WO2004055959A1 - Schleifringlose doppeltgespeiste asynchronmaschine - Google Patents

Schleifringlose doppeltgespeiste asynchronmaschine Download PDF

Info

Publication number
WO2004055959A1
WO2004055959A1 PCT/DE2003/004145 DE0304145W WO2004055959A1 WO 2004055959 A1 WO2004055959 A1 WO 2004055959A1 DE 0304145 W DE0304145 W DE 0304145W WO 2004055959 A1 WO2004055959 A1 WO 2004055959A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
asynchronous machine
power
machine
rotor
winding
Prior art date
Application number
PCT/DE2003/004145
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Herbst
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Publication of WO2004055959A1 publication Critical patent/WO2004055959A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K17/00—Asynchronous induction motors; Asynchronous induction generators
    • H02K17/42—Asynchronous induction generators
    • H02K17/44—Structural association with exciting machines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00—Synchronous motors or generators
    • H02K19/16—Synchronous generators
    • H02K19/26—Synchronous generators characterised by the arrangement of exciting windings

Definitions

  • the invention relates to a slip-fed double-fed asynchronous machine.
  • Double-fed asynchronous machines generally contain two three-phase windings, a stator winding fixed to the machine frame or housing and a rotor winding mechanically fixed to a shaft, the shaft being rotatably mounted with the rotor winding with respect to the stator winding.
  • the rotor winding requires electrical rotor connections that are stationary, e.g. are accessible on the machine frame.
  • the rotor connections are usually electrically connected to the rotor winding via slip rings which are mechanically fixed to the shaft in conjunction with carbon brushes which are resiliently attached to the machine frame and which slide on the slip rings and thus establish an electrical contact.
  • Asynchronous machines are used as motors or generators. Double-fed asynchronous generators are mostly used to generate electrical energy in wind turbines of the upper power class, ie from 1 MW upwards. Such
  • the arrangement is, for example, from “Warnecke, Otto; Siemens Energytechnik 5 (1983), issue ⁇ , p. 364ff ".
  • Conventional double-fed asynchronous generators have slip ring rotors and three-phase windings in the rotor and stator.
  • a variable speed of the generator is advantageous for various reasons Primary energy in the form of a gust of wind is first converted into an increase in the number of revolutions of the generator and only gradually the torque of the system is increased and thus the power output is increased. smoothed performance curve compared to a fixed speed system. Nevertheless, the generator at the output terminals should generate power with a grid-synchronous constant frequency.
  • the stator frequency results from the addition of the current speed of the generator and the difference frequency in the rotor.
  • the difference frequency is selected, for example, in such a way that mains frequency is set at the output of the generator. Normally, the generator operates in a speed range that deviates upwards and downwards from its synchronous speed by about 10 - 30%.
  • the difference frequency impressed in the rotor can be positive or negative.
  • the direction of energy is therefore also positive or negative, which means that at sub-synchronous speeds, energy is fed into the rotor and the respective demand is dissipated to the standard current; at oversynchronous speeds, energy is drawn from the rotor and the respective rotor current generated is fed to the stator current or network.
  • the control or stamping of the rotor frequency takes place via stationary, stationary converters, which are combined
  • Rectifiers and inverters Rectifiers and inverters.
  • the rotor winding is usually connected to the converter in three phases via slip rings.
  • Slip rings' and carbon brushes as mechanical components are subject to considerable wear and cause, for example, coal dust as abrasion of the carbon brushes.
  • a machine equipped in this way requires a lot of maintenance.
  • slip rings and brushes can lead to unplanned failures and thus have a negative impact on the availability of the machine.
  • the task now is to specify an asynchronous machine which is designed without a slip ring, has favorable harmonic properties and has control properties similar to a slip ring machine.
  • a slip-fed double-fed asynchronous machine with the features of claim 1.
  • Such a machine contains a main machine with three-phase windings in the main rotor and main stand and an exciter with direct current winding in the exciter stand and three-phase winding in the exciter rotor.
  • the three-phase windings in the main rotor and exciter rotor are mechanically fixed on the same shaft and together with it form a rotating part of the asynchronous machine.
  • the asynchronous machine also contains a converter that is firmly attached to the shaft. The converter serves to convert a power generated in the rotor winding of the excitation machine, which has an output frequency determined by the speed of the shaft, into one of the rotor Power supplied to the main machine, which has a nominal frequency generated by the converter.
  • the brushless and slip ring-free design of the asynchronous machine avoids abrasion of the brushes in the form of brush dust (graphite).
  • the machine can no longer be contaminated by brush dust and graphite deposits are ruled out as a source of errors for winding short circuits.
  • Brushes and slip rings are no longer necessary and therefore the maintenance work to be carried out on them.
  • the risk of unplanned failures is reduced by the elimination of maintenance-intensive and error-prone parts, such as carbon brushes.
  • the availability of the machine is increased.
  • the task of the slip rings and carbon brushes, namely to transmit electrical power between the rotor and the stator is taken over by the exciter by transmitting this energy according to the transformer principle by means of electromagnetic fields.
  • the target frequency of the power supplied to the main rotor can be specified.
  • the asynchronous machine is particularly useful in generator operation Given the speed of the shaft, the frequency of the power generated on the main stand can be controlled, or it is made possible that the frequency of the power output on the main stand is kept constant when the speed of the shaft changes by controlling the target frequency.
  • a transmission device which allows information to be transmitted without contact between the stationary and rotating part of the asynchronous machine.
  • This information can e.g. Control signals that are transmitted from the stationary part of the machine to the (rotating) converter, e.g. the value of the nominal frequency of the converter can be determined, calculated or specified in the stationary part of the machine and then transmitted to the converter without contact.
  • Information from the rotating part e.g. the temperatures of the windings of the main and field rotors are transferred to the stationary part of the machine and processed there, for example.
  • Such a transmission device for information transmission must contain at least two interacting reciprocals, one working as a transmitter and one as a receiver, and a transmission path between them.
  • each other side works both as a transmitter and a receiver, these are referred to as transceivers.
  • the transmission device for the contactless transmission of information can be a radio transmission link, in particular a radio LAN connection.
  • a wireless LAN has the advantage over an infrared link that it is less sensitive to dirt.
  • the converter contains diodes which rectify the power generated in the field rotor winding of an output frequency.
  • the converter contains an inverter for the subsequent alternation of the power into an alternating power of a set frequency.
  • the converter also contains a DC circuit between the diodes and the inverter.
  • the converter itself, in particular its inverter, or the transceiver of the transmission device attached to the shaft.
  • the converter requires additional auxiliary energy to convert the power from an output frequency to a set frequency.
  • the converter draws the auxiliary energy from the DC circuit between the diodes and the inverter. Additional measures to supply the inverter with energy are thus avoided.
  • the converter obtains the required auxiliary energy from an auxiliary winding attached to the shaft.
  • the advantage here is that there is no intervention in the electrical circuit consisting of the exciter, converter and main machine by removing a variable amount of energy. Harmonics can thus be avoided better.
  • the current strength in the DC winding in the excitation stand can be made controllable.
  • the power can be controlled, which is induced in the rotor winding of the excitation machine and which is fed to the converter or the three-phase winding of the main rotor, which in turn leads to control of the power delivered to the main stand in generator operation parallel to the network.
  • the power factor can be controlled in this way by means of a control superordinate to the excitation power and setpoint frequency control in parallel operation with a stronger network (cos- ⁇ control).
  • the asynchronous machine as a motor, it is designed for permanent oversynchronous operation.
