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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 18:52 Do 02.04.2015 | | Autor: | David15 |
Hallo zusammen!
Ich würde in diesem Thread gerne etwas über das Konzept des ![[]](/images/popup.gif) doppeltgespeisten Asynchrongenerators lernen, welches häufig in Windkraftanlagen verwendet wird. Dabei interessiert mich zunächst, wie die Drehzahl bei diesem Konzept variiert werden kann. Was passiert also im untersynchronen, im übersonchronen und im normalen Betriebsbereich?
Ich versuche dazu einfach mal den ersten Betriebszustand zu erläutern:
Im untersynchronen Betriebszustand betrachte ich den Fall, in dem das rotorseitige Drehfeld langsamer dreht als das statorseitige Drehfeld bzw. als die Netzfrequenz. Wenn mein Rotordrehfeld beispielsweise mit 40 Hz dreht, so überlagert der Umrichter diese 40 Hz zusätzlich mit weiteren 10 Hz, sodass sich statorseitig die Netzfrequenz von 50 Hz ergibt: [mm] f_{Stator}=f_{Netz}=f_{Rotor}+f_{Umrichter}\gdw50Hz=40Hz+10Hz. [/mm] Oder als Funktion der Umrichterfrequenz in Abhängigkeit der Rotorfrequenz: [mm] f_{U}(f_{R})=f_{S}-f_{R}=50Hz-f_{R}. [/mm] D.h. der Umrichter gleicht automatisch den Frequenzunterschied zwischen rotor- und statorseitigem Drehfeld aus.
Kann man das so erklären? Was würdet ihr vielleicht anders erklären? Danke für eure Mithilfe.
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 01:25 Fr 03.04.2015 | | Autor: | leduart |
Hallo
deine Überlegung ist falsch, siehe im selben link den Teil über Umrichter, der kann keine Frequenz addieren- ich kann mit nichts vorstellen, was das täte, der Umrichter macht aus dein 40Hz zuerst Gleichstrom (AD Wandler) , der dann wieder - elektronisch- im DA Wandler in Wechseslstrom der gewünschten Frequenz (50Hz) gewandelt wird und von da zum Trafo geht
Gru0 leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 23:56 Fr 03.04.2015 | | Autor: | David15 |
> Hallo
> deine Überlegung ist falsch, siehe im selben link den
> Teil über Umrichter, der kann keine Frequenz addieren- ich
> kann mit nichts vorstellen, was das täte, der Umrichter
> macht aus dein 40Hz zuerst Gleichstrom (AD Wandler) , der
> dann wieder - elektronisch- im DA Wandler in Wechseslstrom
> der gewünschten Frequenz (50Hz) gewandelt wird und von da
> zum Trafo geht
> Gru0 leduart
So ganz verstehe ich das nicht. Wenn ich mich im untersynchronen Betrieb befinde, ist doch der Leistungsfluss genau umgekehrt, d.h. der Strom im Läuferkreis fließt nicht vom Läufer über den Umrichter ins Netz sondern vielmehr vom Netz über den Umrichter in den Läufer, oder sehe ich das falsch?
Ich versuche es nochmal anders zu erklären:
1.) Ich gehe vom synchronen Betrieb aus, sodass [mm] n_{Rotor}=n_{Stator}.
[/mm]
2.) Jetzt gibt es weniger Wind, sodass sich die Generatorwelle mit [mm] n_{Rotor} [/mm] langsamer dreht als im synchronen Fall mit [mm] n_{Synchron}=f_{Stator}=f_{Netz}; [/mm] es ist also [mm] n_{Rotor}0.
[/mm]
3.) Für die Frequenzgleichung gilt dann [mm] f_{Stator}=f_{Netz}>f_{Rotor}+n_{Rotor}*p, [/mm] sodass mit gesunkener Rotordrehzahl [mm] n_{Rotor} [/mm] die Rotorfrequenz bzw. das Rotordrehfeld [mm] f_{Rotor} [/mm] ansteigen muss, um die Gleichung wieder auszugleichen. Anders wäre meines Erachtens kein drehzahlvariabler Betrieb möglich.
4.) Und genau an dieser Stelle kommt doch jetzt der Umrichter ins Spiel. Der Umrichter muss doch nun das Rotordrehfeld so mit einer Frequenz überlagern, dass die Frequenzgleichung wieder erfüllt ist. Dies macht er, indem er Ströme variabler Frequenz und Amplitude in den Läufer speist. Bei einer mechanischen Rotordrehzahl [mm] n_{Rotor}=40Hz [/mm] müsste dann doch der Umrichter einen Läuferstrom einspeisen, der mit einer Frequenz von 10Hz pulsiert.
5.) Im untersynchronen Betrieb findet demnach ein Wirkleistungsfluss vom Netz in den Läufer der Maschine statt und zwar im Ausmaß der Schlupfleistung [mm] P_{Rotor}=s*P_{Stator}=\bruch{f_{Rotor}}{f_{Stator}}. [/mm] In diesem Zusammenhang spricht man auch von einem Teilumrichter, da eben nur ein prozentualer Anteil (Größe des Schlupfes) der Leistung über den Umrichter fließen muss, sodass dieser entsprechend kleiner und damit auch kostengünstiger als bei einem Vollumrichtersystem dimensioniert werden kann.
Wie seht ihr das?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 12:56 Sa 04.04.2015 | | Autor: | leduart |
Hallo
Man kann keine Frequenzen addieren, also erzeugt der Rptor weiter 40 Hz, der Umrichter über den Umweg eines Gleichrichters 50 Hz, die ins Netz eingespeist werden.
du schreibst; Dies macht er, indem er Ströme variabler Frequenz und Amplitude in den Läufer speist.
vielleicht lässt du dir mal pöotten was passiert, wenn man zu einer Wechselspannung von 40 Hz eine Wechselspannung von 10 Hz addiert. A* [mm] sin(a*t)+B*sin(b*t)\ne [/mm] C* sin((a+b)*t)
Gruß ledum
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