Elektrotechnik
Symposium der VEM-Gruppe: Elektrische Maschinen - heute und morgen
ep3/2002, 1 Seite
Elektropraktiker, Berlin 56 (2002) 3 146 Branche aktuell Die vorbildlich organisierte und von fast 200 Fachleuten besuchte Veranstaltung am 15.11.2001 umfasste eine weite Spanne von Fachthemen. Dieser Bericht beschränkt sich auf Sachgebiete, die für den Elektropraktiker bei der Planung, Errichtung und Instandhaltung elektrischer Antriebe und Anlagen wichtig erscheinen. Windkraftanlagen Renaissance der Asynchronmaschine mit Schleifringläufer (Vortragender: Dr. P. Stupin, VEM Sachsenwerk Gmb H, Dresden) Während im traditionellen Anwendungsbereich als Motoren die Asynchron-Schleifringläufermaschinen zunehmend verdrängt werden, haben sie sich ein neues Anwendungsgebiet als Generatoren in Windkraftanlagen erobert. Hier kommen sie als läufergespeiste Maschinen zum Einsatz, und dies vor allem auch im MW-Bereich. Der Ständer solcher Schleifringläufer-Generatoren ist direkt an das Netz angeschlossen, wogegen der Läufer über einen Umrichter gespeist wird. Der von der Netzfrequenz unabhängige große Drehzahlbereich, gute Dynamik, kleine Baugröße bei großer Leistung und nicht zuletzt die Tatsache, dass der benötigte Umrichter nur für etwa ein Drittel der Bemessungsleistung des Generators ausgelegt werden muss, haben dieser Art von Maschinen einen bevorzugten Platz unter den Windkraftgeneratoren gesichert. Generatoren für Windkraftanlagen (Vortragender: Prof. Dr.-Ing. M. Stiebler, TU Berlin, Institut für elektrische Energie- und Automatisierungstechnik, Fachgebiet el. Maschinen und Antriebe) Deutschland nimmt bei der Anwendung der Windenergie den Spitzenplatz ein. Das Erneuerbare -Energie-Gesetz (früher das Stromeinspeisegesetz) hat dazu beigetragen, dass Ende 2000 Anlagen mit 6100 MW Nennleistung installiert waren. Im Lauf der Jahre war eine ständige Erhöhung der Einheitsleistungen zu verzeichnen. Herrschte vor einigen Jahren noch die Leistungsklasse 600 bis 750 kW vor, so war die durchschnittliche Leistung der in 2000 installierten Turbinen bereits 1110 kW. In Zukunft liegt das Augenmerk auf Offshore-Anlagen, wofür Nennleistungen von 4 bis 5 MW in der Entwicklung sind. Messen und Auslegen elektrischer Maschinen Aus den Ergebnissen der Messung der Drehzahl-Moment-Kennlinie gewinnbare Aussagen über das Niveau der Zusatzlastverluste (Vortragender: Prof. Dr.-Ing. habil. G. Müller, TU Dresden, Elektrotechnisches Institut) Im Zusammenhang mit der wachsenden Bewertung des Wirkungsgrads elektrischer Maschinen hat die Kenntnis der Größe der Zusatzlastverluste von Normmotoren an Bedeutung gewonnen. Aus den Oberwellendrehmomenten können Rückschlüsse auf die Verluste im Läuferkäfig gezogen werden. Beitrag der Stahlindustrie zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit von Elektromotoren (Vortragender: Dipl.-Ing. P. Maschler, Forschungs- und Qualitätszentrum Brandenburg Gmb H der EKO Stahl Gmb H) Mit dem gewachsenen Bewusstsein über die ökologische Bedeutung einer rationellen Energieverwendung verschiebt sich schrittweise das Gewicht zugunsten verlustarmer, energieeffizienter Werkstofflösungen. Die Stahlindustrie reagiert darauf mit der Entwicklung von Sortimenten mit optimierten magnetischen Eigenschaften (verlustarme Güten, höherpermeable Elektrobänder). Neue Wege beim Einsatz der numerischen Feldberechnung (Vortragender: Prof. Dr.