  • the asynchronous machine is designed as a generator, in particular as a generator in wind turbines.
  • a wind turbine can be designed by using a corresponding gear between the axis connected to the rotor blades and the generator in such a way that even at the maximum achievable speed of the rotor blades, the speed of the generator remains so low that it always runs in sub-synchronous operation.
  • the generator is therefore designed for permanent underfrequency operation.
  • the generator is equipped with controllers that control the excitation power, e.g. For a given voltage, determine the current in the excitation machine and the target frequency for the converter.
  • the regulators can be designed in such a way that a power with constant frequency, in particular the mains frequency, is always output at the output terminals of the three-phase winding in the main stand. This means that the generator can be operated to generate electricity on a power network with a fixed network frequency, e.g. the public electricity grid.
  • a device which allows the phase position between the current emitted by the generator and the voltage to be controlled. This is preferably done by a control system that is superior to the excitation power and setpoint frequency control. It is a so-called reactive power or cos- ⁇ control. The ratio between active and reactive power can therefore be adapted to the network requirements.
  • Fig. 1 shows an asynchronous machine according to the invention in the
  • FIG. 2 shows an asynchronous machine according to the invention in the design as a generator
  • FIG. 1 shows an asynchronous machine 2 in operation as a generator, which contains a main machine 4 and an excitation machine 6.
  • the asynchronous machine 2 is driven by a shaft 8, for example, by a windmill, not shown.
  • the main machine 4 is connected via electrical lines 10 and 12 to a power grid 14, into which it feeds electrical energy.
  • An excitation device 18 is also connected to the electrical network 14 via electrical lines 12 and 16 and feeds the excitation machine 6 with energy via an electrical line 20.
  • the excitation device 18 contains a transformer 22, a rectifier 24 and a controller 26.
  • the controller 26 regulates the voltage at the output of the main machine 4 by adjusting or regulating the excitation power, that is to say the direct power supplied to the excitation machine 6 (terminals 50; FIG. 2 ).
  • a converter 28 is electrically connected between the excitation machine 6 and the main machine 4, which converts the power of an output frequency generated or transmitted in the excitation machine converts a power of a target frequency and feeds it to the main machine 4.
  • the output frequency is dependent on the speed of shaft 8 and, in the case of a wind turbine, therefore on the current supply of primary energy (ie the wind strength).
  • inverters 28 were always arranged between the lines 16 and 20 instead of the excitation device 18 - this corresponds to a placement between network terminals and rotor slip rings.
  • 29 harmonics were fed into the power network 14 in the direction of the arrow.
  • the harmonics generated by the converter in each case pass through an induction machine (4 or 6) before they can reach the power grid 14.
  • induction machines have a very "soft" voltage curve shape, i.e. harmonics are very well damped.
  • the generator In order to be able to operate the generator on a power grid 14 with a fixed grid frequency, the generator must always output power at this grid frequency. Since the speed of the generator can vary greatly, for example in wind turbines, frequency adjustment must take place. For this it is necessary that the set frequency can be specified in the converter 28.
  • the setpoint frequency is determined in a controller 62 and transmitted to the converter 28 via the line 63.
  • a higher-level controller 64 is provided. With This can be used, for example, to implement a reactive power control for the power fed into the network 14. In parallel operation with a stronger network 14, the power factor cos- ⁇ can thus also be regulated.
  • the main machine 4 of the asynchronous machine 2 contains the main stand 30 and the main rotor 32.
  • the excitation machine 6 contains the excitation stand 34 and the excitation rotor 36.
  • the main stand and rotor 30 and 32 and the excitation rotor 36 contain three-phase windings, the excitation stand 34 contains a direct current winding.
  • Exciter rotor 36 and main rotor 32 are fixed mechanically on the shaft 8.
  • a fan wheel 38, the converter 28 and the electrical lines 40 and 42 for connecting the converter 28 to the rotor windings 36 and 32 are also fixed mechanically on the shaft.
  • the shaft is rotatable in bearings 44 relative to the housing 46 of the asynchronous machine 2 stored.
  • the axis 8 and the parts attached to it rotate in the asynchronous machine 2.
  • the fan wheel 38 conveys cooling air through the asynchronous machine 2, e.g. to dissipate power losses in the form of heat from the machine in the windings or in the converter 28, ie to cool the machine.
  • Attached to the housing 46 of the asynchronous machine 2 is a terminal box 48 which carries electrical terminals 50.
  • the main stand winding 30 is connected to the terminals 50, e.g. to be able to dissipate the power generated in it in generator mode.
  • the control 26 is connected to the terminals 50 in order to pass on a direct power fed in at the terminals 50 to the exciter stand winding 34 in a controlled manner.
  • a transmission device 56 is positioned for wireless information transmission, which contains a transceiver 58 which is mechanically fixed to the shaft and a transceiver 60 which is stationary with respect to the generator housing 46.
  • a transmission path 61 is located between the two transceivers 58 and 60.
  • the direct current winding of the excitation stand 34 has a direct current flowing through it, the output of which is regulated by the controller 26.
  • the direct current in the exciter stand 34 generates a magnetic direct field in which the three-phase winding of the exciter rotor 36 rotates. This induces a voltage or power in the three-phase winding of the field rotor 36.
  • the power thus generated in the exciter rotor 36 is fed to the converter 28 via the line 42.
  • the alternating power is first rectified via diodes in the converter, for example into a DC voltage. From this DC voltage, all electrical consumers located on the shaft 8 can be supplied, for example the inverter in the converter or the transceiver 58 of the transmission device 56 for transmitting information, which is attached to the end face 54.
  • the rectified power is then converted by the inverter 28 into a power at the desired frequency and fed to the three-phase winding in the main rotor 32 via the feed line 40.
  • the (rotating) three-phase winding in turn generates an alternating magnetic field which induces an alternating voltage of a total frequency in the three-phase winding of the main stator 30, the total frequency being dependent on the target frequency specified in the inverter 28 and the speed of the shaft 8.
  • the size of the current in the The main rotor 32 is regulated by the magnitude of the current that is supplied to the exciter stand 34.
  • the target frequency which is used in the inverter 28 as a reference variable for frequency clocking, that is to say the frequency in the main rotor 32, is formed in a stationary controller 62.
  • the nominal frequency is transmitted to the converter 28 without contact.
  • the setpoint frequency acts via the inductive coupling between the field rotor 32 and the stator 30 on the nominal frequency of the power output by the generator at the terminals 50.
  • the output power of the generator 2 is thus also regulated.
  • the generator is therefore designed for permanent underfrequency operation. This is achieved through the gearbox tuning mentioned above. Since the power flow from the network 14 to the excitation device 18 takes place, which essentially feeds back hardly any harmonics and the power is supplied from the main machine 4 to the network 14 and hardly any harmonics are found here either, the generator according to the invention has a better voltage curve shape than conventional double-fed asynchronous generators.
  • a comparison of the controllers 26 and 62 with the blade adjustment and the power control of the wind turbine is possible and useful in order to optimize the efficiency of the wind turbine.
  • the higher-level controller 64 is used for this purpose.
  • the comparison of the controllers 26, 62 and 64 with one another or the combination of all controllers in a single control unit is also possible and useful in order to save costs and to implement a uniform control.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine schleifringlose doppeltgespeiste Asynchronmaschine. Diese enthält eine Hauptmaschine (4) mit Drehstromwicklungen im Hauptläufer (32) und Hauptständer (30) und einer Erregermaschine (6) mit Gleichstromwicklung im Erregerständer (34) und Drehstromwicklung im Erregerläufer (36), wobei die Drehstromwicklungen im Hauptläufer (32) und Erregerläufer mechanisch fest auf ein und derselben Welle (8) angebracht sind und gemeinsam mit dieser ein rotierendes Teil bilden. Auf der Welle (8) ist ein Umrichter (28) zut Umrich­tung einer in der Läuferwicklung der Erregermaschine erzeugten Leistung einer Ausgangsfrequenz in eine der Läuferwicklung der Hauptmaschine zugeführte Leis­tung einer Sollfrequenz fest angebracht.

