Asynchrongenerator 6 - Der doppelt-gespeiste Asynchrongenerator
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Formale Metadaten
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| Serientitel | ||
| Anzahl der Teile | 6 | |
| Autor | ||
| Lizenz | CC-Namensnennung - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International: Sie dürfen das Werk bzw. den Inhalt zu jedem legalen Zweck nutzen, verändern und in unveränderter oder veränderter Form vervielfältigen, verbreiten und öffentlich zugänglich machen, sofern Sie den Namen des Autors/Rechteinhabers in der von ihm festgelegten Weise nennen und das Werk bzw. diesen Inhalt auch in veränderter Form nur unter den Bedingungen dieser Lizenz weitergeben. | |
| Identifikatoren | 10.5446/64628 (DOI) | |
| Herausgeber | 014nnvj65 (ROR) | |
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Inhaltliche Metadaten
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DiagrammComputeranimation
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Besprechung/Interview
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ComputeranimationTechnische ZeichnungDiagramm
Transkript: Deutsch(automatisch erzeugt)
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Hallo und herzlich willkommen. Wir wollen jetzt diese Serie von Videos zu unserem Asynchrongenerator abschließen, indem wir das Konzept doppelt gespeist Asynchrongenerators
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in Windkraftanlagen erläutern. Und erläutern, weshalb das eigentlich das geeignetste ist für Windkraftanlagen. Und gucken uns nochmal diese Grafik an, die wir schon hatten, die die mechanische Leistung der Rotorblätter zeigt, die wir bei
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unterschiedlichen Drehzahlen und Windgeschwindigkeiten erreichen können. Und wenn wir hier nochmal zum Beispiel uns hier eine Linie rausnehmen, die jetzt gerade bei 7 Meter pro Sekunde die ideale Drehzahl hat, dann hat sie die aber eben schon nicht mehr bei 8 Meter pro Sekunde, da wäre eigentlich eine höhere Drehzahl das bessere.
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Wenn wir aber unsere Maschine auf die Drehzahl für 7 Meter pro Sekunde abgestimmt haben, können wir bei einer drehzahlfesten Operation das eben nicht mehr bewirken. Und genauso geht es eben bei 9 Meter und 10 Meter pro Sekunde, da brauchen wir immer höhere
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Drehzahlen. Das heißt, um es nochmal deutlich zu machen, wenn wir auf diese für 7 Meter pro Sekunde optimierte Drehzahl bleiben, da würden wir bei einer Windgeschwindigkeit von 10 Meter pro Sekunde dieses große hier in lila Farbe eingezeichnete Stück an Leistung
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einfach verschenken. Wir könnten es nicht nutzen, weil der Rotor in einem schlechteren aerodynamischen Wirkungsgrad laufen würde. Und da soll uns eben genau ist dieser doppelt gespeiste Asynchrongenerator helfen, indem wir hier wieder unsere Schleifringe haben am Rotorkreislauf. Und jetzt haben wir es ja so, dass ein erhöhter Schlupf zu erhöhten
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Läuferverlusten führt. Das können wir uns nochmal im Heilandkreis angucken. Das heißt, es wäre eigentlich ja besser, wenn wir diese Leistung anstatt als in Wärme umzuwandeln, ins Netz einspeisen können. Das können wir aber nicht, weil beim Asynchrongenerator
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hat ja der Läuferkreis nicht diese Frequenz, die wir im Netz brauchen, die 50 Hertz. Das heißt, wir versuchen jetzt, indem wir diese Leistung im Läuferkreis abgreifen, mit einem Frequenz-Umrichter auf die 50 Hertz wieder umwandeln und dann vom
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Spannungsniveau nochmal anpassen über einen Transformator, ebenfalls mit in das Netz einzuspeisen, dass wir auch bei der übersynchronen Betriebsweise, also bei einer höheren Drehzahl hier immer noch das bewerkstelligen können. Und dann haben wir
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hier im Prinzip genau dieses Verhältnis in diesem Senke-Diagramm. Wir haben diese zugeführte mechanische Leistung, die von den Rotorblättern kommt. Und da haben wir natürlich den größten Teil, der geht direkt dann über den Stator ins Netz. Wir haben jetzt aber, sobald wir übersynchron sind und eigentlich mehr Leistung zur Verfügung haben, haben wir
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noch zusätzlich über diesen Rotorkreis, wo wir eben jetzt, weil wir es über den Frequenz-Umrichter wieder zur Netz-Synchron-Frequenz umwandeln können, einen zusätzlichen Leistungsfluss. Abzüglich der entsprechenden Verlustleistungen, die wir sowohl natürlich
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im Frequenz-Umrichter haben, also auch im Stator und im Läufer, haben wir dann entsprechend diese Situation und können aber eben deutlich mehr Leistung übertragen im Falle höherer Windgeschwindigkeiten, höherer Drehzahlen, als wir das bei einer festen Drehzahl hätten.
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Nicht ganz so offensichtlich wäre das, wenn wir zu kleineren Drehzahlen gehen. Aber da müssten wir ja eigentlich die Drehzahl anpassen, auch wenn es die Leistungen sinken, heißt es trotzdem, dass wenn wir mit einer konstanten, für 7 m pro Sekunden gedachten
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Drehzahl bleiben, wieder viel an Leistung verschenken, was wir könnten, wenn wir die Drehzahl absenken. Und jetzt ist es ein bisschen seltsam, wenn wir uns dieses Senke-Diagramm ein Teil gar nicht ins Netz, sondern geht rückwärts über die Rotorleistung in den
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Rotor eingespeist. Und das sieht jetzt erst mal so aus, als würden wir ja jetzt Leistung verschenken, weil wir es zurückführen. Aber müssen da berücksichtigen, dass wir ja erst mal nur diese hohe mechanische Leistung zur Verfügung gestellt bekommen haben,
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weil wir durch das Absenken der Drehzahl überhaupt wieder in diesen optimalen aerodynamischen Wirkungsgradbereich des Rotors gekommen sind. Also auch durch diesen untersynchronen Betrieb erhöhen wir letzten Endes die Leistungsabgabe an das elektrische Netz. Und das ist das Prinzip, mit dem heute die allermeisten Windkraftanlagen weltweit
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funktionieren. Und mit diesem Ausblick, dass wir hier noch mal sehen, wie die Operationsweise funktioniert, das heißt quasi immer im optimalen Betriebspunkt der Rotor Aerodynamik, möchte ich mich für diese Videoserie verabschieden und recht herzlichen Dank.
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