-Ing. M. Liese, TU Dresden, Lehrstuhl für Elektrische Maschinen) Es wurde berichtet, dass sich die numerische Feldberechnung zum existierenden Nachrechnungsprogramm hin bewegt und ein numerisches Programm-Modul zur Berechnung des magnetischen Kreises von Wasserkraft-Generatoren geschaffen wird, das mit dem konventionellen Programm harmoniert und dessen Modul mit gleicher Aufgabe ersetzen kann. Besonderheiten bei Umrichterbetrieb Isoliersystem für elektrische Maschinen am Mittelspannungs-Umrichter (Vortragender: Dr. F. Kielmann, VEM Sachsenwerk Gmb H, Fachgebietsverantwortlicher Isoliertechnik) Am Beispiel des Isoliersysstems VEMoDUR wurde gezeigt, wie den erhöhten Beanspruchungen durch Impulsspannungen beim Umrichterbetrieb begegnet werden kann und wie der Stand der Normung für umrichtergespeiste Induktionsmotoren ist. Bewertung der Umrichtertauglichkeit von Niederspannungs-Asynchronmaschinen (Vortragender: Dr. J. Speck, TU Dresden, Institut für Hochspannungs- und Hochstromtechnik) Beim Betrieb von Asynchronmotoren an Pulsumrichtern können auf den Motorzuleitungen Wanderwellen auftreten, die an den Motorklemmen Spannungsimpulse bis zur doppelten Zwischenkreisspannung hervorrufen. Die Lebensdauer der Windungsisolierung wird extrem reduziert, falls Teilentladungen in dieser Isolierung auftreten. Zur Beurteilung der Einsetzbarkeit an Pulsumrichtern mit hohen Zwischenkreisspannungen und kurzen Schaltzeiten muss einerseits ermittelt werden, wie die Spannungsverteilung innerhalb eines Wicklungsstranges ist, d.h. wie hoch die Windungsisolierung der Eingangsspule belastet wird. Andererseits muss die Höhe der Teilentladungseinsetzspannung der Windungs-und Phasenisolierung bei allen Einsatzbedingungen bestimmt werden. Sicherheit für Anlagen und Betrieb Staubexplosionsschutz bei elektrischen Maschinen (Vortragender: Obering. H. Greiner, Deutscher Sprecher bei IEC SC 31H) Die Aufwertung des Staubexplosionsschutzes in der EG-Richtlinie 94/9/EG („ATEX 100a“) und die ab 1. Juli 2003 verbindliche Einteilung der staubexplosionsgefährdeten Bereiche in drei (20, 21, 22) statt bisher zwei (10, 11) Zonen führen zu einem erhöhten Bedarf an staubexplosionsgeschützten elektrischen Betriebsmitteln. Elektromotoren werden fast ausschließlich in den Zonen 21 und 22 eingesetzt. Die zu beachtenden Normen wurden kurz vorgestellt: In Deutschland galten Auswahlkriterien im Abschnitt 7 von DIN VDE 0165: 1991. Diese sind jetzt überholt. Nun gelten in ganz Europa Normen für Konstruktion, Prüfen, Auswahl, Errichten und Instandhalten aus dem Jahr 1999. Analyse der Ursache von Kupplungsschäden bei Stern-Dreieck-Umschaltungen von Asynchronmotoren mit Kurzschlussläufern (Vortragender: Dr. E. Bunzel, VEM motors Gmb H Wernigerode, Leiter Entwicklung) Beim Stern-Dreieck-Anlauf von Asynchronmaschinen mit Kurzschlussläufern werden in der Umschaltphase hohe Strom- und Drehmomentspitzen beobachtet, die bei Belastung des Motors durch eine Arbeitsmaschine mit einem hohen Massenträgheitsmoment zu Kupplungsschäden führen können (Bild ). Typisch für einen derartigen Schadenshergang ist, dass die Rückseite der Passfeder beschädigt wird, der Schaden also offensichtlich durch einen negativen Drehmomentenstoß verursacht wird. Im Vortrag wurde auf die physikalischen Ursachen dieser Erscheinung und den Einfluss der Umschaltbedingungen auf die Höhe der Drehmomentspitzen eingegangen. H. Greiner Symposium der VEM-Gruppe in Wernigerode Elektrische Maschinen - heute und morgen Am 15.12.1961 - also vor etwa 40 Jahren - wurde der Warenzeichenverband VEM e.V. gegründet. Aus diesem Anlass veranstaltete die VEM-Gruppe ein Symposium, bei dem mehr als ein Dutzend Referenten verschiedener Fachgebiete über Stand und Tendenz der Entwicklung elektrischer Maschinen und ihrer Anwendung berichteten. a) Simulation des Drehmomentverlaufes bei Stern-Dreieck-Umschaltung mit 5 ms Schaltverzug, Drehmomentspitze mit etwa 14,5-fachem negativen Bemessungsmoment... b) ...und mögliche Folgen (Kupplungsschaden) a) b)
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Autor
- H. Greiner
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