Getriebeloser WindkonverterElektronisch kompensierte Permanenterregte Synchrongeneratoren in getriebelosen WindkonverternEine schnell wachsende Weltbev\u00f6lkerung ben\u00f6tigt bei gew\u00fcnschter Steigerung des Lebensstandards zunehmend mehr Energie. Diese muss mit dem Ziel einer nachhaltigen Entwicklung der Umwelt, sozial vertr\u00e4glich, sowie kosteng\u00fcnstig bereitgestellt werden. Angesichts der in den letzten Jahrzehnten erheblich gestiegenen Dimensionen des globalen Energiesystems ist dieses Ziel zunehmend schwieriger zu erreichen. Deshalb werden die unterschiedlichen Optionen zur Nutzung regenerativer Energie durch die Regierungsseite vielfach unterst\u00fctzt . Windenergie bietet eine M\u00f6glichkeit.Problemdarstellung, Begr\u00fcndung und ZielsetzungDie sich in Deutschland st\u00fcrmisch entwickelnde Windbranche wird in Zukunft ein begrenztes Angebot an geeigneten Landstandorten, die sich aus \u00f6konomischen und \u00f6kologischen Folgen begr\u00fcnden, zur Verf\u00fcgung haben. Ein Ausweg ist eine verst\u00e4rkte Offshore-Aufstellung, da au\u00dferdem ein gr\u00f6\u00dferer Energieertrag mit Windkraftanlagen der MW-Klasse erzielt werden kann, aber dennoch eine Reihe schwerwiegender technischer Probleme mit sich zieht, wie:-\tTransport und Aufstellung der Anlagenkomponenten-\tNetzanbindung-\tWartung und DiagnoseSchwer zug\u00e4ngliche Standorte und hohe Wartungskosten zwingen zur Nutzung von extrem zuverl\u00e4ssigen Betriebsmitteln, deshalb sind getriebelose, hochpolige Generatoren mit Permanenterregung, die sich durch Wartungsarmut, besseren Wirkungsgrad und geringeres Leistungsgewicht auszeichnen von Vorteil, obwohl sie h\u00f6here Investitionskosten verursachen und nur eine einfache Fundamentierung der Gesamtanlage ben\u00f6tigen. Es gilt zu ermitteln, welche Spannungsebenen und Netzarten bei Offshore Anwendungen infrage kommen, denn es wird eine lokale Offshore-Spannung von 24 kV vorausgesetzt, die vor Ort erzeugt werden mu\u00df. Geringere Verluste und eine h\u00f6here Zuverl\u00e4ssigkeit werden durch eine fehlende Steuerung erzielt. Dennoch sind Nachteile durch den Permanenterregten Synchrongenerator im Drehzahlverhalten zu erwarten, da nur ein enger Drehzahlbereich eine vern\u00fcnftige Drehmomentausbeute bietet. Es m\u00fcssen Kompensationsma\u00dfnahmen auch im Teillastbereich zur Betriebsverbesserung durch aktive Kompensationsfilter, bez\u00fcglich ihrer erreichbaren Effekte, als auch des ben\u00f6tigten spannungsabh\u00e4ngigen Zusatzaufwandes verglichen und bewertet werden. Das schlie\u00dft die Entwicklung neuer bzw. modifizierter Schaltungen zur Kompensation ein.Die experimentellen Untersuchungen ergaben den bekannten Zusammenhang, dass die Leistung der Synchronmaschine mit dem Erregerstrom ansteigt. Zuerst erh\u00f6ht sich der Wirkungsgrad bis zum Maximum f\u00fcr den jeweiligen Erregerstrom, danach klingt er wieder mit zunehmender Belastung ab, weil der Spannungsabfall steigt und sich die Polradspannung verringert. Die Synchronmaschine hat die dritte und f\u00fcnfte harmonische Komponente ohne Belastung. Im Belastungsfall steigen die harmonischen Komponenten im Ankerstrom und Ankerspannung an. Die harmonischen Komponenten m\u00fcssen bei der Dimensionierung der Kompensationsschaltung ber\u00fccksichtigt werden. Im Jahr 2004\/2005 Erg\u00e4nzung des 25KVA Versuchstandes mit elektronischer Kompensation ist eine Inbetriebnahme des dSPACE-Systems mit einfacher Raumzeigermodulation Steuerung, zur Ermittlung von Wirk- und Blindleistungsbilanzen geplant. Zur experimentellen Nachbildung der Turbinenfunktion wird ein bereits vorhandener Messaufbau, der auf einer Vor-Ort-Windmessung basiert, durch eine stromrichtergespeiste Gleichstrommaschine ersetzt, um Auswirkungen von normalen und kritischen Betriebs- und Grenzzust\u00e4nden, wie Anfahren, Kurzschluss, \u00dcberdrehzahl und Grenzleistungsbetrieb auf Mechanik (Torsionsmomente, Sto\u00dfmomente, Anregung von Resonanzen) und Netz (Anlaufstrom, \u00dcberspannung) genaueren Betrachtungen zu betrachten.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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