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Bild 8.19
Blockschaltbild der Asynchronmaschine mit Schleifringläufer und Umrichter in der Wind-
energieanlage
das Bild
8.19
zeigt. Dafür wird die Bezeichnung doppeltgespeiste Asynchronmaschine verwen-
det.
Der Frequenzumrichter ist dabei nur für den gefordertenDrehzahlbereich, der demLeistungs-
bereich entspricht, auszulegen. Bei Windenergieanlagen ist der Umrichter dementsprechend
für etwa 30% der Nennleistung auszulegen (Teilleistungsumrichter), was sich in geringen Kos-
ten bemerkbar macht. Umrichter, die bei den anderen Systemen ständerseitig an die Genera-
toren angeschlossen werden, müssen für die volle Leistung ausgelegt werden (Vollleistungs-
umrichter). Nachteilig ist bei Asynchronmaschinen mit Schleifringläufer allerdings, dass sie
wartungsintensive Schleifringe aufweisen und dass die Maschine mit dem Ständer direkt am
Netz liegt. Durch die direkte Ständerkopplung mit dem Netz wird das Verhalten beim Durch-
fahren von Netzkurzschlüssen nicht durch einen leicht beherrschbaren, ständerseitigen Um-
richter, sondern durch den Ständer der Maschine geprägt, und kann nur indirekt über den
Rotorumrichter geregelt werden.
8.4.2.1 Aufbau
Der Ständer der Asynchronmaschine mit Schleifringläufer ist wie bei allen hier betrachteten
Drehstrommaschinen als Drehstromwicklung aufgebaut. Drei Phasen (
U
°
U
0
0
0
,
V
°
V
,
W
°
W
)
±
sind um je 120
gegeneinander versetzt und je Polpaar amUmfang des Stators angeordnet. Die
Wicklungen sind in der erforderlichen Anzahl von Nuten untergebracht (siehe Bild
8.20)
.
Der Rotor ist mit einer Drehstromwicklung gleicher Art ausgestattet. ImBild ist wegen der Ein-
fachheit der Darstellung nur eine Nut je Phase und Pol dargestellt. Die rotorseitige Wicklung
ist vom Ständer her über Schleifringe zugänglich. Schleifringe bestehen aus rotierenden Kup-
ferringen, mindestens einer je Phase, die elektrisch isoliert auf dem Rotor befestigt sind. Sie
rotieren mit dem Rotor und sind mit den Rotorwicklungen verbunden. Ständerseitig dienen
Kohlebürsten zum Abgriff des Stroms. Diese sind am Ständer befestigt und werden mit Federn
auf die Schleifringe gedrückt.
8.4.2.2 Grundlegende Funktion
Der Ständer und der Rotor der Asynchronmaschine mit Schleifringläufer sind mit einer Dreh-
stromwicklung ausgestattet. Der Ständer liegt an einem cosinusförmigen, symmetrischen
Drehspannungssystem der Frequenz
f
1
, der Rotor an einem mit der Frequenz
f
2
. Von beiden
Wicklungssystemen wird ein Drehfeld erzeugt. Es ergibt sich ein cosinusförmig über ein Pol-
paar verteiltes magnetisches Feld, das proportional zur jeweiligen Speisefrequenz umläuft.
