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8.5.6 Drehzahlvariabler Betrieb der Synchronmaschine
Drehzahlvariabler Betrieb wird dadurch realisiert, dass dieMaschine über Umrichter mit Stän-
derspannung variabler Amplitude und Frequenz gespeist wird. Für den drehzahlvariablen Be-
trieb gilt, dass der Fluss in der Maschine konstant gehalten werden soll und über den Ständer-
stromdasMoment eingestellt werden soll. Soll die Ständerflussverkettung auf ihremNennwert
gehalten werden, so folgt:
™
1
:
=
™
1N
=
U
1
!
1
=
U
1N
!
1N
=
const.
(8.63)
Es gilt also ein vereinfachtes Steuergesetz für die drehzahlvariable, permanenterregte Syn-
chronmaschine. Es besagt, dass die Ständerspannung proportional zur Ständerfrequenz ein-
gestellt werden muss. Dies zeigt Bild
8.31.
Im Bereich kleiner Speisefrequenzen wirkt sich der
ohmsche Anteil des Ständerwiderstands stärker aus undmuss durch Spannungsanhebung (für
motorischen Betrieb, Absenkung im generatorischen Betrieb) berücksichtigt werden.
Bild 8.31
Steuerung der Ständerspannung der Synchronma-
schine auf konstante Ständerflussverkettung bei drehzahlva-
riablem Betrieb (gestrichelt: erforderliche Spannungsanhebung
für motorischen Betrieb)
In der Momentengleichung tritt im Kippmoment als Abhängigkeit von der Ständerspannung
und Ständerfrequenz und von der Polradspannung der Term
U
1
/
f
1
und
U
P
/
n
auf. Da der erste
Term konstant gesteuert werden soll, bleibt er konstant. Die Polradspannung
U
P
ändert sich
mit der Ständerfrequenz, da sie vom Rotor mit der Drehzahl
n
1
=
n
1syn
=
f
1
/
p
induziert wird.
Dementsprechend bleibt der Quotient ebenfalls konstant. Damit ist die Momentengleichung
bei dieser Art der Drehzahlsteuerung unabhängig von der Drehzahl.
U
P
!
1
L
1
2
ºn
1
M
=
3
U
1
sin
#
(8.64)
Es ergeben sich Drehmoment-Drehzahl-Kurven der drehzahlvariablen Synchronmaschine als
vertikale Linien im Bild
8.32.
Es ist eine kontinuierliche Drehzahlregelung möglich.