Description

Beschreibung
Schleifringlose doppeltgespeiste Asynchronmaschine
Die Erfindung betrifft eine schleifringlose doppeltgespeiste Asynchronmaschine .
Doppeltgespeiste Asynchronmaschinen enthalten im allgemeinen zwei Drehstromwicklungen, eine am Maschinengestell oder - geh use ortsfest angebrachte Ständerwicklung und eine mechanisch fest auf einer Welle angebrachte Läuferwicklung, wobei die Welle mit der Läuf rwicklung rotierbar bezüglich der Ständerwicklung gelagert ist. Die Läuferwicklung benötigt elektrische Läuferanschlüsse, die ortfest ruhend z.B. am Ma- schinengestell zugänglich sind. Die elektrische Verbindung der Läuferanschlüsse mit der Läuferwicklung erfolgt üblicherweise über auf der Welle mechanisch fest angebrachte Schleifringe in Verbindung mit am Maschinengestell federnd angebrachten Kohlebürsten, die auf den Schleifringen gleitend aufliegen und so einen elektrischen Kontakt herstellen.
Asynchronmaschinen werden als Motoren oder Generatoren eingesetzt. In Windturbinen der oberen Leistungsklasse, also etwa ab 1MW, werden zur Erzeugung elektrischer Energie meist dop- peltgespeiste Asynchrongeneratoren benutzt. Eine derartige
Anordnung ist zum Beispiel aus „Warnecke, Otto; Siemens Energietechnik 5 (1983), Heft β, S. 364ff" bekannt. Herkömmliche doppeltgespeiste Asynchrongeneratoren weisen Schleifringläufer und Drehstromwicklungen im Läufer und Ständer auf . Bei Windenergieanlagen ist eine variable Drehzahl des Generators aus verschiedenen Gründen vorteilhaft. Beispielsweise kann so ein plötzlich steigendes Angebot an Primärenergie in Form einer Windbö zunächst in eine Drehzahlerhöhung des Generators umgesetzt werden und erst allmählich das Drehmoment der Anlage gesteigert und somit die Leistungsabgabe erhöht werden. Dies führt zu einer wesentlich reduzierten Belastung der mechanischen Bauteile der Windkraftanlage und einer ge- glätteten Leistungskurve gegenüber einer Anlage mit fester Drehzahl . Dennoch soll der Generator an den Ausgangsklemmen eine Leistung mit netzsynchroner konstanter Frequenz erzeugen. Deshalb nutzt man die Drehstromwicklung im Läufer, um dort eine geregelte Differenzfrequenz einzuprägen. Aus der Addition von momentaner Drehzahl des Generators und Differenzfrequenz im Läufer ergibt sich die Ständerfrequenz. Die Differenzfrequenz wird z.B. so gewählt, dass sich am Ausgang des Generators Netzfrequenz einstellt. Im Normalfall arbeitet der Generator in einem Drehzahlbereich, der um etwa 10 - 30% nach oben und unten von seiner synchronen Drehzahl abweicht . Die im Läufer aufgeprägte Differenzfrequenz kann positiv oder negativ sein. Ebenso ist deshalb die Energierichtung positiv oder negativ, was bedeutet, dass bei untersynchronen Drehzah- len Energie in den Läufer gespeist wird und der jeweilige Bedarf dem St nderstro abgeführt wird; bei übersynchronen Drehzahlen wird Energie aus dem Läufer entnommen und der jeweilige erzeugte Läuferstrom dem Ständerstrom bzw. Netz zugeführt. Die Regelung bzw. Prägung der Läuferfrequenz erfolgt über ortsfeste ruhende Umrichter, das sind kombinierte
Gleich- und Wechselrichter. Die Läuferwicklung ist über Schleifringe meist 3-phasig mit dem Umrichter verbunden.
Schleifringe' und Kohlebürsten als mechanische Bauteile unter- liegen erheblichem Verschleiß und verursachen z.B. Kohlestaub als Abrieb der Kohlebürsten. Als Folge hiervon ist eine derartig ausgerüstete Maschine sehr wartungsauf endig. Je nach Betriebsbedingungen können Schleifringe und Bürsten zu unge- planten Ausfällen führen und wirken sich somit negativ auf die Verfügbarkeit der Maschine aus.
Bei großen Windturbinen und insbesondere in der Offshorean- wendung werden aus Schutz gegen Umwelteinflüsse total gekapselte Generatoren benötigt, bei denen der anfallende Bürsten- staub aus elektrisch leitfähigem Graphit in der Maschine oder in der Maschinengondel verbleibt und eine zusätzliche Fehlerquelle (z. B. Wicklungskurzschlüsse) darstellt. Zur Vermeidung der Problematik ist z.B. aus der DE 101 41 486 I eine schleifringlose Asynchronmaschine bekannt, die die oben genannten Anforderungen erfüllt. Nachteilig hierbei ist allerdings, dass ausgehend vom Umrichter störende Oberwellen in das an die Maschine angeschlossene Stromnetz eingespeist werden. Wird die bekannte Asynchronmaschine als Generator betrieben, ist eine Steuerung der elektrischen Eigenschaften der Maschine im Frequenzumrichter möglich. Diesem elektrisch nachgeschaltet sind in diesem Fall zwei Induktionsmaschinen in Reihenschaltung. Um die elektrischen Eigenschaften am Ausgang der zweiten Maschine beeinflussen zu können, muss im Regler das Verhalten beider Maschinen berücksichtigt werden. Hierbei geht beispielsweise die Drehzahl der Welle quadratisch in den Zusammenhang zwischen Ausgangsfrequenz des Um- richters und Ausgangsfrequenz des Generators ein. Eine Regelung ist deshalb nicht unaufwendig.
Aufgabe ist es nun, eine Asynchronmaschine anzugeben, die schleifringlos ausgeführt ist, günstige Oberwelleneigenschaf- ten besitzt und Regeleigenschaften ähnlich einer Schleifring- maschine aufweist.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine schleifringlose doppeltgespeiste Asynchronmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Eine solche Maschine enthält eine Hauptmaschine mit Drehstromwicklungen im Hauptläufer und Hauptständer und eine Erregermaschine mit Gleichstromwicklung im Erregerständer und Drehstromwicklung im Erregerläufer. Die Drehstromwicklungen im Hauptläufer und Erregerläufer sind me- chanisch fest auf ein und derselben Welle angebracht und bilden gemeinsam mit dieser ein rotierendes Teil der Asynchronmaschine. Die Asynchronmaschine enthält weiter einen Umrichter, der auf der Welle fest angebracht ist. Der Umrichter dient zur Umrichtung einer in der Läuferwicklung der Erreger- maschine erzeugten Leistung, welche eine von der Drehzahl der Welle bestimmte Ausgangsfrequenz besitzt, in eine der Läufer- wicklung der Hauptmaschine zugeführte Leistung, die eine vom Umrichter erzeugte Sollfrequenz aufweist.
