Environmental Engineering Reference
In-Depth Information
Bild 8.18
Übersichtsschaltbild zur
Speisung einer Asynchronmaschine
mit Kurzschlussläufer über einen
Frequenzumrichter mit Kennlinien-
steuerung
Die Leistung steigt also proportional zur Ständerfrequenz. Entsprechend den Ergebnissen der
Ableitungenwird dieser Betriebsbereich auchwie folgt genannt: Bereich konstantenMoments,
Bereich vollen Flusses, Bereich Wirkleistung proportional Ständerfrequenz.
Eine prinzipielle Implementierung einer derartigen Steuerung in ihrer einfachsten Form zeigt
Bild
8.18.
Die Asynchronmaschine mit Kurzschlussläufer wird über einen Frequenzumrichter
gespeist. Dieser liegt eingangsseitig am Netz mit fester Spannungsamplitude und Frequenz.
Zur Maschine hin kann er Amplitude und Frequenz der Spannung beliebig einstellen. Der Um-
richter wird über eine Steuerung in der Art betrieben, dass die Vorgaben nach obiger Ableitung
eingehalten werden, und zwar
U
1
/
!
1
=
konst. Dies erfolgt dadurch, dass dem Frequenzum-
richter die Sollständerfrequenz, in etwa proportional zu Solldrehzahl, vorgegeben wird. Die
Ständersollspannung
U
§
1
muss mit entsprechendem Faktor proportional zur Ständerfrequenz
vorgegeben werden. Dies erfolgt in einem Kennlinienglied. Sollte der Ständerwiderstand mit
einbezogen werden, so ist als weitere Eingangsgröße die Rotorfrequenz
f
2
erforderlich, die
stellvertretend für das Moment und den Ständerstrom steht. Abhängig von ihr sind die Kenn-
linien leicht nach oben oder unten zu verschieben.
Das Strukturbild der Drehzahlsteuerung dient der Verdeutlichung des Konzepts. Heutige
Steuerungen werden üblicherweise anders durchgeführt, im Allgemeinen als feldorientierte
Regelung.
8.4.2 Asynchronmaschine mit Schleifringläufer
Asynchronmaschinen mit Schleifringläufer werden vorwiegend bei größten Leistungen ein-
gesetzt, wo Asynchronmaschinen mit Kurzschlussläufer nicht mehr gebaut werden können.
Dies ist zum Beispiel der Motor/Generator in Pumpspeicherkraftwerken bei Leistungen bis
über 100MW. Ab den 1990er-Jahren wurden sie vermehrt auch bei kleineren Leistungen un-
terhalb und oberhalb 1MW eingesetzt, und zwar in drehzahlregelbaren Windenergieanlagen.
Heute sind sie derzeit die wohl am häufigsten verwendete Generatorvariante.
Die Asynchronmaschine mit Schleifringläufer weist beim Einsatz an der Windenergieanlage
einen speziellen Vorteil auf. Beim Einsatz als drehzahlsteuerbarer Generator wird, im Gegen-
satz zu den anderen Varianten mit Umrichter am Ständer, wie in der Einleitung gezeigt, hier
der Ständer direkt und der Rotor über einen Frequenzumrichter ans Netz angeschlossen, wie
