Environmental Engineering Reference
In-Depth Information
Systemparameter:
P N
= 2MW
(mechanische Nennleistung)
c P
= 0,5
(Leistungswert)
Ω = 1,2
(Dichte der Luft)
r = 50m
(Rotorblattlänge)
N N
= 1800 1/min (Nenndrehzahl)
p = 2
(Polpaarzahl)
ü = 100
(Übersetzung des Getriebes)
U Netz = 690 V
(verkettete Netzspannung)
1. Handelt es sich um ein drehzahlstarres oder ein drehzahlvariables System? Begründung!
2. Welche Windgeschwindigkeit muss gegeben sein, um mit den Rotorblättern die Nenn-
leistung P N der Anlage erzeugen zu können? ( P = 0,5 c p ΩA v v wind ; A v : vom Rotor über-
strichene Fläche)
3. Mit welcher Umlaufgeschwindigkeit N rotor drehen die Rotorblätter im Wind, wenn der
Generator mit Nenndrehzahl betrieben wird?
4. Wie hoch ist das Drehmoment M N am Rotor der Maschine, wenn die Anlage Nennleis-
tung erzeugt?
5. Berechnen Sie die Netzströme, die Wirk- und die Blindleistung die ins Netz gespeist wer-
den für den Fall, dass die Windenergieanlage Nennleistung erzeugt.
6. Zeichnen Sie das Drehzahl-Drehmoment-Diagrammder Maschine amNetz undmarkie-
ren Sie den Nennbetriebspunkt. Wie ändert sich das Diagramm, wenn die Ständerspan-
nung der Maschine proportional zur Drehzahl geändert wird.
7. Zeichnen Sie das Blockschaltbild des Leistungselektronik-Generatorsystems mit Gene-
rator, Umrichter, Getriebe und Netz. Warumwird ein Getriebe benötigt?
8. Zeichen Sie die vereinfachte UI -Kennlinie des Umrichters und der Maschine. Kenn-
zeichnen und benennen Sie die Grenzen des Betriebs.
Antriebsstrang mit doppeltgespeister Asynchronmaschine: Eine kleine Windenergieanlage
ist mit einer doppeltgespeisten, vierpolpaarigen Asynchronmaschine und mit einem Um-
richter in Zweistufenschaltung ausgestattet. Daten der doppeltgespeisten Asynchronma-
schine P 1N = 25 kW, U 1N = 400 V, R 1 = 0,15≠, R
0
2
0
2
= 49 mH,
f 1N = 50Hz, 2 p = 4. Die Asynchronmaschine wird ständerseitig am Netz und sekundärsei-
tig amUmrichter sowie mit konstanter Ständerflussverkettung betrieben.
1. Das Zeigerdiagramm für Leerlaufbetrieb mit Synchrondrehzahl und mit 1,3-facher Syn-
chrondrehzahl ist zu erstellen. In beiden Fällen ist zusätzlich das Zeigerdiagramm zu er-
stellen, wenn zusätzlich im ersten Fall nur die Rotorwirkspannung und im zweiten Fall
nur die Rotorblindspannung um 5% erhöht werden.
2. Die Ständerblindleistung soll zu null gesteuert werden. Die Maschine gibt als höchste
Wirkleistung 22 kWbei einer Drehzahl von 1 950 1/min an den Umrichter ab. Bestimmen
Sie das Moment, den Schlupf, die Drehzahl, den Ständerstrom, den Verschiebungsfak-
tor, den Wirkstrom, den Blindstrom und die Ständerspannung, den Rotorstrom und die
Rotorspannung.
Für die folgenden Unterpunkte gelten die Daten des Umrichters: U DC = 1,35 ·
= 0,12≠, L 1 = L
= 50mH, L 1h
p
2 · 400 V.
 
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