... elektrische Blindleistung

Präsentation zum Thema: "... elektrische Blindleistung"—  Präsentation transkript:

1 ... elektrische Blindleistung
Norbert Koster Michael Trick VerMot AG Universität Duisburg - Essen

2 Thema und Ziel Überlegungen zur Optimierung der Energiebilanz autarker Elektrovehikel mit Stromrichtern für Drehstrom-Asynchronmotoren Ausschöpfung versteckter Ressourcen zur Erweiterung des Aktionsradius VerMot AG Universität Duisburg - Essen

3 ... nur vier Kapitel Elektrische Blindleistung ... was war denn das noch mal ... Blindleistungskompensation für stationäre Belastungen Dynamische Belastung bei autarken Elektrovehikeln Gradientenbasierte mikrodynamische Blindleistungskompensation VerMot AG Universität Duisburg - Essen

4 Die elektrische Blindleistung
Was macht die Spule im Motor? Wieso verlaufen Spannung und Strom nicht immer zeitgleich? Wieso stört die Blindleistung überhaupt? VerMot AG Universität Duisburg - Essen

5 Die Spule als Elektromagnet
Stromdurchflossene Spulen erzeugen Magnetfelder VerMot AG Universität Duisburg - Essen

6 Stromdurchflossene Leiter im Magnetfeld bewirken Kräfte
Die Lorentzkraft VerMot AG Universität Duisburg - Essen

7 Der Elektromotor Stromfluss und Magnetfelder machen den Elektromotor
VerMot AG Universität Duisburg - Essen

8 Spannung und Strom beim Widerstand (Wirkleistung)
Schaltung - Zeitbereich - Gaußebene linearer Zusammenhang U= I R VerMot AG Universität Duisburg - Essen

9 Spannung und Strom bei der Spule (Blindleistung)
Schaltung - Zeitbereich - Gaußebene u = L * di/dt i = C*du/dt VerMot AG Universität Duisburg - Essen

10 Spannung und Strom beim Motor (Scheinleistung)
Äquivalente Schaltung - Zeitbereich - Gaußebene VerMot AG Universität Duisburg - Essen

11 Maximale nutzbare Wirkleistung nur bei verschwindender Blindleistung
Scheinleistung S, Wirkleistung P, Blindleistung Q und der Wirkfaktor cos(phi) Maximale nutzbare Wirkleistung nur bei verschwindender Blindleistung VerMot AG Universität Duisburg - Essen

12 Der Kondensator kompensiert
Kompensation der induktiven Blindleistung durch negative kapazitive Blindleistung w VerMot AG Universität Duisburg - Essen

13 Der Kondensator kompensiert
Kompensation der induktiven Blindleistung durch negative kapazitive Blindleistung VerMot AG Universität Duisburg - Essen

14 Blindleistungkompensation
Motor unkompensiert (Zahlenbeispiel) VerMot AG Universität Duisburg - Essen

15 Blindleistungskompensation
Motor kompensiert (Zahlenbeispiel) VerMot AG Universität Duisburg - Essen

16 Motor als induktiv wirkender Verbraucher
Äquivalentes serielles Ersatzschaltbild Äquivalentes paralleles Ersatzschaltbild VerMot AG Universität Duisburg - Essen

17 Kompensation durch Resonanz
Paralleler Kondensator w VerMot AG Universität Duisburg - Essen

18 Kompensation durch Resonanz
Paralleler Kondensator 230 V Bemessungsspannung VerMot AG Universität Duisburg - Essen

19 Kompensation durch Resonanz
Serieller Kondensator w VerMot AG Universität Duisburg - Essen

20 Kompensation durch Resonanz
Serieller Kondensator VerMot AG Universität Duisburg - Essen

21 Dynamische Belastung Die Stromaufnahme hängt von den Betriebsbedingungen ab .... Optimiert für Bemessungspunkt VerMot AG Universität Duisburg - Essen

22 Betriebsabhängiges Lastverhalten
Belastungsverlauf beim Anfahren VerMot AG Universität Duisburg - Essen

23 Betriebsabhängiges Lastverhalten
Belastungsverlauf bei der Bergfahrt VerMot AG Universität Duisburg - Essen

24 Betriebsabhängiges Lastverhalten
Belastungsverlauf bei der Talfahrt VerMot AG Universität Duisburg - Essen

25 Betriebsabhängiges Lastverhalten
Belastungsverlauf beim Beschleunigen mit nächst höherem Gang VerMot AG Universität Duisburg - Essen

26 Gradientenbasierte mikrodynamische Blindleistungskompensation
Kompensation muss kontinuierlich der variierenden Belastung angepasst werden. Die Kompensation muss in möglichst kleinen Zeitabständen erfolgen Die Kompensation muss durch optimierte Algorithmen zukünftige Erwartungswerte berücksichtigen VerMot AG Universität Duisburg - Essen

27 Beispiel für vorausschauende Zielerfassung
...die Zartbesaiteten bitte wegschauen ... VerMot AG Universität Duisburg - Essen

28 Gradientenbildung aus Messungen und Erwartungswerte gemäß Kennlinie
Anlaufender Asynchronmotor als Beispiel VerMot AG Universität Duisburg - Essen

29 Gradientenbildung aus Messungen und Erwartungswerte gemäß Kennlinie
Anlaufender Asynchronmotor als Beispiel VerMot AG Universität Duisburg - Essen

30 Gradientenbildung aus Messungen und Erwartungswerte gemäß Kennlinie
Anlaufender Asynchronmotor als Beispiel VerMot AG Universität Duisburg - Essen

31 Gradientenbildung aus Messungen und Erwartungswerte gemäß Kennlinie
Anlaufender Asynchronmotor als Beispiel VerMot AG Universität Duisburg - Essen

32 Gradientenbildung aus Messungen und Erwartungswerte gemäß Kennlinie
Anlaufender Asynchronmotor als Beispiel 400Hz => T = 2,5 ms VerMot AG Universität Duisburg - Essen

33 Zusammenfassung Maßgeschneiderte Energieversorgungen können oft noch versteckte Ressourcen freisetzen. Optimierung existierender Lösungen unter erweiterten Gesichtspunkten. Nicht aufgeben nur die Naturgesetze setzen Grenzen. ... manchmal auch der Finanzdirektor .... VerMot AG Universität Duisburg - Essen

34 Weitere Informationen
VerMot AG Max-Planck-Straße D Grafschaft-Gelsdorf Universität Duisburg-Essen Allgemeine und Theoretische Elektrotechnik (ATE) Bismarckstraße D Duisburg VerMot AG Universität Duisburg - Essen