Leistungselektronik-Generatorsysteme für Windenergieanlagen - Einfuhrung in die Windenergietechnik - page 329

Bild 8.43 Dynamisches Er-
satzschaltbild der Asynchron-
maschine

p .

tems am Rotorfluss (™ 2q = 0) zu:

° ¢

m Gen ( t ) = 3 pL h
2 L 2

= 3 pL h
2 L 2

· ™ 2d · i 1q ° ™ 2q · i 1d · ™ 2d · i 1q (8.79a)

™ 2 = ™ 2d + j · 0 (8.79b)

Die zeitliche Änderung der Drehzahl bzw. der Kreisfrequenz der mechanischen Rotation des
Generators ! m bildet sich aus dem Generatormoment m Gen und dem des Rotors der Wind-
energieanlage m Rot , welche auf das Trägheitsmoment £ des Antriebsstrangs wirken.
d
d t ! m

= 1
£

( m Rot ( t ) ° m Gen ( t )) (8.80)

Auf diese Regelstrecke wirkt der Drehzahlregler. Die Regelstrecke hat integrales Verhalten, so-
dass imAllgemeinen eine Auslegung der Reglerparameter nach demSymmetrischenOptimum
ausgewählt wird [ 24] .
Da Leistungselektronik-Generatorsysteme in Windenergieanlagen nicht im Feldschwächbe-
reich gefahren werden, wird dieser hier nicht betrachtet.

8.7.2 Regelung der doppeltgespeisten Asynchronmaschine

Zu den weiteren Generatortypen sollen hier die Strukturbilder vorgestellt und erläutert wer-
den, um eine Vorstellung von deren Regelmethodik zu vermitteln. Bild 8.44 zeigt die Rege-
lungsstruktur für die doppeltgespeiste Asynchronmaschine. Sie entspricht in der Grundstruk-
tur derjenigen der Asynchronmaschine mit Kurzschlussläufer. Es sind eine Drehzahl- und ei-
ne Blindleistungsregelung in parallelen Kanälen enthalten sowie eine unterlagerte Stromrege-
lung. Im Gegensatz zur Asynchronmaschine mit Kurzschlussläufer wird hier nicht direkt der
Fluss geregelt, sondern über den Fluss die Statorspannung in Betrag und Phase und damit die
Ständerblindleistung. Auch die Momentregelung ist indirekt ausgeführt, da ja nicht die Stän-
derspannung, sondern nur die Rotorspannung direkt beeinflusst werden kann.
Der d-Kanal und der q-Kanal sind hier gemeinsam in einem Kanal dargestellt. Eingangsgrö-
ßen der Regelung sind die Ständerspannungen und -ströme sowie die Drehzahl, dazu der Ro-
torstrom, der zur entsprechenden Stromregelung des rotorseitigen Umrichters benötigt wird.
Da in dq-Koordinaten geregelt wird, sind auch hier die entsprechenden abc/dq- und dq/abc-
Transformationsblöcke vorhanden. Zusätzlich ist noch eine Blindleistungsberechnung für die
Statorseite, die dynamisch erfolgen muss [ 1] , und eine Berechnung des Winkels ∞ 2 der Rotor-
flusslage für die Transformationsblöcke erforderlich. Der Phasenwinkel ∞ 1 der Ständerspan-
nung wird über eine Phased Lock Loop (PLL) ermittelt.