Environmental Engineering Reference
In-Depth Information
Damit ergibt sich die mechanische Leistung als Summe bzw. Differenz der Drehfeldleistung,
der Rotorverlustleistung und der über den Stromrichter eingespeisten Leistung.
µ
∂
1
°
f
2
f
1
P
mech
=
P
D
°
P
2V
+
P
SR
=
P
D
(8.48a)
=
f
2
f
1
P
2V
°
P
SR
P
D
(8.48b)
Mit den vorigen Gleichungen lassen sich Wirk- und Blindleistung in der Drehfeldleistung und
das Drehmoment bestimmen. Es werden jeweils Sternspannungen vorausgesetzt.
0
2
(
f
2
/
f
1
)
0
2
(
f
2
/
f
1
)
2
R
R
1
(
f
2
/
f
1
)
0
2W
0
2
æ
U
0
2B
°
U
1
+
U
+
!
1
L
©
™
§
0
2
P
D
=
Re
3
U
1
I
=
3
U
1
(8.49a)
2
0
2
R
2
+
!
1
L
0
2
æ
(
f
2
/
f
1
)
2
R
0
2
(
f
2
/
f
1
)
R
0
2
(
f
2
/
f
1
)
2
1
(
f
2
/
f
1
)
+
U
0
2W
+
!
1
L
0
2
æ
U
0
°
U
1
2B
M
=
P
D
!
1
=
3
U
1
!
1
(8.49b)
2
R
0
2
2
+
!
1
L
0
2
æ
(
f
2
/
f
1
)
2
P
mech
=
2
ºN
·
M
(8.49c)
0
2W
(
f
2
/
f
1
)
0
2
(
f
2
/
f
1
)
2
U
R
°
!
1
L
0
+
!
1
L
0
2
æ
2
æ
U
1
°
©
™
§
0
2
Q
D
=
Im
3
U
1
I
=
3
U
1
(8.49d)
2
R
0
2
2
+
!
1
L
0
2
æ
(
f
2
/
f
1
)
2
Bei fester Rotorfrequenz, also fester Drehzahl, kann aus diesen Gleichungen ersehen werden,
dass durch Variation der Komponenten der Rotorspannung (
U
2W
,
U
2B
) die Leistungen und das
Moment gesteuert werden können.
Die gesamte aus dem Netz über Rotor und Stator aufgenommene Leistung
P
ges
, die sich aus
der ständerseitigen Drehfeldleistung
P
D
und der rotorseitigen Klemmenleistung bzw. Strom-
richterleistung
P
SR
zusammensetzt, unter der Annahme, dass der Umrichter amRotor verlust-
los arbeite, beträgt:
8
<
:
¥
·
P
mech
für generatorischen Betrieb
P
ges
=
P
Netz
=
P
D
+
P
SR
=
(8.50)
1
¥
·
P
mech
für motorischen Betrieb
Je nachdem ob Generatorbetrieb (
¥
) oder Motorbetrieb (1/
¥
) vorliegt, ist der Wirkungsgrad
unterschiedlich einzubringen.
Aufgrund der vielen Komponenten in den Gleichungen ist es nicht leicht, hieraus eine Über-
sicht zumLeistungsfluss zu erhalten. Dies kann für verschiedene Betriebspunkte gut durch ein
Leistungsflussdiagramm verdeutlicht werden.
In Bild
8.24
sind die für die Windenergieanlagen üblichen Betriebsbereiche des unter- und
übersynchronen Generatorbetriebs dargestellt. Die Leistung wird im generatorischen Betrieb
von der Welle aufgenommen und ins Netz gespeist. Untersynchron wäre zum Beispiel der