Durch die Platzierung des Umrichters auf der Welle ist dieser sowohl eingangs- als auch ausgangsseitig nicht mehr direkt, sondern über je eine Induktionsmaschine mit dem Stromnetz verbunden. Die Übertragung von Oberwellen in das Stromnetz ist so weitestgehend unterdrückt, da eine Induktionsmaschine eine wesentlich „weichere" Spannungskurvenform aufweist als ein Umrichter. Eine gegebenenfalls durchzuführende Steuerung/Regelung der elektrischen Eigenschaften der Maschine im generatorischen Betrieb muss deshalb auch, wie bei Schleifringmaschinen, nur das Verhalten einer einzigen Induktionsmaschine, nämlich der Hauptmaschine, berücksichtigen. Die Steuerung kann deshalb relativ einfach ausgeführt werden, nämlich wie bei einer herkömmlichen doppeltgespeisten Asynchronmaschine mit Schleifringen.
Durch die bürsten- und schleifringlose Ausführung der Asyn- chronmaschine wird der Abrieb der Bürsten in Form von Bürstenstaub (Graphit) vermieden. Die Maschine kann nicht mehr durch Bürstenstaub verunreinigt werden und Graphitablagerungen scheiden als Fehlerquelle für Wicklungskurzschlüsse aus. Bürsten und Schleifringe entfallen und somit die an diesen vorzunehmenden Wartungsarbeiten. Außerdem ist das Risiko un- geplanter Ausfälle durch den Wegfall wartungsintensiver und fehleranfälliger Teile, beispielsweise der Kohlebürsten, erniedrigt. Die Verfügbarkeit der Maschine wird somit erhöht. Die Aufgabe der Schleifringe und Kohlebürsten, nämlich elek- trische Leistung zwischen Läufer und Ständer zu übertragen, wird von der Erregermaschine übernommen, indem diese Energie nach dem Transformatorprinzip vermittels elektromagnetischer Felder überträgt .
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Sollfrequenz der dem Hauptläufer zugeführten Leistung vorgebbar. Dadurch wird insbesondere im Generatorbetrieb der Asynchronmaschine bei gegebener Drehzahl der Welle die Frequenz der am Hauptständer erzeugten Leistung steuerbar bzw. wird ermöglicht, dass bei veränderlicher Drehzahl der Welle durch Steuerung der Soll- frequenz die Frequenz der am Hauptständer abgegebenen Lei- stung konstant gehalten wird.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Übertragungseinrichtung vorgesehen, die es erlaubt, Informationen zwischen ruhendem und rotierendem Teil der Asynchron- maschine berührungslos zu übertragen. Diese Informationen können z.B. Steuersignale sein, die vom ruhenden Teil der Maschine zum (rotierenden) Umrichter übertragen werden, z.B. kann der Wert der Sollfrequenz des Umrichters im ruhenden Teil der Maschine bestimmt, errechnet oder vorgegeben werden und anschließend berührungslos zum Umrichter übertragen werden. Es können auch Informationen vom rotierenden Teil, z.B. die Temperaturen der Wicklungen der Haupt- und Erregerläufer, zum ruhenden Teil der Maschine übertragen werden und etwa dort weiterverarbeitet werden. Eine derartige Übertragungs- einrichtung zur Informationsübertragung muss mindestens zwei zusammenwirkende Gegenseiten enthalten, wobei jeweils eine als Sender und eine als Empfänger arbeitet und sich zwischen diesen eine Übertragungsstrecke befindet. Da jede Gegenseite sowohl als Sender als auch Empfänger arbeitet, bezeichnet man diese als Transceiver. Besonders günstig scheint die Anbringung der Sende- und Empfangseinrichtungen im Bereich der Maschinenwelle, insbesondere an der Stirnseite des freien Endes, also der einer angeschlossenen Kupplung, einem Getriebe o.a. abgewandten Stirnseite der Welle. Hierdurch können die zu überbrückenden Luftstrecken so klein wie möglich und konstant gehalten werden.
Die Übertragungseinrichtung zur berührungslosen Übertragung von Information kann eine Funkübertragungsstrecke, insbeson- dere eine Funk-LAN-Verbindung sein. Ein Funk-LAN hat gegenüber einer Infrarotstrecke den Vorteil, dass dieses unempfindlicher gegen Verschmutzung ist. In einer Ausgestaltung der Erfindung enthält der Umrichter Dioden, die die in der Erregerläuferwicklung erzeugte Leistung einer Ausgangsfrequenz gleichrichten. Weiterhin enthält der Umrichter einen Wechselrichter zur anschließenden Wechselrichtung der Leistung in eine Wechselleistung einer Soll- frequenz. Der Umrichter enthält außerdem einen zwischen Dioden und Wechselrichter liegenden Gleichkreis. Ein Vorteil hierbei ist, dass dem Gleichkreis leicht Energie zur Versorgung anderer elektrischer Verbraucher entnommen werden kann.
Dies kann z.B. der Umrichter selbst, insbesondere dessen Wechselrichter, oder der auf der Welle angebrachte Transceiver der Übertragungseinrichtung sein. Zur Umrichtung der Leistung von einer Ausgangsfrequenz in eine Sollfrequenz benö- tigt der Umrichter zusätzliche Hilfsenergie. In einer Ausgestaltung der Erfindung bezieht der Umrichter die Hilfsenergie aus dem Gleichkreis zwischen Dioden und Wechselrichter. Zusätzliche Maßnahmen zur Energieversorgung des Wechselrichters werden so vermieden.
In einer anderen Ausführungsform bezieht der Umrichter die benötigte Hilfsenergie aus einer auf der Welle angebrachten Hilfswicklung. Der Vorteil hierbei ist, dass in den elektrischen Kreis aus Erregermaschine, Umrichter und Hauptmaschine nicht durch Entnahme einer variablen Energiemenge eingegriffen wird. Oberschwingungen können so besser vermieden werden.
Die Stromstärke in der Gleichstromwicklung im Erregerständer kann steuerbar ausgeführt sein. Hierdurch ist die Leistung steuerbar, die in der Läuferwicklung der Erregermaschine induziert und dem Umrichter bzw. der Drehstromwicklung des Hauptläufers zugeführt wird, was wiederum dazu führt, bei Generatorbetrieb parallel zum Netz die am Hauptständer abgegebene Leistung zu steuern. Außerdem kann hierdurch mittels ei- ner der Erregerleistungs- und Sollfrequenzregelung übergeordneten Regelung im Parallelbetrieb mit einem stärkeren Netz der Leistungsfaktor geregelt werden (cos-φ-Regelung) . In einer Ausführungsform der Asynchronmaschine als Motor ist diese für dauerhaft übersynchronen Betrieb ausgelegt .
