Analyse und Optimierung des dynamischen Verhaltens von Generator-Spannungsreglern und Pendeldämpfungsgeräten mit Hilfe des Frequenzkennlinienverfahrens

摘要

Die Untersuchung des dynamischen Verhaltens von Erregerregelungssystemen im Frequenzbereich erfolgt an Hand der Frequenzkennlinien des offenen Spannungsregelkreises (Übertragungsfunktion ∆U_T(p)/∆U_R(p)), des Führungsfrequenzganges des geschlossenen Spannungsregelkreises (Übertragungsfunktion ∆U_T(p)/∆U_R(p)) sowie des Störfrequenzganges des geschlossenen Spannungsregelkreises bei Auftreten einer Laststörung (bzw. des dynamischen Regelfaktors) - jeweils mit leerlaufender und belasteter Synchronmaschine, wobei im letzteren Fall repräsentative Arbeitspunkte der Maschine auszuwählen sind. Bereits mit Hilfe der Frequenzkennlinien des offenen Regelkreises können die Stabilität und das dynamische Verhalten des geschlossenen Regelkreises charakterisiert werden. Die Werte der Kenngrößen eines geschlossenen Regelkreises bilden das Kriterium dafür, ob der Regelkreis die an ihn gestellten Forderungen erfüllen kann. Das dynamische Verhalten von Generator-Spannungsreglern wird durch den Einsatz von Pendeldämpfungsgeräten verbessert. Die Einstellung der Zeitkonstanten eines Pendeldämpfungsgerätes kann an Hand der Übertragungsfunktion ∆U_T(p)/∆U_R(p) des geschlossenen Spannungsregelkreises bei konstanter Drehzahl ta erfolgen. Die Wahl des Verstärkungsfaktors eines Pendeldämpfungsgerätes wird vor allem durch die Stabilität des Spannungsregelkreises bestimmt. Zu beachten ist außerdem, daß die Verbesserung des Störverhaltens des Spannungsregelkreises nicht auf Kosten des Führungsverhaltens gehen darf. Meist muß ein Kompromiß zwischen einem guten Führungs- und einem guten Störverhalten gefunden werden. Die vorliegenden Untersuchungen haben gezeigt, daß sich das Frequenzkennlinienverfahren in Verbindung mit den Programmen PSD und ADP gut für die Analyse des dynamischen Verhaltens des EES und damit für die Einstellung von Generator-Spannungsreglern und Pendeldämpfungseeräten eignet.