Modulare Versuchsanlage für ein industrielles Gleichspannungsnetz mit gesteuerten elektrischen Antrieben

Abstract:
netze vorgestellt. Diese besteht aus mehreren elektrischen Antriebssätzen (Prüfling und Lastmaschine), aus verschiedenen uni- und bidirektionalen Gleichrichtern, aus dezentralen Energieerzeugern (PV und BHKW) und mehreren Energiespeichern. Alle Geräte sind über ein gemeinsames Gleichspannungsnetz gekoppelt. Gleichspannungsnetze ermöglichen einen sehr einfachen bidirektionalen Energieaustausch zwischen den angeschlossenen Geräten. Daher kann beispielsweise Bremsenergie bei elektrischen Antrieben ohne zusätzlichen Aufwand genutzt werden und auch die Integration von dezentralen Energieerzeugungsanlagen wie Photovoltaik (PV) oder Blockheizkraftwerden (BHKW) sowie von Energiespeichern ist deutlich einfacher als bei AC-Netzen. Das Besondere an dieser Anlage ist, dass die mechanischen Belastungen der Antriebe einer Produktionsmaschine realitätsnah nachgebildet werden können. In einem Echtzeit-Modell, umgesetzt in Matlab/Simulink, werden Sollwerte der Drehzahl- und Drehmomentenverläufe berechnet und mittels Feldbus an die jeweiligen Lastantriebswechselrichter übermittelt. Dadurch ergeben sich an der Welle nicht nur reale mechanische Größen, sondern auch die sich im Gleichspannungsnetz einstellenden Ströme entsprechen denen einer realen Anlage. Somit kann z.B. untersucht werden, wie sich eine von AC- auf DC-Netz umgerüstete Produktionsmaschine verhalten würde, ohne diese bauen zu müssen. Weiterhin können die Auswirkungen von Speichereinbindungen und Netzstörungen realitätsnah untersucht werden.