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Permanent erregter Generator mit auf den Stator applizierter Luftspaltwicklung
Finanzierung:
BMWi/AIF;
Ausgehend von dem an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg entwickelten Maschinenprinzip wird ein getriebeloser Generator für eine Kleinwindkraftanlage konzipiert, ausgelegt, konstruiert, gefertigt und getestet. Die mechanische und konstruktive Auslegung des Generators erfolgt so, dass er direkt in den Fuß/Turm der Windkraftanlage integriert und vom Rotor der Windkraftanalage direkt angetrieben wird. Lager und Dichtungen des Generators werden als einzige verschleißbehaftetet Teile so ausgelegt, dass eine Betriebsdauer von 20 Jahren wartungsfrei gesichert ist. Eine On-Board Diagnose überwacht die mechanischen und elektrischen Betriebsparameter. Die elektrische und magnetische Auslegung des Generators erfolgt so, dass bei minimaler Magnetzahl der geforderte Leistungsbereich von 5 KW in dem Drehzahlbereich bis 200 U/min bei möglichst hohem Wirkungsgrad abgedeckt wird. Von zentraler Bedeutung ist hierbei die Auslegung und Anpassung der Luftspaltwicklung, wodurch der Drehmomentbereich und der Wirkungsgrad des Generators wesentlich bestimmt werden. Bei Sturm oder sehr hohen Windgeschwindigkeiten reduziert eine Drehzahlregelung die Rotorgeschwindigkeit so weit, dass eine Feststellbremse das Festhalten des Rotors übernehmen kann. Ausgehend von dem neuen Maschinenprinzip, das die Herstellung eines Generators aus wenigen Baugruppen ermöglicht, erfolgt die Optimierung der Baugruppenfertigung sowie der Montage der Baugruppen. Besonderes Augenmerk richtet sich hierbei auf die Fertigung der Luftspaltwicklung als zentralem Element des Generators. Der Test der Prototypen erfolgt zunächst an Prüfstanden der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Dort werden die wichtigsten statischen und dynamischen Maschinenparameter und Maschinenkennlinien ermittelt. Ein weiterer Betriebstest erfolgt nach Einbau des Generators in eine Windkraftanlage unter realen Lastbedingungen. Sowohl von seinen technischen (Baugröße, Leistung, Wirkungsgrad, …) als auch von seinen ökonomischen (Anschaffungskosten, Betriebskosten, …) Vorteilen wird der Generator bei entsprechender Vermarktung sehr schnell eine starke Marktposition erringen.  Alle Generatorbaugruppen lassen sich mittels angepasster Fertigungsverfahren auch in höheren Stückzahlen herstellen, wodurch Skaleneffekte genutzt werden können, welche nachhaltig die Wettbewerbssituation stärken. Durch seine hervorragende Skalierbarkeit ist es darüber hinaus mittelfristig möglich weitere Leistungsklassen des Generators zu entwickeln und am Markt zu platzieren.

Schlagworte

Genrator, Kleinwindkraftanlagen, Mechatronik, Rotor
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