Die fremderregte Synchronmaschine. Grundlagen und Modellbildung mit Matlab Simulink

 
 
disserta Verlag
  • 1. Auflage
  • |
  • erschienen im Juni 2016
  • |
  • 148 Seiten
 
E-Book | PDF mit Wasserzeichen-DRM | Systemvoraussetzungen
978-3-95935-299-4 (ISBN)
 
Dieses Buch behandelt die Synchronmaschine und ihr stationäres Verhalten. Dabei werden zunächst die Unterschiede zwischen den beiden grundlegenden fremderregten Maschinentypen herausgearbeitet. Aus den Grundlagen werden die Anforderungen erarbeitet, um ein dynamisches Maschinenmodell zur Simulation von Windkraftanlangen herzuleiten. Es werden verschiedene Modellansätze bezüglich Anpassungsfähigkeit, Modulationstiefe, Detailgenauigkeit und Parametrierbarkeit gegenübergestellt. Als nächstes wird dem Leser vermittelt, wie das Modell angepasst werden kann, damit es zusammen mit einem Windkonvertermodell verwendet werden kann. Die Grundlagen aller an der Energiekonvertierung beteiligten Komponenten und deren Regelungen werden erläutert und die Implementierung in Matlab erklärt.
  • Deutsch
  • Hamburg
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  • Deutschland
  • 133 Abb.
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  • 133 Abb.
  • 3,39 MB
978-3-95935-299-4 (9783959352994)
3959352999 (3959352999)
weitere Ausgaben werden ermittelt
Josef Lukas Jansen wurde 1985 in Hackenbroich geboren. Er studierte Elektro- und Informationstechnik mit dem Schwerpunkt Energietechnik und Elektrische Antriebe an der Technischen Fachhochschule Georg Agricola zu Bochum und schloss es 2009 mit dem Diplom ab.Danach vertiefte er sein Wissen an der Ruhr-Universität Bochum im Masterstudiengang Energiesystemtechnik mit den Schwerpunkten Leistungselektronik und regenerative Energietechnik weiter. Nach dem erfolgreich abgeschlossenen Studium befasste er sich beruflich weiter mit der Entwicklung leistungselektronischer Komponenten zur regenerativen Stromerzeugung.
  • Die fremderregte Synchronmaschine. Grundlagen und Modellbildung mit Matlab Simulink
  • Inhaltsverzeichnis
  • 1. Einleitung
  • 2. Die Synchronmaschine
  • 2.1 Aufbau und Einsatz von Synchronmaschinen
  • 2.2 Theoretische Grundlagen
  • 2.3. Die Vollpolmaschine
  • 2.4 Die Schenkelpolmaschine
  • 3. Herleitung des Models der Synchronmaschine
  • 3.1 Modellanforderungen und Modellgrenzen
  • 3.2 Die Felder der Synchronmaschine
  • 3.3 Die Abc-dq Darstellung
  • 3.4 Das mathematische Modell der Synchronmaschine
  • 3.5 Die Modellgleichungen
  • 3.6 Die Anpassung des Modells
  • 3.7 Die Simulationsergebnisse
  • 4. Die Windkraftanlage
  • 4.1 Die Energieflüsse der Windkraftanlage und deren Entstehung
  • 4.2 Die Aerodynamik des Rotors
  • 4.3 Der mechanisch-elektrische Energiewandler
  • 4.4 Topologien und Ansteuerungen der Leistungselektronik
  • 4.5 Die Betriebsführung von Windkraftanlagen
  • 4.6 Das Modell der Windkraftanlage
  • 4.7 Die Simulationsergebnisse
  • 5. Fazit
  • Formelverzeichnis
  • Abkürzungsverzeichnis
  • Literaturverzeichnis
  • Abbildungsverzeichnis
Textprobe:

Kapitel 3.6: Die Anpassung des Modells:

Das Modell muss angepasst werden, da es zusammen mit der "Powersystemtoolbox" eingesetzt werden soll. Die Signale der Synchronmaschine müssen in Signale der "Powersystemtoolbox" umgewandelt werden und Signale zur Maschine in normale Simulinksignale.
Die Signale zur Maschine sind die Eingangsgrößen, also die Erreger- und Außenleiterspannungen. Diese werden mit Voltmetern aus der "Powersystemtoolbox" umgewandelt. Das Drehmoment muss nicht umgewandelt werden.
Die Ströme, also die Ausgangsgrößen, werden mit Hilfe von Stromquellen mit parallelen Widerständen zurückgekoppelt, die Rückkopplungen sind für den Generatorbetrieb entscheidend, da sie das Netz bilden.
Die drei Ausgangsströme sind abhängige Größen und ergeben immer in der Summe null, deshalb werden genau zwei Ströme zurückgekoppelt. Der dritte Strom wird aus den anderen beiden Strömen berechnet.
Es ist auch möglich alle drei Ströme einzeln zurückzukoppeln, dies erhöht aber die Gefahr von numerischen Fehlern. Nummerische Fehlerquellen sollten von Beginn an vermieden werden [Birmelin].
3.6.1 Bestimmung der Maschinenparameter:

In diesem Abschnitt wird gezeigt, wie aus den üblicherweise von Maschinenherstellern bereitgestellten Daten die Modellparameter ermittelt werden können. Die typischen Maschinenkonstanten sind in Tabelle 1 dargestellt.
Die im Modell verwendeten Parameter sind ebenfalls eingetragen, diese wurden von der Firma VEM zur Verfügung gestellt. Aus der Tabelle 1 können die Parameter für die Feld- und Dämpferwicklung bestimmt werden [.].

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