Aufgabe SyM 2: Energieversorgung einer Offshore-Plattform, Zeigerbild

Für die Energieversorgung einer Offshore-Plattform wird ein Synchrongenerator mit bürstenloser Erregung eingesetzt, der von einer Gasturbine angetrieben wird.

Die Daten des Generators lauten:

(übererregt),

Die bezogene synchrone Reaktanz der Maschine beträgt . Im Nennbetrieb beträgt der Erregerstrom . Der Ständerwiderstand und Sättigungserscheinungen sollen vernachlässigt werden ().

1. Berechnen Sie Polpaarzahl, Nennstrom.

2. Wie groß sind das Leerlauf-Kurzschluss-Verhältnis und die synchrone Reaktanz in Ohm?
   Hinweis: Das Leerlauf-Kurzschluss-Verhältnis ist der Leerlauf-Kurzschlussstrom bezogen auf den Nennstrom 

3. Zeichnen Sie die Stromortskurven (Parameter: Polradwinkel ) der Maschine für Nennerregerstrom und halben Nennerregerstrom.

4. Ergänzen Sie in dem Diagramm das Zeigerdiagramm für Nennbetrieb (Ströme und Spannungen).

5. Wie groß sind der Nennlastwinkel und das Kippmoment bei Nennerregung?

6. Wie muss der Leerlauferregerstrom eingestellt werden, sodass im Leerlauf weiterhin Nennspannung herrscht?

7. Mit welcher mechanischen Leistung wird der Generator im Nennbetrieb angetrieben und wie groß ist das Nenndrehmoment?

8. Auf welchen Wert muss der Erregerstrom eingestellt werden, um bei Nennwirkleistung den Leistungsfaktor zu erreichen? Welcher Ständerstrom fließt in diesem Betriebszustand?