In einer anderen Ausführungsform ist die Asynchronmaschine als Generator, insbesondere als Generator in Windturbinen ausgelegt. Eine Windturbine l sst sich durch Verwendung eines entsprechenden Getriebes zwischen der mit den Rotorblättern verbundenen Achse und Generator derart auslegen, dass selbst bei maximal erreichbarer Drehzahl der Rotorblätter die Dreh- zahl des Generators so niedrig bleibt, dass dieser immer im untersynchronen Betrieb läuft. So wird Leistung, wie oben beschrieben, immer nur dem Hauptläufer zugeführt. In dieser Ausführungsform ist der Generator deshalb für permanent un- terfrequenten Betrieb ausgelegt .
In bevorzugten Ausführungsformen ist der Generator mit Reglern ausgerüstet, die die Erregerleistung, also z.B. bei gegebener Spannung den Strom in der Erregermaschine und die Sollfrequenz für den Umrichter bestimmen. Die Regler können derart ausgeführt sein, dass an den Ausgangsklemmen der Drehstromwicklung im Hauptständer stets eine Leistung mit konstanter Frequenz, insbesondere der Netzfrequenz, abgegeben wird. Hierdurch ist ein Betrieb des Generators zur Stromerzeugung an einem Stromnetz mit fest vorgegebener Netzfre- quenz, z.B. dem öffentlichen Stromnetz, möglich.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Vorrichtung vorgesehen, die eine Steuerung der Phasenlage zwischen dem vom Generator abgegebenen Strom und der Spannung erlaubt. Dies erfolgt vorzugsweise durch eine der Erregerleistungs- und Sollfrequenzregelung übergeordnete Regelung. Es handelt sich um eine sogenannte Blindleistungsoder cos-φ-Regelung. Das Verhältnis zwischen Wirk- und Blindleistung kann also den Netzbedürfnissen angepasst werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform bei der Verwendung der Asynchronmaschine als Generator in einer Windtur- bine ist zur Optimierung des Wirkungsgrades der Windturbine eine gemeinsame Steuerung des Sollwertes für die Flügelstellung der Windturbine, des Sollwertes für die dem Ständer der Erregermaschine zugeführte Leistung und die Sollfrequenz in der Hauptlauferwicklung vorgesehen.
Für eine weitere Erläuterung der Erfindung wird auf die Aus- führungsbeispiele der Zeichnung verwiesen. Es zeigen:
Fig. 1 eine Asynchronmaschine gemäß der Erfindung in der
Auslegung als Generator mit Anschluss an ein Stromversorgungsnetz,
Fig. 2 eine Asynchronmaschine gemäß der Erfindung in der Auslegung als Generator,
jeweils in einer Prinzipdarstellung.
In Fig. 1 ist eine Asynchronmaschine 2 im Betrieb als Genera- tor dargestellt, die eine Hauptmaschine 4 und eine Erregermaschine 6 enthält. Die Asynchronmaschine 2 wird über eine Welle 8 zum Beispiel von einem nicht dargestellten Windrad angetrieben. Die Hauptmaschine 4 ist über elektrische Leitungen 10 und 12 an einem Stromnetz 14 angeschlossen, in welches sie elektrische Energie einspeist. Über elektrische Leitungen 12 und 16 ist am Stromnetz 14 weiterhin ein Erregergerät 18 angeschlossen, welches die Erregermaschine 6 über eine elektrische Leitung 20 mit Energie speist. Das Erregergerät 18 enthält einen Transformator 22, einen Gleichrichter 24 und einen Regler 26. Der Regler 26 regelt durch Nachführung bzw. Regelung der Erregerleistung, also der der Erregermaschine 6 zugeführten Gleichleistung, die Spannung am Ausgang der Hauptmaschine 4 (Klemmen 50; Fig. 2) .
Elektrisch zwischen Erregermaschine 6 und Hauptmaschine 4 ist ein Umrichter 28 geschaltet, der die in der Erregermaschine erzeugte bzw. übertragene Leistung einer Ausgangsfrequenz in eine Leistung einer Sollfrequenz umrichtet und der Hauptmaschine 4 zuführt. Die Ausgangsfrequenz ist hierbei von der Drehzahl der Welle 8 und, im Falle einer Windkraftanlage, somit vom aktuellen Angebot an Primärenergie (also der Wind- stärke) abhängig.
In bisherigen Ausführungsformen von doppelt gespeisten Asynchrongeneratoren waren Umrichter 28 stets anstelle des Erregergerätes 18 zwischen den Leitungen 16 und 20 - das ent- spricht einer Platzierung zwischen Netzklemmen und Läuferschleifringen - angeordnet . Hierdurch wurden in Richtung des Pfeiles 29 Oberwellen in das Stromnetz 14 eingespeist. Durch die Positionierung des Umrichters 28 auf der Welle 8 und elektrisch zwischen der Hauptmaschine 4 und der Erregerma- schine 6 wird die Einspeisung von Oberwellen in das Stromnetz 14 weitestgehend vermieden. Die vom Umrichter erzeugten Oberwellen durchlaufen nämlich in jedem Fall eine Induktionsmaschine (4 oder 6) , bevor sie in das Stromnetz 14 gelangen können. Induktionsmaschinen haben jedoch eine sehr „weiche" Spannungskurvenform, d.h. Oberwellen werden sehr gut gedämpft .
Um den Generator an einem Stromnetz 14 mit festgelegter Netz- frequenz betreiben zu können, muss dieser stets Leistung die- ser Netzfrequenz abgeben. Da beispielsweise in Windkraftanlagen die Drehzahl des Generators stark variieren kann, muss eine Frequenzanpassung stattfinden. Hierzu ist es nötig, dass im Umrichter 28 die Sollfrequenz vorgebbar ist. Die Sollfrequenz wird in einem Regler 62 bestimmt und über die Leitung 63 an den Umrichter 28 übermittelt. Durch die Regelung der dem Erregerständer zugeführten Leistung mit Hilfe des Reglers 26 und durch die Wahl einer geeigneten Sollfrequenz im Umrichter 28 wird die Anlage derart gesteuert, dass über die Leitung 10 von der Asynchronmaschine 2 stets Leistung mit Netzfrequenz ins Stromnetz 14 eingespeist wird, der Generator also netzsynchron arbeitet. Um beide Regler 26 und 62 zu koordinieren, ist ein übergeordneter Regler 64 vorgesehen. Mit Hilfe dessen kann z.B. eine Blindleistungsregelung für die in das Netz 14 eingespeiste Leistung realisiert werden. Im Parallelbetrieb mit einem stärkeren Netz 14 kann somit auch der Leistungsfaktor cos-φ geregelt werden.
