r 3 Verbundprojekt Windenergieanlagen ohne SEE - PitchER

Transkript

1 r 3 Verbundprojekt Roman Hirsch Universität Bremen URBAN MINING Kongress & r³ Statusseminar Strategische Metalle. Innovative Ressourcentechnologien 11./ , Messe Essen

2 BMBF Fördermaßnahme r 3 Strategische Metalle PitchER Magnetloser Pitch-Antrieb in Windenergieanlagen durch den Einsatz elektrischer Transversalfluss-Reluktanzmaschinen 144,24 60 Nd 58,93 27 Co URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

3 PitchER - Projekt Ziel: Entwicklung und Inbetriebnahme eines magnetlosen und fehlertoleranten Antriebes für einen Pitch-Antrieb URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

4 Reluktanzprinzip a) Ausgelenkt: Kraftwirkung b) Ausgerichtet: keine Kraftwirkung c) Ausgelenkt: Kraftwirkung URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

5 Reluktanzprinzip Magnetischer Fluss Tangentiale Kraft Strom in der Wicklung Tangentiale Kraft URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

6 Wichtige Merkmale - Bei der Transversalflussmaschine verläuft der magnetische Fluss quer (transversal) zur Drehebene - Die Spulen verlaufen längs zur Bewegungsrichtung (Umfangsrichtung) - Keine Permanentmagneten - Kraftbildung nach dem Reluktanzprinzip - Für gleichbleibendes Drehmoment sind mindestens drei Phasen erforderlich - Mehrphasige redundante Anordnungen möglich URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

7 Aufbau der Transversalfluss-Reluktanzmaschine URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

8 3 Installationsmöglichkeiten URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

9 Antrieb an dem Blattzahnkranz URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

10 Direkter Antrieb URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

11 Integration in dem Planetengetriebe URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

12 Integration des Motors - Integration des Motors an dem Zahnkranz - 6-phasiger Aufbau - Einsatz des Zwischengetriebes URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

13 Integration des Motors URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

14 Vergleich mit den anderen Motortypen Tangentialkraftdichte [kn/m²] Quelle: LDW Lloyd Dynamowerke Leistung [kw] Asynchron Synchron TFM TFRM URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

15 Vorteile der TFRM Magnetloser Antrieb Direktantrieb möglich Robuster und einfacher Aufbau keine Permanentmagnete Funktion nach dem Reluktanzprinzip Fehlertoleranz URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

16 Vorteile der TFRM Magnetloser Antrieb Direktantrieb möglich Robuster und einfacher Aufbau Hohes Drehmoment Niedriger bis mittlerer Drehzahlbereich Varianten mit Hohlwelle möglich Fehlertoleranz URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

17 Vorteile der TFRM Magnetloser Antrieb Direktantrieb möglich Robuster und einfacher Aufbau Fehlertoleranz Ringspulen Keine Wickelköpfe Einfache Herstellung Gleich aufgebauten Phasen URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

18 Vorteile der TFRM Magnetloser Antrieb Direktantrieb möglich Robuster und einfacher Aufbau Fehlertoleranz keine kritischen Stellen in Ringspulen Räumliche, thermische, elektrische und magnetische Trennung zwischen Strängen Betrieb bei dem Ausfall der einzelnen Stränge möglich kein Phase-Phase-Kurzschluss im Fehlerfall URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

19 Ziele, die noch erreicht werden müssen - Optimierung der Geometrie des Motors - Auslegung für höheren Drehzahlbereich - Gewichtsreduzierung - Anschluss an die vorhandenen Getriebe - Fehlertolerante und verlustoptimale Regelung URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./