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| Epfi |
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Verfasst am: 08.01.2016, 21:39
Titel: Re: Synchrongenerator
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| Matze_Ka hat Folgendes geschrieben: |
| Ich versuche eine WEA mit 7MW zu modellieren. Hab dazu leider keine Massenträgheitsmomente im Netz gefunden. Hast du dahingehend einen Wert für mich um das Modell so realistisch wie Möglich zu gestalten? |
Ja, das ist wirklich schwer, da an Daten zu kommen. Am besten auf Englisch suchen, da hat man mehr Erfolg (z.B. http://www.nrel.gov/docs/fy09osti/38060.pdf )
| Zitat: |
| Ich nutze L als magnetischen Fluss in meinem Generator Modell um die Längs und Querkomponenten auszurechnen. |
In Deinem Initialisierungsfile benennst Du L als Streuinduktivität. Damit beschreibt man eigentlich magnetische Feldlinien, die irgendwo langlaufen, wo man sie nicht haben will - die machen aber nur einen kleinen Teil des gesamten Feldes aus.
| Zitat: |
MIr wurde von meinen Profs empfholen eine möglichst hoches Massenträgheitsmoment zu wählen damit sich die Drehzahl nicht so schnell ändert.
Kannst du mir sagen wie ich es hin bekomme Getriebe mit Generator zu synchronisieren damit sich eine Drehzahl einstellt?
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Mit einem nicht gar so großen Massenträgheitsmoment. Wenn Du die 1000kg*m² synchronisieren willst, musst Du ja unglaubliche Mengen an Energie aufbringen und das dauert halt lange. Und bis dahin bleibt der Generator halt unsynchron und es passieren ganz hässliche Dinge - das ist ein Betriebszustand, den man im echten Leben unbedingt vermeiden muss.
| Zitat: |
| Oder brauche ich dazu einen Regler der die das Generator Moment anpasst`? |
Normalerweise sollte sich die Maschine mit Spannungsvorgabe selbst auf diese Spannung synchronisieren. Wenn Du da einen Regler haben willst, brauchst Du ja auch noch ein Stellglied (zum Beispiel einen Wechselrichter).
| Zitat: |
| Solange die Momente von Getriebe und Generator nicht gleich sind resultiert ja eine Beschleunigung. Erst wenn Generator, Getriebe und das Reibungsmoment in Summe Null ergibt stellt sich eine Drehzahl ein die sich dann auch hält. Natürlich nur wenn davor eine Beschleunigung stattfand. |
Ja, das ist richtig. Bei einer netzgekoppelten Synchronmaschine ist das aber ziemlich einfach, da stellt sich das elektrische Moment im Generator nämlich automatisch so ein, dass der der Generator synchron zum Netz dreht. Das heißt, wenn da ein beschleunigendes Drehmoment von der Windseite ankommt, bremst der Generator automatisch stärker, damit er synchron bleibt.
Noch eine grundsätzliche Frage: soll das wirklich eine Anlage mit einem starr ans Netz gekoppelten Generator sein? Dann müsstest Du nämlich ein übersetzungsvariables Getriebe vorsehen...
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| Matze_Ka |
Gast
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Verfasst am: 09.01.2016, 21:53
Titel: Synchrongenerator
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Recht hast du! Die Sprache der Technik ist natürlich Englisch.
Ich hab noch ein wenig weiter recherchiert, aber zu einer 7MW WEA gibts tatsächlich nichts. In deinem Paper hab ich ein Massenträgheitsmoment von 534 kg*m für eine 5MW WEA für den Generator gefunden. Für mein Modell brauch ich das in NM, also 5236,7 Nm.
Ich hoffe ich sehe das richtig, aber das wäre jetzt ja 5 mal so viel wie vorher.
Das mit dem Streufluss ist ja auch richtig so. Dieser ergibt sich aus den Generator Berechnungen einer 7MW Generators.
Ia_{N} = \frac{7 MW}{\sqrt{3} * 400V} = 169,8 A
wL = \frac{230V * 10%}{2pi*50Hz*169,8A} = 0.000431161H
Die permanent Erregung wird mit PSI= 1.04Vs modelliert.
| Zitat: |
| Ja, das ist richtig. Bei einer netzgekoppelten Synchronmaschine ist das aber ziemlich einfach, da stellt sich das elektrische Moment im Generator nämlich automatisch so ein, dass der der Generator synchron zum Netz dreht. Das heißt, wenn da ein beschleunigendes Drehmoment von der Windseite ankommt, bremst der Generator automatisch stärker, damit er synchron bleibt. |
das hatte ich eigentlich gehofft! Die Sache ist nur wie bekomme ich das hin?
In meinem aktuellen Modell gebe ich das Omega als Konstante (2pi*50) vor, anstatt diese durch die Generator Moment Berechnung zurück zu führen. So würde man das eigentlich machen. Nur kommt dann nur Schwachsinn bei den Transformationen raus. Da der Anfangszustand für das Modell fehlt. Wie bekomme ich das in Simulink hin das zuerst das Omega das des Netzes für die Berechnungen genutzt werden und dann wenn beide Omegas synchronisiert sind wieder auf das selbst gebildete Generator Omega um zu schalten? Sonst kann der Generator das nicht ausgleichen mit dem Momentengleichung von Getriebe und Generator, oder?
