Drehzahlvariable Kleindampfturbine mit mechatronischer Kopplung an das elektrische Netz

Kleine Dampfturbinen arbeiten mit hohen Drehzahlen und benötigen somit ein großes Getriebe, wenn sie als Generatorantriebsturbinen zur Stromerzeugung eingesetzt werden. Diese Getriebe sind teuer und benötigen größere Mengen an Öl. Durch Einsatz moderner Frequenzumrichtertechnik in Verbindung mit kompakten direktgetriebenen Generatoren kann auf das Getriebe verzichtet werden. In der vorliegenden Arbeit wurde hierzu die Funktion eines solchen Systems an einer Versuchsanlage nachgewiesen. Durch die Entkopplung der Turbine von der Netzfrequenz ist die Drehzahl eine zusätzliche freie Regelgröße neben der Leistung der Anlage. Wie durch die Ausführungen in dieser Arbeit theoretisch und experimentell nachgewiesen wurde, kann durch optimale Anpassung der Drehzahl auf Basis einer nahezu konstanten Laufzahl der Turbinenwirkungsgrad im Teillastbetrieb deutlich erhöht werden.