Betriebsverhalten der Synchronmaschine

Die anschauliche Darstellung und eingehende Begrundung des Be triebsverhaltens der Synchronmaschine im Normalbetrieb und bei Storungen ist der Zweck des vorliegenden Buches. Es richtet sich in erster Linie an den mit der Planung, mit dem Bau und mit dem Betrieb elektrischer Anlagen und Antriebe beauftragten Ingenieur, ist also auf die Praxis abgestimmt. Durch den Anhang, der auch als Teil 2 be zeichnet werden konnte und der mehr theoretischer Natur ist, erweitert sich der Interessentenkreis auch auf Leser, die an einer exakteren Her leitung der Zusammenhange interessiert sind. 1m Hauptteil wird das Betriebsverhalten der Synchronmaschine mit Hilfe physikalischer Dberlegungen anhand des Zeigerdiagramms ohne nennenswerten mathematischen Aufwand bei fiir groBe Maschinen zu lassigen Vernachlassigungen hergeleitet. Dabei wird fur plotzliche Last anderungen zunachst FluBkonstanz angenommen, und erst hinterher werden Dberlegungen uber das Abklingen der Ausgleichsvorgange an gestellt. Der Hauptteil ist entsprechend der Aufgabenstellung voll kommen auf die Dberlegungen abgestimmt, die der Ingenieur bei der Planung von Energieerzeugungsanlagen und elektrischen Antrieben in bezug auf die Festlegung der Eigenschaften der Synchronmaschine anzustellen hat. Er beinhaltet dementsprechend die Darstellung des Verhaltens der Synchronmaschine im stationaren und nichtstationaren Betrieb, oder nach einem mehr betrieblichen Gesichtspunkt im Normal betrieb und bei Storungen, und zeigt die Beeinflussungsmoglichkeiten der Betriebseigenschaften durch Anderung der Maschinendaten (Lei stung, Leistungsfaktor, Spannung, Drehzahl) und Konstanten (Re aktanzen und Zeitkonstanten). Er gibt dem Planungs- und Betriebs ingenieur damit auch die Moglichkeit, Maschinen mit unterschiedlichen Nenndaten und Konstanten bezuglich ihrer Vor- und Nachteile fur eine bestimmte Betriebsforderung zu beurteilen und zu vergleichen.

Inhalt
Hauptteil.- 1. Das per-unit-System (Das System mit bezogenen, dimensionslosen Größen).- 2. Elektrisches Verhalten von Synchronmaschinen.- 3. Konstanten und Reaktanzen der Synchronmaschine.- 4. Die elektrische Bemessung von Synchronmaschinen, betrachtet am Beispiel der Wasserkraftgeneratoren.- 5. Wahl der Maschinenspannung und Ausführung der Ständerwicklung.- 6. Kurvenform der Spannungskurve und Fernsprechformfaktor.- 7. Die Erwärmung der Synchronmaschine.- 8. Die unsymmetrische Belastung von Synchronmaschinen.- 9. Verbundbetrieb.- 10. Aufgaben der Spannungsregelung.- 1. Spannungs- und Stromgleichungen der Synchronmaschine.- 1.1 Zeigerdarstellung und komplexe Rechnung.- 1.2 Spannungs- und Stromgleichungen.- 2. Die allgemeinen Gleichungen der Synchronmaschine.- 2.1 Transformationsgleichungen für die Synchronmaschine.- 2.2 Die allgemeinen Spannungsgleichungen.- 2.3 Die Operatorenkoeffizienten.- 2.4 Leistungs- und Drehmomentengleichungen.- 2.5 Die Bewegungsgleichung der Synchronmaschine.- 2.6 Zusammenstellung des gesamten Gleichungssystems.- 2.7 Die Konstanten der Synchronmaschine.- 2.71 Ersatzschaltbilder für die Zeitkonstanten und Versuchsanordnungen zu ihrer Messung.- 3. Der dreipolige (dreisträngige), symmetrische Stoßkurzschluß der Synchronmaschine.- 3.1 Der dreipolige Klemmenkurzschluß aus vorhergehendem Leerlauf.- 3.11 Der Kurzschlußstrom verlauf.- 3.12 Das Kurzschlußdrehmoment im Luftspalt.- 3.13 Feldstromverlauf beim Kurzschluß.- 3.2 Berücksichtigung der Vorbelastung beim Kurzschluß.- 3.3 Plötzliche Änderung der Klemmenspannung.- 4. Der unsymmetrische Kurzschluß der Synchronmaschine.- 4.1 Der zweipolige (zweisträngig-einphasige) Kurzschluß aus vorhergehendem Leerlauf.- 4.11 Der Kurzschlußstromverlauf.- 4.12 Die Spannung an demoffenen Strang.- 4.13 Das Kurzschlußdrehmoment im Luftspalt.- 4.14 Feldstrom verlauf beim Kurzschluß.- 4.2 Der einpolige (einsträngig-einphasige) Kurzschluß.- 4.3 Vergleich der Maximalamplituden der Kurzschlußdrehmomente im Luftspalt und der maximalen Wickelkopfbeanspruchungen.- 4.4 Der Doppelerdkurzschluß bei geerdetem Maschinensternpunkt.- 5. Die unsymmetrische Belastung von Synchronmaschinen durch Netzkurzschlüsse in Behandlung mit der Methode der Symmetrischen Komponentenrechnung.- 5.1 Netzkurzschlüsse als Sonderfälle der unsymmetrischen Belastung.- 5.2 Der zweipolige Kurzschluß im Netz.- 5.21 Die einseitige Speisung.- 5.22 Der zweipolige Kurzschluß auf einer Verbindungsleitung (zweiseitige Speisung).- 5.23 Der zweipolige Kurzschluß über die Kurzschlußimpedanz zF auf einer Verbindungsleitung.- 5.3 Der einpolige Erdschluß im geerdeten Netz.- 5.31 Die einseitige Speisung.- 5.32 Der einpolige Erdschluß im Netz mit geerdeten Transformatoren (zweiseitige Speisung).- 5.33 Der einpolige Erdschluß im geerdeten Netz über die Eehler-impedanz zF..- 5.4 Der zweipolige Kurzschluß mit Erdberührung im geerdeten Netz.- 5.41 Die einseitige Speisung.- 5.42 Der zweipolige Kurzschluß mit Erdberührung im Netz mit gegeerdeten Transformatoren (zweiseitige Speisung).- 5.43 Der zweipolige Kurzschluß mit Erdberührung im geerdeten Netz über die Fehlerimpedanz zF.- 6. Die Synchronmaschine im asynchronen Betrieb.- 6.1 Der asynchrone Anlauf von Synchronmaschinen.- 6.2 Asynchroner Lauf der Synchronmaschine bei erregtem Polrad.- 6.3 Der sehr rasche Anlauf.- 7. Kleine Schwingungen der Synchronmaschine.- 7.1 Allgemeines: Die Differentialgleichung der pendelnden Synchronmaschine.- 7.2 Die komplexe Synchronisierziffer..- 7.3 Drehmoment-, Leistungs- undStromschwankungen.- 7.4 Selbsterregte Schwingungen.- Tabellen.