Validierung eines Verfahrens zur Wirkungsgradbestimmung von Windenergieanlagen auf Prüfständen unter den Aspekten der Messunsicherheit sowie Vorstellung von Ansätzen zu deren Minimierung

Inhalt:
Die Verfahren zur Bestimmung des Wirkungsgrades elektrischer Maschinen sind normativ in der IEC 60034-Normenreihe festgelegt: für netzgespeiste Motoren in der Norm IEC 60034-2-1 und für frequenzumrichtergespeiste Maschinen in der Norm IEC 60034-2-3. Zur Gewährleistung einer möglichst geringen Messunsicherheit wird für Asynchronmaschinen gemäß IEC 60034-2-1 als Verfahren die Anwendung der Summation der Einzelverluste mit Bestimmung der Restverluste empfohlen. Ein Vorteil ist hierbei z. B., dass konstante Offsetfehler bei der Drehmomentmessung nicht direkt in den Wirkungsgrad eingehen. Prinzipiell können diese für den Industriemotoren-Bereich etablierten Verfahren auch bei der Wirkungsgradbestimmung von Generatoren von Windenergieanlagen zur Anwendung kommen. Die normativ geforderten Prozeduren sind in Windenergieanlagenprüfständen jedoch oft nicht durchführbar. Aufgrund fehlender anwendbarer Normen wurde vom Fraunhofer Institut für Windenergiesysteme (IWES) ein modifiziertes Verfahren zur Wirkungsgradbestimmung von Generatoren in Windenergieanlagen entwickelt. In diesem Beitrag wird dieses Verfahren an einer Modellanordnung in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) mit den in der Norm IEC 60034-2-1 beschriebenen Verfahren hinsichtlich der ermittelten Messgröße „Wirkungsgrad“ sowie auch deren Messunsicherheit verglichen.