Hochpolige Asynchronmaschine mit Permanentmagnetzwischenläufer als Windkraftgenerator

Die hochpolige Asynchronmaschine mit Permanentmagnetzwischenläufer (PMASM) stellt einen neuen Typ von elektrischer Maschine mit Eigenschaften sowohl der Synchron- als auch der Asynchronmaschine dar. Im Einsatz als Windkraftgenerator kann mit diesem Konzept auf das Getriebe und auf den Umrichter verzichtet werden. In der Arbeit werden sowohl theoretische als auch messtechnische Untersuchungen an einer PMASM durchgeführt, um deren Eignung als Windkraftgenerator zu überprüfen. Der Kern der Arbeit liegt in der Auslegung zweier Windkraftgeneratoren mit einer Nennleistung von 1,5 MW und einer Drehzahl von 20 min-1, Die Generatoren sind aufgrund der direkten Netzkopplung gekennzeichnet durch eine sehr hohe Anzahl von Polen (300). Dadurch entstehen eine kleine Polteilung, ein großer Durchmesser und ein breiter Luftspalt. Aufgrund dieser Geometrie ist die Maschine durch eine kleine Hauptreaktanz und große Streureaktanz gekennzeichnet. Die Streuung in der Maschine lässt sich mit analytischen Mitteln nur unzureichend berechnen, daher wurden Finite-Elemente-Berechnungen durchgeführt. Die beiden ausgelegten Maschinen unterscheiden sich in erster Linie durch die Magnethöhen. Bei der einen Maschine sind diese auf der Stator- und Rotorseite des Zwischenläufers identisch, was einen guten Kompromiss zwischen Wirkungsgrad und Kosten darstellt. Die andere Maschine zeichnet sich durch unterschiedliche Magnethöhen auf beiden Seiten aus, wodurch eine kostengünstigere Variante entsteht.