TY - THES

T1 - Potentiale von Faserverbundwerkstoffen für den Einsatz als Rotorkappenwerkstoff in Turbogeneratoren

AU - Endlweber, Robert

N1 - gesperrt bis 22-03-2016

PY - 2011

Y1 - 2011

N2 - Rotorendkappen sind eine Baugruppe bei elektrischen Generatoren und werden eingesetzt, um die Kupferspulen im beweglichen Rotor gegen auftretende Zentrifugalkräfte abzusichern. Obwohl aufgrund der hohen Drehzahlen und der damit verbundenen Fliehkräfte hohe gewichtsspezifische mechanische Eigenschaften von Vorteil sind, kam es bisher zum Einsatz von metallischen Werkstoffen als Rotorendkappenmaterial. Diese besitzen vergleichsweise geringe gewichtsspezifische Festigkeiten und führen zu einer hohen Eigen-beanspruchungen der Rotorendkappe, die mit zunehmender Rotorendkappengröße ansteigt und bei 1092 mm einen kritischen Wert erreicht. Eine Realisierung größerer Dimensionen ist nur mit Werkstoffen möglich, die größere gewichts-spezifische mechanische Eigenschaften aufweisen können, wie dies beispielsweise bei Faserverbundwerkstoffen der Fall ist. Aufgabe dieser Arbeit war es nun die Eignung von Faserverbundwerkstoffen als potentielles Rotorkappenmaterial für Turbogeneratoren auf der Basis von Literatur-recherchen in Zusammenarbeit mit der Fa. Andritz Hydro AG (Weiz, A) zu untersuchen. Unter Berücksichtigung der im Lastenheft definierten mechanischen und physikalischen Anforderungen an die Rotorendkappe wurde zunächst eine umfassende Literaturstudie durchgeführt. Unter Einbeziehung der Ergebnisse der Literaturstudie sowie anhand erster rechnerischer Auslegungen der Rotorkappe konnte die grundsätzliche Eignung von kohlenstofffaserverstärkten Epoxidharzen für den aktuellen Anwendungsfall festgestellt werden.

AB - Rotorendkappen sind eine Baugruppe bei elektrischen Generatoren und werden eingesetzt, um die Kupferspulen im beweglichen Rotor gegen auftretende Zentrifugalkräfte abzusichern. Obwohl aufgrund der hohen Drehzahlen und der damit verbundenen Fliehkräfte hohe gewichtsspezifische mechanische Eigenschaften von Vorteil sind, kam es bisher zum Einsatz von metallischen Werkstoffen als Rotorendkappenmaterial. Diese besitzen vergleichsweise geringe gewichtsspezifische Festigkeiten und führen zu einer hohen Eigen-beanspruchungen der Rotorendkappe, die mit zunehmender Rotorendkappengröße ansteigt und bei 1092 mm einen kritischen Wert erreicht. Eine Realisierung größerer Dimensionen ist nur mit Werkstoffen möglich, die größere gewichts-spezifische mechanische Eigenschaften aufweisen können, wie dies beispielsweise bei Faserverbundwerkstoffen der Fall ist. Aufgabe dieser Arbeit war es nun die Eignung von Faserverbundwerkstoffen als potentielles Rotorkappenmaterial für Turbogeneratoren auf der Basis von Literatur-recherchen in Zusammenarbeit mit der Fa. Andritz Hydro AG (Weiz, A) zu untersuchen. Unter Berücksichtigung der im Lastenheft definierten mechanischen und physikalischen Anforderungen an die Rotorendkappe wurde zunächst eine umfassende Literaturstudie durchgeführt. Unter Einbeziehung der Ergebnisse der Literaturstudie sowie anhand erster rechnerischer Auslegungen der Rotorkappe konnte die grundsätzliche Eignung von kohlenstofffaserverstärkten Epoxidharzen für den aktuellen Anwendungsfall festgestellt werden.

KW - Faserverbundwerkstoffe

KW - Rotorendkappe

KW - Generator

KW - Materialauswahl

KW - composites

KW - retaining ring

KW - generator

KW - material selection

M3 - Masterarbeit

ER -