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° 1 . Diese Maschinen werden im Allgemeinen als Schenkelpol-
maschinen gebaut. Die Pole werden einzeln gefertigt und auf dem Läuferkern montiert. Der
Luftspalt unter den Polen, im Bereich der Flusswege, wird mit gewohnt kleinem Wert ausge-
legt. Außerhalb der Pole kann der Luftspalt größer werden. Die Maschine weist deshalb eine
magnetische Schenkligkeit auf, in Polrichtung und in Pollücke ergeben sich unterschiedliche
Induktivitäten aufgrund der unterschiedlichen Luftspalte. Der Verlauf des Moments über dem
Polradwinkel ändert sich dadurch etwas gegenüber demjenigen für die Vollpolmaschine.
von zum Beispiel unter 100 min
8.5.5 Permanenterregte Synchronmaschinen
Permanenterregte Synchronmaschinen werden zunehmend für Windenergieanlagen einge-
setzt. Ihr Einsatzfeld war bisher vorwiegend der Bereich der Servomotoren mit Leistungen
unterhalb 100 kW. Mittlerweile sind derartige Maschinenvarianten aber auch bei Windener-
gieanlagen imMegawattbereich erfolgreich im Einsatz.
Permanenterregte Synchronmaschinen unterscheiden sich von fremderregten dadurch, dass
die magnetische Erregung durch Permanentmagnete erzeugt wird. Es werden Permanentma-
gnete mit großer Koerzitivfeldstärke benötigt, um die Maschinen mit begrenztem Magnet-
material ausführen zu können. Es werden Feldstärken von bis zu H C
= 1000 kA/m und Re-
manenzinduktionen von bis zu B R
= 1,5 T erreicht. Als Materialien werden seltene Erden wie
Samarium-Kobalt und Neobdym-Eisen-Bor verwendet. Eine wichtige Forderung für den Ein-
satz ist, dass die Magnete durch Erwärmung und durch eventuelle Gegenfelder, zum Beispiel
bei Fehler in der Stromspeisung wie Kurzschluss, ihre Magneteigenschaften behalten. Die Fer-
tigung der Maschinen und insbesondere auch der Einbau der Rotoren in die Ständer muss
wegen der starken Magnetfelder und Anziehungskräfte mit besonderer Sorgfalt durchgeführt
werden.
Für die Bestimmung des elektrischen und mechanischen Betriebsverhaltens kann auf die Ab-
leitungen für die fremderregte Synchronmaschine zurückgegriffen werden. Es gelten die dort
aufgeführten Gleichungen. Es ist lediglich zu berücksichtigen, dass die vom Läufer herrühren-
de Magnetisierung konstant ist, wenn man die Sättigung, wie hier vorausgesetzt, außer Acht
lässt. Die Polradspannung U P,PM in der Spannungsgleichung für die permanenterregte Ma-
schine entsteht durch die Permanentmagnetmagnetisierung.
U 1
= R 1 · I 1
+ j · X 1 · I 1
+ U P,PM
(8.61)
Für die Momentgleichung gilt das Entsprechende.
= 3 U 1,Stern U P,PM,Stern
2 ºn 1 X 1
M M kipp
· sin # mit M kipp
(8.62)
Zu beachten ist hierbei, dass im Gegensatz zur fremderregten Synchronmaschine die Größe
des Polradflusses fest ist und bei fester Drehzahl damit auch die Amplitude der Polradspan-
nung, entsprechend der Auslegung derMaschine. Dementsprechend liegt durch die Auslegung
auch fest, ob die Maschine in ihren Betriebspunkten eher über- oder untererregt betrieben
wird. Die Zeigerdiagramme und Drehzahl-Drehmoment-Kennlinien der fremderregten Syn-
chronmaschine gelten entsprechend auch hier.
 
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