I mange år har det været et problem for fabrikanter af elektromotorer, at de kun kan køre med en bestemt hastighed, der er bestemt af antallet af poler i motoren.
På den foregående side så vi, at motorens (eller generatorens) slip i en asynkron (induktions) maskine normalt er ganske lille af hensyn til effektiviteten. Derfor vil rotationshastigheden kun variere ca. 1 pct. fra tomgang til fuld last.
Slippet er imidlertid en funktion af modstanden (målt i ohm) i rotorvindingerne i generatoren. Jo højere modstand, jo større slip. Dvs. at en af måderne at ændre slippet på er ved at ændre på modstanden i rotoren. På denne måde kan man øge generatorens slip til f.eks. 10 pct.
På motorer gøres dette ved at have en slæberingsrotor, dvs. en rotor viklet med kobbertråde, koblet til eksterne variable modstande via en stjerneforbindelse plus et elektronisk styresystem til at regulere modstandene. Forbindelsen består normalt af børster og slæberinge. Det er en ulempe i forhold til kortslutningsgeneratorens enkle design. Teknikken indebærer, at generatoren har komponenter som slides, hvorfor generatoren har brug for ekstra vedligeholdelse.
Opti Slip
En interessant variant af variabel slip-generatoren undgår imidlertid helt brugen af slæberinge, børster, eksterne modstande og ekstra vedligehold.
Hvis man placerer de eksterne modstande på selve rotoren sammen med det elektroniske kontrolsystem, har man stadig problemet med at informere rotoren om, hvor meget slip, der er brug for. Kommunikationen kan gøres meget elegant ved at bruge optiske fibre til at sende signalet over til rotorelektronikken, hver gang rotoren passerer en stationær optisk fiber.
Pitchregulerede vindmøller med variabel hastighed
Som nævnt på den næste side, er der flere fordele ved at kunne køre en vindmølle med variabel hastighed.
En af grundene til at foretrække variabel hastighed er, at pitchreguleringssystemet (som ved at pitche vingerne kontrollerer momentet for ikke at overbelaste gearkasse og generator) er en mekanisk proces. Det betyder, at pitchmekanismens reaktionstid bliver en kritisk faktor i konstruktionen af vindmøllen.
Hvis man har en generator med variabelt slip, kan man øge slippet når man kommer tæt på vindmøllens maksimale effekt. Kontrolstrategien hos en af de danske vindmøllefabrikanter er at køre generatoren med halvdelen af det maksimale slip, når vindmøllen producerer tæt på mærkeeffekten. Når der kommer et vindstød, sender kontrolsystemet et signal om at øge generatorslippet så rotoren kan løbe lidt hurtigere indtil pitchmekanismen får drejet vingerne en smule ud af vinden. Når pitchmekanismen har gjort sit arbejde, kan slippet formindskes igen. Falder vindhastigheden pludseligt foretages manøvren med omvendt fortegn.
Selvom disse koncepter kan lyde simple, er det ganske teknisk krævende at sikre, at de to effektreguleringssystemer arbejder ordentligt sammen.
Forbedring af strømkvaliteten
Man kan måske indvende, at en generator, der kører med et stort slip, afgiver mere varme fra generatoren og derfor er mindre effektiv. Det er imidlertid ikke noget problem i sig selv, da det eneste alternativ er at spilde den overskydende vind ved at pitche (dreje) vingerne ud af vinden.
En af de store fordele ved at bruge denne teknologi er, at man får en bedre strømkvalitet, da fluktuationer i effektoutput bliver “spist” ved at variere slippet og dermed lagre eller frigive en del af energien som bevægelsesenergi i vindmøllerotoren.