In Fig. 2 ist zu erkennen, dass die Hauptmaschine 4 der Asynchronmaschine 2 den Hauptständer 30 und den Hauptläufer 32 enthält. Die Erregermaschine 6 enthält den Erregerständer 34 und den Erregerläufer 36. Hauptständer und -laufer 30 und 32 und Erregerläufer 36 enthalten Drehstromwicklungen, der Erregerständer 34 enthält eine Gleichstromwicklung. Erregerläufer 36 und Hauptläufer 32 sind mechanisch fest auf der Welle 8 angebracht. Weiterhin mechanisch fest auf der Welle angebracht ist ein Lüfterrad 38, der Umrichter 28 und die elek- trischen Leitungen 40 und 42 zur Verbindung von Umrichter 28 mit den Läuferwicklungen 36 und 32. Die Welle ist in Lagern 44 drehbar gegenüber dem Gehäuse 46 der Asynchronmaschine 2 gelagert .
Im Betrieb dreht sich die Achse 8 und die auf ihr angebrachten Teile rotierend in der Asynchronmaschine 2. Das Lüfterrad 38 fördert Kühlluft durch die Asynchronmaschine 2, um z.B. in den Wicklungen oder im Umrichter 28 umgesetzte Leistungsverluste in Form von Wärme aus der Maschine abzutransportieren, also die Maschine zu kühlen. Am Gehäuse 46 der Asynchronmaschine 2 angebracht ist ein Klemmkasten 48, der elektrische Klemmen 50 trägt. An den Klemmen 50 ist zum einen die Hauptständerwicklung 30 angeschlossen, um z.B. im Generatorbetrieb die in ihr erzeugte Leistung abführen zu können. Zum anderen ist an den Klemmen 50 die Regelung 26 angeschlossen, um eine an den Klemmen 50 eingespeiste Gleichleistung geregelt an die Erregerständerwicklung 34 weiterzugeben.
An der Stirnseite 52 der Welle 8 greift zum Beispiel kraft- schlüssig die Welle eines nicht dargestellten Windrades an der Welle 8 an, die Welle 8 wird also aus Richtung der Stirnseite 52 mechanisch angetrieben. An der gegenüberliegenden Stirnseite 54 der Welle 8 ist eine Übertragungseinrichtung 56 zur drahtlosen Informationsübertragung positioniert, die einen mechanisch fest auf der Welle angebrachten Transceiver 58 und einen ortsfest bezüglich des Generatorgehäuses 46 ruhen- den Transceiver 60 enthält. Zwischen den beiden Transceivern 58 und 60 befindet sich eine Übertragungsstrecke 61. Mit Hilfe der Übertragungseinrichtung 56 zur Informationsübertragung und einer Leitung 63 kann zum Beispiel ein Sollwert von einem ruhenden Sollwertgeber im Regler 62 zum rotierenden Umrichter 28 berührungslos übertragen werden.
Im Generatorbetrieb ist die Gleichstromwicklung des Erregerständers 34 von einem Gleichstrom durchflössen, dessen Leistung durch den Regler 26 geregelt ist. Der Gleichstrom im Erregerständer 34 erzeugt ein magnetisches Gleichfeld, in dem die Drehstromwicklung des Erregerläufers 36 rotiert. Hierdurch wird eine Spannung bzw. Leistung in der Drehstromwicklung des Erregerläufers 36 induziert. Die so erzeugte Leistung im Erregerläufer 36 wird über die Leitung 42 dem Um- richter 28 zugeführt. Über Dioden im Umrichter wird die Wechselleistung zunächst gleichgerichtet, zum Beispiel in eine Gleichspannung. Aus dieser Gleichspannung können sämtliche auf der Welle 8 befindlichen elektrischen Verbraucher versorgt werden, zum Beispiel der Wechselrichter im Umrichter oder der an der Stirnseite 54 angebrachte Transceiver 58 der Übertragungseinrichtung 56 zur Informationsübertragung.
Die gleichgerichtete Leistung wird anschließend vom Wechselrichter 28 in eine Leistung mit Sollfrequenz umgerichtet und über die Zuleitung 40 der Drehstromwicklung im Hauptlaufer 32 zugeführt. Durch die (rotierende) Drehstromwicklung wird nun wiederum ein magnetisches Wechselfeld erzeugt, das in der Drehstromwicklung des HauptStänders 30 eine Wechselspannung einer Summenfrequenz induziert, wobei die Summenfrequenz ab- hängig von der im Wechselrichter 28 vorgegebenen Sollfrequenz und der Drehzahl der Welle 8 ist . Die Größe des Stromes im Hauptläufer 32 wird durch die Größe des Stromes, der dem Erregerständer 34 zugeführt wird, geregelt.
Die Sollfrequenz, die im Wechselrichter 28 als Führungsgröße für die Frequenztaktung genutzt wird, also die Frequenz im Hauptläufer 32, wird in einem ruhenden Regler 62 gebildet.
Die Sollfrequenz wird berührungslos zum Umrichter 28 übertragen. Die Sollfrequenz wirkt über die induktive Kupplung zwischen Erregerläufer 32 und -Ständer 30 auf die Nennfrequenz der vom Generator abgegebenen Leistung an den Klemmen 50. Im Parallelbetrieb mit einem stärkeren Netz 14 wird somit auch die Abgabeleistung des Generators 2 geregelt.
Nach dem oben beschriebenen Prinzip können nur positive Differenzfrequenzen zwischen Drehzahl und Sollfrequenz erzeugt werden, also Leistung dem Hauptläufer 32 nur zugeführt werden, da eine Leistungsübertragung vom Läufer 36 zum Ständer 34 der Erregermaschine nicht möglich ist. Der Generator ist deshalb für den dauerhaft unterfrequenten Betrieb ausgelegt . Dies wird durch die oben erwähnte Getriebeabstimmung er- reicht. Da der Leistungsfluss vom Netz 14 in das Erregergerät 18 stattfindet, das im wesentlichen kaum Oberwellen zurückspeist und die Netzspeisung von der Hauptmaschine 4 zum Netz 14 hin erfolgt und auch hier kaum Oberwellen zu finden sind, ist der erfindungsgemäße Generator durch eine bessere Span- nungskurvenform als herkömmliche doppeltgespeiste Asynchrongeneratoren gekennzeichnet .
Ein Abgleich der Regler 26 und 62 mit der Flügelverstellung und der Leistungsregelung der Windturbine ist möglich und sinnvoll, um den Wirkungsgrad der Windturbine zu optimieren. Hierzu dient der übergeordnete Regler 64. Der Abgleich der Regler 26, 62 und 64 untereinander oder die Kombination aller Regler in einer einzigen Regeleinheit ist ebenso möglich und sinnvoll, um Kosten zu sparen und eine einheitliche Regelung zu realisieren.

