Titelaufnahme

Titel
Regelung und Erkennung von Asymmetrien einer doppeltgespeisten Asynchronmaschine / Kenan Pasanbegovic
VerfasserPasanbegovic, Kenan
Begutachter / BegutachterinWolbank, Thomas
Erschienen2013
UmfangXI, 90 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Dipl.-Arb., 2013
Anmerkung
Zsfassung in engl. Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-69160 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
 Das Werk ist frei verfügbar
Dateien
Regelung und Erkennung von Asymmetrien einer doppeltgespeisten Asynchronmaschine [2.85 mb]
Links
Nachweis
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Bei wachsender Nachfrage nach neuen und erneuerbaren Energiequellen kommt es zum großen Einsatz von umrichter-gespeisten Asynchronmaschinen zur Stromerzeugung und zur dezentralisierten Stromversorgung im Inselbetrieb. Zur Stabilisierung des Netzes ist eine Regelung auf eine konstante Spannung und Frequenz notwendig. In dieser Hinsicht wird bei Windkraftanlagen als drehzahlvariabler Generator eine doppeltgespeiste Asynchronmaschine verwendet. Eine Simulation dieser Regelung und ihre Durchführung am Prüfstand für unterschiedliche Belastungen werden in dieser Arbeit präsentiert. Die Regelung erfolgt mittels einer kaskadierten Regelung mit Proportional/Integral Reglern. Die Referenzgröße der äußeren Regelung ist die Statorspannung mit konstantem Betrag und konstanter Frequenz. Die innere Regelung ist die Rotorstromregelung. Der Umrichter erzeugt die Rotorspannung welche die Spannung und Frequenz auf die gewünschten Werte einstellt. Im zweiten Teil wird die Asymmetridetektion am Generator durchgeführt. Die eingesetzte Methode beruht auf dem INFORM ("INdirekte Flusserfassung durch Online ReaktanzMessung" / "INdirect Flux detection by Online Reactance Measurement") Verfahren, durch welche die Änderung an der transienten Induktivität betrachtet wird. Die Asymmetrie der Maschine wird durch die Änderung der transienten Induktivität erfasst. Jede Änderung in der Maschine führt zu einer Asymmetrie. Diese Asymmetrien werden durch die Bildung eines sogenannten Stromänderungsraumzeigers, mit Messung der Stromantworten auf Rotorspannungspulse für verschiedene Rotorpositionen, erfasst. Die Lastvariationen manifestieren sich bei den Stromantworten der Phasen und somit auch bei dem Stromänderungsraumzeiger, die entsprechend zur Analyse herangezogen werden.

Zusammenfassung (Englisch)

An increasing demand for renewable energy sources results in an increased usage of inverter fed induction motors as wind turbine application for power generation with the direct connection of the stator to the grid or for an operation in an isolated grid. In order to achieve a stable power grid it is necessary to maintain a constant voltage and frequency at generator output using control theory. The doubly-fed induction generator is well suited for variable speed power generation. In a first step, the machine control was simulated in MATLAB/Simulink, afterwards it was implemented on a test stand including the test machine, inverter and auxiliary equipment. The machine control is realized through a cascade control schemer using PI-controllers for each loop. The outer loop controls the primary physical parameter (stator voltage by magnitude and frequency). The inner loop reference value is provided by the outer loop. The inner loop task is the rotor current control. The second part of the thesis deals with the asymmetry detection in the generator. The applied method is based on the INFORM method (INdirect Flux detection by Online Reactance Measurement). This method is based on the detection of machine's transient reluctance changes. Every change of the machine configuration leads to an asymmetrical state. The asymmetries in the machine are detected due to change of a transient reluctance. Short voltage pulses applied to the rotor terminals for different rotor positions induce a current response containing the information on machine's transient behavior and state. By special signal processing chain an asymmetry indicator can be obtained for rotor and stator asymmetry detection.