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Bild 8.28
Zeigerdiagramm der fremderregten Synchronmaschine, links: Generatorbetrieb, übererregt
(
#
>
0
,
P
<
0
,
cos
'
<
0
,
Q
>
0
,
sin
'
>
0
, kapazitiv), rechts: Generatorbetrieb, untererregt (
#
>
0
,
P
<
0
,
cos
'
<
0,
Q
<
0, sin
'
<
0, induktiv)
Durch Umformung der Gleichung über Beziehungen, die am Zeigerdiagramm abgeleitet wer-
den können, erhält man eine andere, für die Synchronmaschine typische Schreibweise der
Ständerwirkleistung
P
1
. Gleiches kann man mit der Blindleistung
Q
1
durchführen. Die folgen-
den Gleichungen gelten jeweils für Sternspannungen.
P
1
=°
3
·
U
1,Stern
·
U
P,Stern
X
1
·
sin
#
(8.59a)
µ
∂
U
P,Stern
X
1
cos
#
°
U
1,Stern
X
1
Q
1
=
3
·
U
1,Stern
·
I
1
·
sin
'
1
=°
3
·
U
1,Stern
(8.59b)
Die Leistungen bestimmen sich aus der Ständer- und der Polradspannung und dem Polrad-
winkel. Aus der Wirkleistung wird das Moment bestimmt zu:
M
=°
M
kipp
·
sin
#
(8.60a)
=
3
·
U
1,Stern
U
P,Stern
2
ºn
1
X
1
M
kipp
(8.60b)
Wie aus der Formel zu sehen ist, ist auch das Moment abhängig von der Ständer- und der Pol-
radspannung und demdazwischen liegendenWinkel, demPolradwinkel. Sind beide Spannun-
gen fest gegeben, hängt das Moment sinusförmig allein vom Polradwinkel ab (siehe Bild
8.29)
.
Das Moment weist einen maximalen Wert auf, der Kippmoment
M
Kipp
genannt wird. Aus
Gründen der statischen Stabilität können nur Winkelbereiche des Polradwinkels bis 90
±
ge-
fahren werden, in der Praxis ist der Bereich aufgrund der Maschinenauslegung noch erheblich
stärker eingeschränkt.
Die Synchronmaschine an fester Ständerfrequenz, wie zum Beispiel am Netz, kann nur bei
einer Drehzahl
n
syn
sinnvoll betrieben werden, da nur dort ein gleichmäßiges Moment erzeugt