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Projekt 'DC-Industrie' - Teil 2: Die Energieverteilung und Antriebstechnik im Gleichstromnetz

Fortsetzung des Artikels von Teil 2.

Leistungsregelung im DC-Netz

Grafik zur Leistungsregelung im DC-Netz mittels Kennlinien Bildquelle: © LTI Motion

Bild 2: Leistungsregelung im DC-Netz mittels Kennlinien, die den einzuspeisenden Strom in Abhängigkeit der DC-Netzspannung definieren. Das dezentrale Regelkonzept ermöglicht die einfache Parallelschaltung von Versorgern und Energiespeichern.

DC-Industrie verfolgt einen dezentralen Ansatz, bei dem mittels Kennlinien abhängig von der aktuellen DC-Spannung Energie in das DC-Netz eingespeist wird. Somit hat das DC-Netz keine geregelte konstante Spannung, sondern vielmehr Spannungsbereiche, in denen die angeschlossenen Geräte ein definiertes Verhalten aufweisen müssen. Die Systemspannung kann sich während des Betriebs maximal im Spannungsbereich von 400 bis 800 V bewegen. Im Falle einer geregelten Gleichrichtung – etwa durch einen AFE-Stromrichter – wurde eine nominale Gleichspannung von 650 V festgelegt. Die Kennlinien zur Leistungsregelung sind in Bild 2 exemplarisch dargestellt. Sie definieren, welchen Strom die Versorgungsgeräte oder geregelten Energiespeicher in das DC-Netz einspeisen oder entnehmen. Die zentrale Zustandsgröße ist dabei die aktuelle Netzspannung. Dieser Regelungsansatz ermöglicht problemlos Mehrfacheinspeisung und Integration von Energie-Erzeugungs-Anlagen wie beispielsweise Photovoltaik.

Speisen die Antriebe bei Bremsvorgängen Leistung ins DC-Netz, steigt die Spannung an. Die in Bild 2 skizzierte Kennlinie für einen geregelten Energiespeicher stellt sicher, dass zuerst eine Speicherung des Speichers erfolgt, bevor Leistung in das AC-Netz zurückgespeist wird. Solch geregelte Energiespeicher können mit Superkondensatoren, Akkus oder Schwungradspeicher realisiert sein. Je nach Anwendung werden damit Leistungsspitzen reduziert oder ein Netzausfall überbrückt.