Anbei auch mein aktuelles Modell und die Prinzipskizze meines Projektes.
| Zitat: |
| Noch eine grundsätzliche Frage: soll das wirklich eine Anlage mit einem starr ans Netz gekoppelten Generator sein? Dann müsstest Du nämlich ein übersetzungsvariables Getriebe vorsehen... |
Ja genau so soll das sein. Vor dem Generator sitzt ein hydrostatisches Getriebe, das Übersetzungsverhältnis wird durch den Durchfluss an den bei den hydraulik Pumpen eingestellt. Das Modell von der WEA und dem hydrostatischen Getriebe steht, das hat mein Professor schon entwickelt. Sobald mein Modell ausgereift ist werden die beiden zusammengeführt.
| Beschreibung: |
| Projektskizze zum Verständnis |
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Download |
| Dateiname: |
2015-10-16 15.27.16.jpg |
| Dateigröße: |
1.37 MB |
| Heruntergeladen: |
561 mal |
| Beschreibung: |
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Download |
| Dateiname: |
Synchrongenerator_2011b_160108.mdl |
| Dateigröße: |
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| Heruntergeladen: |
528 mal |
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| Epfi |
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Verfasst am: 10.01.2016, 17:59
Titel: Re: Synchrongenerator
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| Matze_Ka hat Folgendes geschrieben: |
| zu einer 7MW WEA gibts tatsächlich nichts |
So viele Anlagen dieser Größenordnung stehen ja nun auch nicht in der Welt rum. Du solltest aber in Betracht ziehen, dass die Anlage nicht zwangsweise an einem 50Hz-Netz hängt, wenn sie offshore steht. Habe Dir mal das Datenblatt von einer Siemens-Maschine angehängt (Foto von der Hannovermesse 2013). Da kannst Du dann auch gleich ablesen, dass bei Deiner Nennstromberechnung irgendwas nicht stimmen kann  Weiß aber nicht mehr, um die für direkten Netzbetrieb oder am Vollumrichter gedacht war...
| Zitat: |
| In deinem Paper hab ich ein Massenträgheitsmoment von 534 kg*m für eine 5MW WEA für den Generator gefunden. Für mein Modell brauch ich das in NM, also 5236,7 Nm. |
Jetzt wird es wild  Das Massenträgheitsmoment ist eine physikalische Größe, die man besser mit "Drehmasse" bezeichnen kann. Die hat die Einheit kg*m². Das kannst Du nicht einfach nach gutdünken in Nm umrechnen... Mit der Drehmasse wird letztendlich beschrieben, um wie viel sich die Drehzahl einer rotierenden Masse ändert, wenn ein Drehmoment auf sie wirkt. Sie beschreibt auch, wie viel Energie in einer rotierenden Masse steckt. Man kann damit auch berechnen, was für ein Drehmoment man aufbringen muss, um die rotierende Masse in einer definierten Zeit auf eine andere Drehzahl zu beschleunigen oder abzubremsen.
Es ist auch völlig egal, auf welchem Planeten Du Dich befindest - das gilt sogar bei Schwerelosigkeit. Vergleiche dazu auch Reaktionsrad.
| Zitat: |
| Zitat: |
| Generator synchron zum Netz |
das hatte ich eigentlich gehofft! Die Sache ist nur wie bekomme ich das hin?
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Wie gesagt: das stellt sich automatisch so ein.
| Zitat: |
| In meinem aktuellen Modell gebe ich das Omega als Konstante (2pi*50) vor, anstatt diese durch die Generator Moment Berechnung zurück zu führen. |
Das ist für die Inbetriebnahme Deines Modells ok, für sinnvolle Simulationsergebnisse solltest Du aber schon den Rotorwinkel zur Transformation benutzen, sonst wird es falsch.
| Zitat: |
| Nur kommt dann nur Schwachsinn bei den Transformationen raus. Da der Anfangszustand für das Modell fehlt. |
Das sollte sich nach kurzer Zeit mit relativ großen Ausgleichströmen eigentlich geben. Auf jeden Fall musst Du dem Integrator, der das Omega Deines Rotors ausrechnet aber die Nenndrehzahl als Initial Condition vorgeben. Eine stehende Synchronmaschine aufs Netz knallen kann klappen, wenn Du einen Dämpferkäfig modellierst, in der Regel sollte man aber nicht davon ausgehen, dass die Maschine so anläuft.
| Zitat: |
| Wie bekomme ich das in Simulink hin das zuerst das Omega das des Netzes für die Berechnungen genutzt werden und dann wenn beide Omegas synchronisiert sind wieder auf das selbst gebildete Generator Omega um zu schalten? |
Einfach nicht machen.
| Beschreibung: |
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