Claims

Patentansprüche
1. Schleifringlose doppeltgespeiste Asynchronmaschine (2) mit einer Hauptmaschine (4) mit Drehstromwicklungen im Hauptläu- fer (32) und Hauptständer (30) und einer Erregermasσhine (6) mit Gleichstromwicklung im Erregerständer (34) und Drehstromwicklung im Erregerläufer (36) , wobei die Drehstromwicklungen im Hauptläufer (32) und Erregerläufer (36) mechanisch fest auf ein und derselben Welle (8) angebracht sind und gemeinsam mit dieser ein rotierendes Teil bilden, und mit einem auf der Welle (8) fest angebrachten Umrichter (28) zur Umrichtung einer in der Wicklung des Erregerläufers (36) erzeugten Leistung einer Ausgangsfrequenz in eine der Wicklung des Haupt- läufers (32) zugeführte Leistung einer Sollfrequenz.
2. Asynchronmaschine (2) nach Anspruch 1, bei der die Sollfrequenz des Umrichters (28) vorgebbar ist.
3. Asynchronmaschine (2) nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Übertragungseinrichtung (56) zum berührungslosen Übertragen von Daten von und zum rotierenden Teil, insbesondere zur Übertragung einer Sollfrequenz zum Umrichter (28) .
4. Asynchronmaschine (2) nach Anspruch 3, bei der die Über- tragungseinrichtung (56) zur berührungslosen Übertragung eine
Funkübertragungsstrecke, insbesondere eine Funk-LAN-Verbin- dung ist.
5. Asynchronmaschine (2) nach einem der vorhergehenden An- sprüche, bei der der Umrichter (28) Dioden zur Gleichrichtung der in der Wicklung des Erregerläufers (36) erzeugten Leistung einer Ausgangsfrequenz und einen Wechselrichter zur Wechselrichtung in eine Wechselleistung der Sollfrequenz und einen zwischen Dioden und Wechselrichter liegenden Gleich- kreis enthält.
6. Asynchronmaschine (2) nach Anspruch 5, bei der dem Gleichkreis Hilfsenergie entnommen wird, insbesondere zur Energieversorgung des Wechselrichters und der Übertragungseinrichtung (56) .
7. Asynchronmaschine (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die auf der Welle (8) , insbesondere vom Wechselrichter benötigte Hilfsenergie aus einer auf der Welle angebrachten Hilfswicklung entnommen wird.
8. Asynchronmaschine (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der in der Gleichstromwicklung im Erregerständer (34) die Stromstärke steuerbar ist.
9. Asynchronmaschine (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die als Motor ausgelegt ist.
10. Asynchronmaschine (2) nach Anspruch 9, wobei der Motor für den dauerhaft übersynchronen Betrieb ausgelegt ist .
11. Asynchronmaschine (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die als Generator, insbesondere als Generator in Windturbinen ausgelegt ist.
12. Asynchronmaschine (2) nach Anspruch 11, wobei der Generator für permanent unterfrequenten Betrieb ausgelegt ist .
13. Asynchronmaschine (2) nach einem der Ansprüche 11 bis 12, mit einem Regler (26) zur Regelung der Erregerleistung.
14. Asynchronmaschine (2) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, mit einem Regler (62) zur Regelung der Sollfrequenz.
15. Asynchronmaschine (2) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, mit einem Regler (64) zur Regelung der am Hauptständer (30) abgegebenen Leistung, derart, dass diese Leistung mit konstanter Frequenz abgegeben wird.
16. Asynchronmaschine (2) nach einem der Ansprüche 11 bis 15, bei der eine cos-φ-Regelung der von der Wicklung des Hauptständers (30) abgegebenen Leistung vorgesehen ist.
17. Asynchronmaschine (2) nach einem der Ansprüche 11 bis 16, zur Verwendung als Generator in einer Windturbine, bei der zur Optimierung des Wirkungsgrades der Windturbine eine gemeinsame Steuerung des Sollwertes für die Flügelstellung der Windturbine, des Sollwertes für die dem Erregerständer (34) zugeführte Leistung und des Wertes der Sollfrequenz im Hauptläufer (32) vorgesehen ist.
PCT/DE2003/004145 2002-12-17 2003-12-16 Schleifringlose doppeltgespeiste asynchronmaschine WO2004055959A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002159068 DE10259068A1 (de) 2002-12-17 2002-12-17 Schleifringlose doppeltgespeiste Asynchronmaschine
DE10259068.0 2002-12-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2004055959A1 true WO2004055959A1 (de) 2004-07-01

Family

ID=32519032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2003/004145 WO2004055959A1 (de) 2002-12-17 2003-12-16 Schleifringlose doppeltgespeiste asynchronmaschine

