a0 in Bremerhaven. Der Gondelpr\u00fcfstand erm\u00f6glicht so beispielsweise unter reproduzierbaren Bedingungen Netztests und Hardware-in-the-loop-Windlastsimulationen (HIL) durchzuf\u00fchren.<\/p>\n\n\n\n

Am Gro\u00dfpr\u00fcfstand des DyNaLab testen wir f\u00fcr die Industrie Maschinenh\u00e4user von Windenergieanlagen (WEA) im Labor in Realgr\u00f6\u00dfe. Ein wesentlicher Vorteil liegt darin, dass nicht auf passende Windverh\u00e4ltnisse gewartet werden muss, sondern diese \u00fcber Antrieb und Lasteinleitung nachgebildet werden k\u00f6nnen. Diese Laborumgebung macht Planungen f\u00fcr Test- und Zertifizierungskampagnen verl\u00e4sslicher und g\u00fcnstiger. Die Produkteinf\u00fchrungszeit wird verk\u00fcrzt.<\/p>\n\n\n\n

Das Konzept der Lasteinleitung \u00fcber einen Hexapoden in dieser Gr\u00f6\u00dfenordnung war bei der Inbetriebnahme des DyNaLabs in 2015 einzigartig. Wir betraten Neuland und stie\u00dfen bei der Planung auf neuartige Herausforderungen: Zum Beispiel einen 70 t schweren Hexapoden mit seinen sechs Zylindern dynamisch so zu bewegen, dass gezielt Lasten auf die Welle einer montierten WEA aufgebracht werden k\u00f6nnen, um damit beispielsweise Rotorblattlasten nachzubilden.<\/p>\n\n\n\n

Um das Lasteinleitungssystem (LAS) des DyNaLabs kontinuierlich zu verbessern und weiterzuentwickeln, reifte die Idee heran, auf einen skalierten Pr\u00fcfstand auszuweichen, der zeitlich unabh\u00e4ngige Vorversuche und Pr\u00fcfungen erm\u00f6glichte. Eine skalierte Entwicklungsumgebung versprach zudem mehr Unabh\u00e4ngigkeit von Schwertransporten und Mobilkr\u00e4nen. Auch Umbauten k\u00f6nnten somit von betriebseigenen Technikern zeitlich flexibler erledigt werden. W\u00e4hrend auf dem DyNalab noch die aktuelle Pr\u00fcfkampagne l\u00e4uft, k\u00f6nnte gleichzeitig auf der skalierten Entwicklungsumgebung bereits die Regelstrategie des folgenden Kunden programmiert und getestet werden.<\/p>\n\n\n\n

Einer unserer Zulieferer entwickelte vor dem Bau des Gondelpr\u00fcfstands DyNaLab bereits einen Prototyp des Hexapoden, um die Regelungsstrategien und die ausgew\u00e4hlte Hardware vorab zu validieren. Dieser Prototyp verf\u00fcgte bereits \u00fcber die Regelungskomponenten und den Quellcode f\u00fcr den Gro\u00dfpr\u00fcfstand DyNaLab. Die Versuche mit dem Prototyp zeigten, dass die Kombination aus Automatisierungstechnik und Hydraulikregelung pr\u00e4zise und dynamisch funktionierte.<\/p>\n\n\n\n

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Skalierte Entwicklungsumgebung am DyNaLab in Bremerhaven, \u00a9 Fraunhofer IWES\/Norbert Eich<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Diese \u00dcberlegungen flossen in das 2018 begonnene Forschungsprojekt LastVal \u2013 Validierung eines MN Krafteinleitungssystems<\/a><\/em> ein und konnten so systematisch wissenschaftlich untersucht werden. Das Projekt LastVal<\/em> er\u00f6ffnete uns die M\u00f6glichkeit, eine Kalibriereinheit am DyNaLab-Pr\u00fcfstand zu montieren. Somit stand uns ein unabh\u00e4ngiges Referenzmesssystem zur Verf\u00fcgung, gegen das die eingeleiteten Lasten in zwei Pr\u00fcfkampagnen abgeglichen werden konnten. Die Genauigkeit, aber auch die Dynamik des Hexapoden vom Gondelpr\u00fcfstand konnten dadurch verbessert werden.<\/p>\n\n\n\n

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DyNaLab mit montierter Kalibriereinheit zum Abgleich der Lasteinleitung, \u00a9 Fraunhofer IWES\/Norbert Eich<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Im Rahmen des Projekts LastVal<\/em> wurde auch die skalierte Entwicklungsumgebung erg\u00e4nzt. Unsere gewonnenen Erfahrungen aus drei Jahren Pr\u00fcfstandsbetrieb mit verschiedenen Industriekunden flossen in die Umsetzung der skalierten Entwicklungsumgebung ein. So wurden zum Beispiel die Hydraulikzylinder um unabh\u00e4ngig messende Kraftmessdosen erg\u00e4nzt, welche die erreichbare Genauigkeit bei der Lasteinbringung erh\u00f6hen. F\u00fcr dynamische Lastszenarien und Windmodelle verf\u00fcgt die skalierte Entwicklungsumgebung zudem \u00fcber eine HIL-Schnittstelle.<\/p>\n\n\n\n

Die Pr\u00fcfszenarien, die wir am DyNaLab mit montierter Kalibriereinheit durchf\u00fchren, fahren wir bereits mit der skalierten Entwicklungsumgebung nach. Damit kann eine Vergleichbarkeit hergestellt werden. Nach der erfolgreichen Inbetriebnahme steht die skalierte Entwicklungsumgebung nun auch der Forschung zur Verf\u00fcgung. Beim IWES haben wir zudem spannende Themen f\u00fcr studentische Arbeiten.<\/p>\n\n\n\n

Auch im aktuellen Forschungsprojekt \u201eVirtGondel – Entwicklung eines digitalen Abbildes des Gondelpr\u00fcfstandes zur Erarbeitung fortschrittlicher Pr\u00fcfmethoden und effizienterer Testkampagnen<\/a><\/em>\u201c<\/em> <\/a>wenden wir die skalierte Entwicklungsumgebung an. Wir nutzen sie, um die Subsysteme, wie Hydraulik, Strukturkomponenten und Regelung der Lasteinleitung des DyNaLabs, an ihrem skalierten \u00c4quivalent zielf\u00fchrend und beschleunigt modellieren und validieren zu k\u00f6nnen. Am IWES erarbeiten und erproben wir laufend weitere Optimierungen, die in unsere Forschung einflie\u00dfen.<\/p>\n\n\n\n

Mehr Informationen hier:<\/strong><\/h4>\n\n\n\n

Gondelpr\u00fcfung und Untersuchung der elektrischen Eigenschaften (fraunhofer.de)<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Autor: Dipl.-Ing. Norbert Eich Das Fraunhofer IWES hat eine Entwicklungsumgebung zur mechanischen Lasteinleitung f\u00fcr Forschungszwecke in Betrieb genommen. Verbesserte Regelungskonzepte und mechanische Fragestellungen k\u00f6nnen so schneller, kosteng\u00fcnstiger und parallel zum Produktivbetrieb erprobt werden. 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