Jyske ingeniører bygger verdens største motor, der yder 32 MNm!
Til daglig leverer R&D Test Systems testbænke i megaklassen, men opgaven med at designe og udvikle testbænken HALT XL til Lindø Offshore Renewables Center var noget helt særligt. Testbænken krævede, at der skulle bygges en integreret 25 MW-motor, og det stod derfor også hurtigt klart for de rutinerede ingeniører ved tegnebrættet, at man ikke kan bestille alt udefra.
»Da vi skulle bygge motoren, kiggede vi på at købe en udefra, men der er ikke mange 25 MW-lavhastighedsmotorer på hylderne. Der er nok steder, der ville kunne bygge den, men ikke med vores specifikationer og krav om mobilitet. Så den eneste mulighed var, at vi byggede den selv,« siger Mechanical Lead fra R&D Test Systems Claus Beck.
Ikke alene skulle motoren kunne teste den seneste vindmølleteknologi, men nogle af definitionerne var endnu ikke på plads, så Claus Beck og holdet skulle være omstillingsparate på stor skala, da vindmøllerne og testsystemet blev udviklet samtidig. Men der skulle åbenlyst nogle enorme kræfter til for at lykkes med opgaven.
Testbænken HALT XL er monteret på havnen i Lindø hos LORC og tester næste generations vindmøller. Den er dimensioneret til at håndtere vindmøller op til 16-18 MW og funktionel test af naceller op til 20 MW.
HALT XL
HALT XL står for ‘Highly Accelerated Lifetime Test’, og dens opgave er at pine en nacelle gennem 20 års slid på kun seks måneder. Grundlæggende fjerner man rotoren fra en vindmølle og monterer nacellen på HALT XL-testbænken, hvor nacelledrivtoget bliver dynamisk belastet i alle seks frihedsgrader og ved forskellige hastigheder.
»Vi udmatter møllen for at finde svagheder i designet og i den sidste ende give møllen en bedre rating, når den skal på markedet. Vi minimerer risikoen for, at den ikke har fejl i en gearkasse eller andet, for at undgå at skulle skifte dele ud i marken,« siger Claus Beck.
En usandsynlig stor motor med vanvittigt moment
Den massive HALT XL-testbænk er ikke bare sådan at bygge. Da motoren var færdig, måtte den store 1200 ton kran på Lindø tages i brug for at løfte den 830 ton tunge motor op. Motoren skulle endda roteres i luften, så den blev placeret korrekt ved nedsætning. Den operation i sig selv var en ingeniørteknisk udfordring, hvor der blev specialfremstillet løftegrej til opgaven.
»Vi har produceret verdens største motor målt på vores 25 MW kombineret med lav hastighed og højt moment på 32 MNm. Samtidig er vores motor ikke statisk monteret, men er monteret på hydraulik, så den følger bevægelserne fra HALT XL-testbænken. Dette påfører en lang række ekstraudfordringer og har krævet mange tunge simuleringsberegninger på supercomputere. Det har været de mest omfattende beregninger i R&D Test Systems historie,« siger Claus Beck.
Ligeledes, når motoren skal teste naceller med så stor belastning, trækkes der voldsomt meget strøm til motoren, hvilket sætter store krav til kølingen.
»For at designe og verificere kølesystemet har vi lavet termiske test på en mindre model i vores workshop, så vi har kunnet kalibrere vores endelige CFD-model (Computational Fluid Dynamics) bedst muligt,« siger electrical lead Claus Poulsen fra R&D Test Systems.Megaprojekter i R&D Test Systems
»Helt generelt har det været en ingeniørmæssigt udfordrende opgave at bygge en motor, hvor den første prototype også skulle være den endelige motor. Ud over at bygge den mindre testmodel til verificering af kølingen har vi anvendt fire forskellige simuleringsværktøjer for at krydstjekke de elektromagnetiske og -mekaniske værdier for motoren,« siger Claus Poulsen.
For at huse HALT XL-testbænken, skal der to bygninger til. En til selve testbænken og en bygning til de elektriske systemer, køle- og hydraulikanlæggene.
»Når den kører fuldt skrald, så skal den bruge ca. 28.000 ampere, hvilket forsynes fra syv individuelle konvertere. Fra de syv konvertere løber der 98 stk. 300 mm2 kabler, som fordeles rundt på ydersiden af motoren,« siger Claus Poulsen.
”Det her projekt er ultimativt det vildeste”
Selvom de to Claus’er er vant til at lave spektakulære projekter for R&D Test Systems, kan man stadig godt begejstres som ingeniør.
»Det her projekt er ultimativt det vildeste, jeg har lavet. Både motoren i sig selv, og at vi formåede at bygge hele testbænken inden for tidsplanen på 2 år. Det er rent ingeniørmæssigt megasejt.«
»Jeg er virkelig stolt af at have været med til det her. At vi er lykkedes som team med at løfte opgaven, det er jo helt vildt,« smiler Claus Poulsen.
Se R&D Test Systems ledige stillinger og bliv en del af holdet. Virksomheden blev grundlagt i 2005 med ambitionen om at gøre udfordringer til ingeniørarbejde i verdensklasse. Virksomheden voksede ud af vindmølleindustrien og er i dag en af verdens førende leverandører af store turnkey-testsystemer og rådgivning til vindmølle- og flybranchen. Med 15 års erfaring fra industrien hjælper de kunder med at bringe ny state-of-the-art teknologi til markedet. Virksomhedens ambition er at udvikle individualiserede og innovative testløsninger, hvor intet er umuligt. Lige nu har R&D Test Systems flere ledige stillinger. Se dem alle på deres egen jobside