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE10259068A1 (de)
WO (1) WO2004055959A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103076745A (zh) * 2012-12-12 2013-05-01 上海市电力公司 常规电力系统仿真软件中风电机组模型的仿真方法
US20130127172A1 (en) * 2011-11-18 2013-05-23 Hitachi, Ltd. Electrical Rotating Machine System or Wind Turbine System
ITUB20159886A1 (it) * 2015-12-23 2017-06-23 Cristofaro Alberto De Turboalternatore sincrono con rotore ad avvolgimento polifase.
CN107681828A (zh) * 2017-10-25 2018-02-09 河北工业大学 一种双转子调速风力发电系统及其控制方法
US20190058382A1 (en) * 2014-09-26 2019-02-21 The Boeing Company Synchronous machine with common motor/generator exciter stage

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013208552A1 (de) 2013-05-08 2014-11-13 Lenze Drives Gmbh Antriebssystem
JP6559487B2 (ja) * 2015-07-08 2019-08-14 株式会社東芝 二次励磁装置の制御装置、制御方法、および可変速揚水発電システム

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4625160A (en) * 1984-12-17 1986-11-25 Sundstrand Corporation Variable speed constant frequency generating system
WO1996010289A1 (de) * 1994-09-26 1996-04-04 Gerald Hehenberger Wechselstrommaschine
EP0889577A2 (de) * 1997-07-01 1999-01-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Patentabteilung AJ-3 Schlupfkupplung für ein antreibbares Aggregat, insbesondere Nebenaggregat einer Brennkraftmaschine
WO2000067355A1 (en) * 1999-04-30 2000-11-09 Abb Ab Power converter with rotating/stationary communication/processing means
JP2002136191A (ja) * 2000-10-23 2002-05-10 Kobe Steel Ltd 発電電動機の二次励磁装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1160086B (de) * 1962-04-07 1963-12-27 Bbc Brown Boveri & Cie Induktionsmaschine mit einphasiger Staenderwicklung und dreiphasiger Laeuferwicklung
SE9903026L (sv) * 1999-08-27 2001-02-28 Abb Ab Intelligent synkronmaskin
DE20001864U1 (de) * 2000-02-03 2000-04-20 Siemens Ag Windradgruppe mit zumindest zwei Windrädern
DE10141486A1 (de) * 2001-08-24 2002-02-28 Dieter Seifert Anordnung für eine bürstenlose Asynchronmaschinenkaskade mit uneingeschränktem Drehzahl- und Leistungsbereich

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4625160A (en) * 1984-12-17 1986-11-25 Sundstrand Corporation Variable speed constant frequency generating system
WO1996010289A1 (de) * 1994-09-26 1996-04-04 Gerald Hehenberger Wechselstrommaschine
EP0889577A2 (de) * 1997-07-01 1999-01-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Patentabteilung AJ-3 Schlupfkupplung für ein antreibbares Aggregat, insbesondere Nebenaggregat einer Brennkraftmaschine
WO2000067355A1 (en) * 1999-04-30 2000-11-09 Abb Ab Power converter with rotating/stationary communication/processing means
WO2000067363A1 (en) * 1999-04-30 2000-11-09 Abb Ab A constant-frequency machine with a varying/variable speed
JP2002136191A (ja) * 2000-10-23 2002-05-10 Kobe Steel Ltd 発電電動機の二次励磁装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2002, no. 09 4 September 2002 (2002-09-04) *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130127172A1 (en) * 2011-11-18 2013-05-23 Hitachi, Ltd. Electrical Rotating Machine System or Wind Turbine System
US9484793B2 (en) * 2011-11-18 2016-11-01 Hitachi, Ltd. Electrical rotating machine system or wind turbine system
CN103076745A (zh) * 2012-12-12 2013-05-01 上海市电力公司 常规电力系统仿真软件中风电机组模型的仿真方法
US20190058382A1 (en) * 2014-09-26 2019-02-21 The Boeing Company Synchronous machine with common motor/generator exciter stage
US10784757B2 (en) * 2014-09-26 2020-09-22 The Boeing Company Synchronous machine with common motor/generator exciter stage
ITUB20159886A1 (it) * 2015-12-23 2017-06-23 Cristofaro Alberto De Turboalternatore sincrono con rotore ad avvolgimento polifase.
CN107681828A (zh) * 2017-10-25 2018-02-09 河北工业大学 一种双转子调速风力发电系统及其控制方法
CN107681828B (zh) * 2017-10-25 2023-05-26 河北工业大学 一种双转子调速风力发电系统及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE10259068A1 (de) 2004-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10134883A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur drehzahlstellbaren leistungselektronischen Regelung einer getriebelosen Windkraftanlage
JP5726187B2 (ja) ウィンドファームおよび風力タービンならびに風力タービンの制御方法ならびにバングバング型コントローラ
US8121738B2 (en) Method and apparatus for controlling wind turbine electric power generation
EP2017473B1 (de) Windenergieanlage mit erweitertem Drehzahlbereich
EP1442516B1 (de) Windenergieanlage mit berührungslosen energieübertragungsmitteln auf den rotor
DE102007029655A1 (de) Windenergie-Generatorvorrichtung
EP3518368B1 (de) Windenergieerzeugungssystem und steuerungsverfahren dafür
DE3225456A1 (de) Verfahren zur ausnutzung von windenergie fuer die erzeugung von elektrizitaet mit konstanter frequenz
Haque et al. Advanced control scheme for an IPM synchronous generator-based gearless variable speed wind turbine
EP2465192A2 (de) Asynchrongeneratorsystem und windturbine mit einem asynchrongeneratorsystem
DE112009001035T5 (de) Doppelt gespeister Axialfluss-Induktionsgenerator
WO2004055959A1 (de) Schleifringlose doppeltgespeiste asynchronmaschine
EP2419629A2 (de) Windenergieanlage und enegieübertragungseinrichtung für eine windenergieanlage
EP1834404A1 (de) Stromaggregat und verfahren zur erzeugung von strom einer vorbestimmten netzfrequenz
DE2623233C2 (de) Anordnung zur Anpassung eines Windrades an einen elektrischen Generator
EP1548278B1 (de) Windenergieanlage mit einer eigenversorgten Steuereinrichtung mit einem Wirkleistungs- und Blindleistungsregelmodul
WO2009127508A2 (de) Elektrische antriebsmaschine
DE3320644A1 (de) Synchronmaschine
DE19827261C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ausregelung von Leistungsschwankungen eines Generators
Verma et al. Theoretical approach for comparison of various types of wind generator systems
EP3349350A1 (de) Verfahren zum betreiben einer asynchronmaschine im generatorbetrieb
DE19533950A1 (de) Generator mit Ausgangsspannung konstanter Frequenz
DE102017107407B4 (de) Permanentmagneterregte Synchronmaschine mit Zusatzerregermaschine und Betriebsverfahren
EP0783793A1 (de) Wechselstrommaschine
EP3249801A1 (de) Anlage und verfahren zum erzeugen einer in ein stromnetz einzuspeisenden dreiphasenwechselspannung

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: JP