Forschungsbericht 2011



Einfluss der Spannung auf Betriebsverhalten und Energieverbrauch

Institut: M-4
Projektleitung: Günter Ackermann
Stellvertretende Projektleitung: Olaf Jacobsen
Mitarbeiter/innen: Günter Ackermann
Laufzeit: 25.05.2006 — 31.12.2011
Finanzierung:Drittmittel/Industrie
Technische Universität Hamburg-Harburg (TUHH)

Die Spannung in Energieversorgungsnetzen ist innerhalb bestimmter Toleranzgrenzen konstant. Alle Geräte und Anlagen sind so ausgelegt, dass sie innerhalb dieser Toleranzen ihre spezifizierten Leistungen erreichen. Gerade bei ungeregelten elektrischen Antrieben führt eine Veränderung der Versorgungsspannung zu einer erheblichen Verschiebung der Verlustleistungen und resultierend zu einer Erhöhung oder Verminderung der Verluste und der aufgenommenen mittleren Leistung. Beides wird sehr wesentlich durch die Charakteristik der angetriebenen Maschine und in einigen Fällen auch durch das Verhalten der damit verbundenen Teilsysteme bei geringen Drehzahländerungen beeinflusst. Für kleine Antriebe bis wenige kW Leistung wird die Abhängigkeit der Verluste von der Spannung durch theoretische Modelle nicht mit ausreichender Genauigkeit wiedergegeben, die individuelle Maschinenauslegung hat einen viel größeren Einfluss als bei leistungsstarken Antrieben. Für kleinere Antriebe sind deshalb experimentelle Untersuchungen unbedingt notwendig. In dem Projekt wurden bisher verschiedene große Antriebe durch Modellrechnungen untersucht. Für die Pumpen in einer Heizungsanlage wurden die Rechnungen durch Versuche mit verschiedenen Pumpen ergänzt.

Die Spannung in Energieversorgungsnetzen ist innerhalb bestimmter Toleranzgrenzen konstant. Alle Geräte und Anlagen sind so ausgelegt, dass sie innerhalb dieser Toleranzen ihre spezifizierten Leistungen erreichen. Gerade bei ungeregelten elektrischen Antrieben führt eine Veränderung der Versorgungsspannung zu einer erheblichen Verschiebung der Verlustleistungen und resultierend zu einer Erhöhung oder Verminderung der Verluste und der aufgenommenen mittleren Leistung. Beides wird sehr wesentlich durch die Charakteristik der angetriebenen Maschine und in einigen Fällen auch durch das Verhalten der damit verbundenen Teilsysteme bei geringen Drehzahländerungen beeinflusst. Für kleine Antriebe bis wenige kW Leistung wird die Abhängigkeit der Verluste von der Spannung durch theoretische Modelle nicht mit ausreichender Genauigkeit wiedergegeben, die individuelle Maschinenauslegung hat einen viel größeren Einfluss als bei leistungsstarken Antrieben. Für kleinere Antriebe sind deshalb experimentelle Untersuchungen unbedingt notwendig. In dem Projekt wurden bisher verschiedene große Antriebe durch Modellrechnungen untersucht. Für die Pumpen in einer Heizungsanlage wurden die Rechnungen durch Versuche mit verschiedenen Pumpen ergänzt.