Modellbasiertes Monitoring von Rotoren mit mehreren gleichzeitigen Fehlern

Überwachungssysteme für Rotoren sind weit verbreitet, jedoch können nur wenige Systeme gleichzeitig auftretende Fehler trennen und quantitativ identifizieren. Diese Arbeit zeigt hierzu einen Lösungsansatz, der signal- und modellbasierte Methoden kombiniert. Der signalbasierte Teil übernimmt die Fehlervorauswahl, die weitere Trennung der Fehler wird modellbasiert durchgeführt. Das System wird anhand der Schäden Unwucht, Schlag, Achsversatz, Kupplungsversatz und Rundheitsfehler demonstriert. Für den modellbasierten Teil müssen die Fehler eindeutig definiert und modelliert werden. Die Modellreduktion mit dem Ritz-Ansatz erlaubt recheneffiziente Modelle und damit eine schnelle Diagnose. Für die einzelnen Schäden werden geeignete Identifikationsalgorithmen entwickelt. Hierzu müssen die Fehlerindikatoren in mehreren Diagnoseschritten sinnvoll kombiniert werden. Die Kombination aus Weg- und Kraftmessung erweist sich für mehrere Monitoring-Probleme als vorteilhaft. Das Monitoring-System wird durch Experimente an einem akademischen Rotorprüfstand validiert. Deren Interpretation erfordert viel Wissen über die Dynamik des Rotors. Vorteile des modellbasierten Ansatzes sind u. a. die Trennung von Fehlern mit gleichen Signalmustern und die Diagnose von Schlag und Rundheitsfehler bei Betriebsdrehzahl.