Auswirkungen von Windungs- und Phasenschlüssen in der Ankerwicklung von Synchronmaschinen großer Leistung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Stefan Kulig
• Fachliche Zuordnung: Elektrische Energiesysteme, Power Management, Leistungselektronik, elektrische Maschinen und Antriebe
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 154687074

• Erstellungsjahr: 2013

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Im Rahmen des vorliegenden Projektes wurde ein analytisches Modell zur Berechnung von Windungs- und Phasenschlüssen in Synchronmaschinen entwickelt und implementiert. Dieses zeigte verglichen mit der Finiten-Elemente-Methode und unter Berücksichtigung des deutlich reduzierten Aufwands sehr gute Übereinstimmungen. Neben der gesteigerten Genauigkeit ist die einfache und nur einmal je Maschine durchzuführende Parameterbestimmung unter Berücksichtigung der Sättigung ein großer Fortschritt im Vergleich zu bisherigen analytischen Modellen. Neben den allgemeinen Zusammenhängen zwischen Kurzschlusskonfiguration und maximalen Strömen und Momenten konnte gezeigt werden, dass sich einzelne Einflussfaktoren sehr gezielt herausarbeiten lassen. Die Flexibilität des Programms hinsichtlich der verwendeten Maschinentopologie bildet die Grundlage für zukünftige Untersuchungen zu den Auswirkungen und der Erfassung von Windungs- und Phasenschlüssen.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Numerical field calculation of stator winding faults in synchronous machines. COMPEL - The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, Volume 28, Issue 6, pp. 1662-1671
  J. Rosendahl, S. Kulig
  
• Analytic Model of Internal Faults in the Stator Winding of Synchronous Machines Including Saturated Strands Symposium on Electromagnetic Phenomena in Nonlinear Circuits EPNC 2010, Dortmund/Essen
  J. Rosendahl, D. Melot de Beauregard
  
• Analytical Calculation Model for Stator Winding Faults in Synchronous Machines. International Conference on Electrical Machines 2010 (ICEM 2010)/ Rom(I)
  J. Rosendahl, H. Steins
  
• Windungsschlüsse in der Statorwicklung großer Synchronmaschinen. Turbogeneratoren in Kraftwerken 2010, Essen
  J. Rosendahl, S. Kulig
  
• Fault Characteristic Study Based on FLUX 2D for Large Synchronous Generators with Stator Winding Inter-turn Short Circuits under Rated Operating Conditions. Proceedings of the CSEE, 2013
  Z.J. Ye, B. You, J. Rosendahl, S. Kulig