Modulare Versuchsanlage für ein industrielles Gleichspannungsnetz mit gesteuerten elektrischen Antrieben

In diesem Beitrag wird das Konzept einer Versuchsanlage für industrielle Gleichspannungs-netze vorgestellt. Diese besteht aus mehreren elektrischen Antriebssätzen (Prüfling und Last-maschine), aus verschiedenen uni- und bidirektionalen Gleichrichtern, aus dezentralen Ener-gieerzeugern (PV und BHKW) und mehreren Energiespeichern. Alle Geräte sind über ein ge-meinsames Gleichspannungsnetz gekoppelt. Gleichspannungsnetze ermöglichen einen sehr einfachen bidirektionalen Energieaustausch zwischen den angeschlossenen Geräten. Daher kann beispielsweise Bremsenergie bei elektrischen Antrieben ohne zusätzlichen Aufwand ge-nutzt werden und auch die Integration von dezentralen Energieerzeugungsanlagen wie Photo-voltaik (PV) oder Blockheizkraftwerden (BHKW) sowie von Energiespeichern ist deutlich einfa-cher als bei AC-Netzen. Das Besondere an dieser Anlage ist, dass die mechanischen Belastun-gen 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 Lastantriebswechsel-richter 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 umge-rüstete Produktionsmaschine verhalten würde, ohne diese bauen zu müssen. Weiterhin können die Auswirkungen von Speichereinbindungen und Netzstörungen realitätsnah untersucht wer-den.