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nen heute drehzahlvariabel gebaut und speisen deshalb über Frequenzumrichter in das elek-
trische Netz ein. Der Frequenzumrichter weist neben der Funktion der Drehzahlregelung des
Generators zudemdie Funktion einer erhöhten Steuer- und Regelbarkeit auf, sowohl hinsicht-
lich des Generators wie auch in Hinsicht auf die Netzeinspeisung.
Bei derzeitigen Neuinstallationen vonWindenergieanlagen kommen verschiedene Generator-
doppeltgespeiste Asynchronmaschine, Umrichter am Läufer
Á
permanenterregte Synchronmaschine, Umrichter am Ständer
Á
fremderregte Synchronmaschine, Umrichter am Ständer
Á
Asynchronmaschine mit Kurzschlussläufer, Umrichter am Ständer
Die verschiedenen Generatortypen werden in diesem Abschnitt behandelt.
Voraussetzungen für die folgenden Analysen der Generatoren sind dabei:
Á
stationärer Betrieb
Á
Vernachlässigung der Sättigung
Á
symmetrischer Aufbau
Á
konstante ohmsche Widerstände
Á
8.4.1 Asynchronmaschine mit Kurzschlussläufer
Die Asynchronmaschine mit Kurzschlussläufer ist die in der Industrie amweitesten verbreite-
te Maschine. Ihr Leistungsbereich geht von einigen Watt für Kleinantriebe bis in den 10-MW-
Bereich für zum Beispiel Kesselspeisepumpen. Sie gilt als sehr robust und ist zum Teil auch
in der Windindustrie anzutreffen. Drehstromasynchronmaschinen werden üblicherweise für
Leistungen von einigen kW bis etwa 30MW gebaut. In Windenergieanlagen sind Anschluss-
spannungen von 690 V im unteren MW-Bereich und von mehreren kV im Bereich ab 5MW
üblich.
8.4.1.1 Aufbau
Die Asynchronmaschine, wie in Bild
8.10
dargestellt, besteht aus einem Ständer, auch Stator
genannt, mit zylindrischer Bohrung, in der sich der Läufer, auch Rotor genannt, mit zylindri-
schem Volumen dreht. Zwischen Stator und Rotor befindet sich ein Luftspalt mit der Größe
im Bereich von Millimetern. Der Stator weist Nuten auf, in die die stromführenden Wicklun-
gen mit ihren Windungen eingelegt sind. Es werden hier Maschinen mit Drehstromspeisung
betrachtet, das heißt sinusförmige Spannungen gleicher Amplitude mit einem Phasenversatz
von elektrisch 120
±
pro Polpaar mechanisch versetzt angeordnet. Es kommen amUmfang Hin- und Rückleiter des
Stroms vor (
U
°
U
±
zwischen den Phasen. Die Wicklungssysteme sind je Phase jeweils um 120
0
0
0
). Je Phase sind in realen Maschinen mehrere Nuten vor-
handen, in jeder Nut im Allgemeinen mehrere Windungen. Im Bild ist für eine bessere Über-
sichtlichkeit je Phase nur eine Nut gezeichnet. Diese Anordnung (
U
°
U
0
,
V
°
V
0
,
W
°
W
0
) kann
je Umfang der Maschine mehrfach angeordnet sein. Die magnetischen Pole, austretende und
eintretende magnetische Flüsse, treten dann mehrfach am Umfang auf. Dies entspricht dann
,
V
°
V
,
W
°
W
