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33

Samstag, 20. November 2010, 23:21

Mein Motor 360 PS treibt einen Stamford Generator UCI und noch etwas (Typenschild verkratzt)
Output 112,5 - 225,5 kW an. (Vormals Kläranlage ca. 10 Jahre alt)
Der Motor läuft mit 1.600 U/min (Verbrauch 24 ltr/h) und es kommen 144 kW/h beim Genertor raus.


Ich habe die Kenndaten des Generators rausgesucht:
| | 50Hz | 60Hz
UCI 27 – 3-phasig | 4 polig | 92,5 - 200,0 | 112,5 - 255,0

Die Anzahl der Pole verrät, wie der Motor aufgebaut ist. 2 Pole ist ein Polpaar = ein Nord- und ein Südpol. Das sind Synchrongeneratoren, die mit der Netzfrequenz von 50 Hz drehen. 50 Hz * 60 s/min = 3000 Umdrehungen pro Minute. Bei vier Polen hat man zwei Polpaare, damit braucht man zwei Netzschwingungen für eine Umdrehung (Rotor dreht einmal entlang der kompletten Statorwicklung aus zwei Polpaaren). Ein 4-poliger-Generator (nicht zu verwechseln mit dem 4-poligen Wassermotor) dreht also mit der halben Geschwindigkeit 1500.

Die Preisfrage ist also die, warum dein Rotor/Motor mit 1600 U/min läuft. Da kann also was nicht mit dem elektrischen Anschluss stimmen. Synchrongeneratoren drehen wie der Name schon sagt synchron mit der Netzfrequenz: es sollten 1500 U/min * 2 Polpaare = 3000 1/min = 50 Hz sein.
Frage: Ist der Generator etwa ein Asynchrongenerator (eher unüblich bei der Leistung)?
Antwort:The STAMFORD range of synchronous a.c. generators includes 2-pole, 4-pole, and 6-pole generators at low voltage and 4-pole generators at medium and high voltages.
Synchronous AC Generator klingt nach Synchrongenerator.

Wie bekommt man es hin, dass der Synchrongenerator mit 1600 U/min dreht? Habt ihr eine Synchronisierungseinrichtung benutzt oder wie hast Du den Generator aufs Netz geschaltet? Wie lange hat der Synchronisiervorgang gedauert? Wie wurde vor Synchronisierung mit dem Netz die Motordrehzahl eingestellt, direkt über das Motorsteuergerät oder per "Gaspedal"?

Ein Synchrongenerator hat in der Regel auch einen Dämpferkäfig, der ist ähnlich aufgebaut wie ein Käfig beim Kurzschlussläufers eines Asynchrongenerators. Eine Asynchronmaschine läuft nicht genau mit der Netzfrequenz, sondern hat eine Drehzahlabweichung, der sogenannte Schlupf. Wenn das Experiment mit 1600 U/min abgelaufen ist, dann war ein Schlupf von 100/1500 = 3,33 Hz / 50 Hz = 6% vorhanden. Kann es sein, dass der Synchrongenerator als Asynchronmaschine betrieben wurde?

Eine Asynchronmaschine verursacht zudem neben der Wirkleistung auch noch Blindleistung. Je nachdem, wie man auf einen Vierquadrantenzähler guckt, kann man neben der Wirkarbeit auch die Blindarbeit ablesen. Ggf. wird auch die Scheinleistung aufsummiert. Mach doch bitte mal ein Foto vom Zähler, damit man sich vom Zählertyp und der Anzeige ein Bild machen kann.

Gruß,
Gunnar
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bluwi

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34

Samstag, 20. November 2010, 23:35

Kann es sein, dass der Synchrongenerator als Asynchronmaschine betrieben wurde?
Kannst Du einem alten Mann erklären, wie das gehen soll ?

Frage an die Experten, kann es sein dass Roberto einen Zähler hat, der die Scheinleistung misst ? (also Wirk + Blindleitung). Gibt es sowas ?
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35

Sonntag, 21. November 2010, 01:09

Kannst Du einem alten Mann erklären, wie das gehen soll ?


Das Suchwort heisst asynchroner Hochlauf. Wenn nach dem Hochlauf in die Nähe von 50 Hz nicht über die Erregung fest zwischen Rotor und Stator synchronisiert wird, sondern nur das Antriebsmoment aufgeschaltet wird, dann dreht der Generator übersynchron wie eine Asynchronmaschine. Dafür ist sie zwar nicht gemacht, aber anders kann ich mir das nicht erklären.

Gruß,
Gunnar
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36

Sonntag, 21. November 2010, 15:15

. . . sondern nur das Antriebsmoment aufgeschaltet wird, dann dreht der Generator übersynchron wie eine Asynchronmaschine. Dafür ist sie zwar nicht gemacht, aber anders kann ich mir das nicht erklären.
So läßt es sich aber auch nicht erklären.
Der Anlaufkäfig würde nie das Drehmoment für diese Leistung halten und einen hohen Wirlungsgrad schon zweimal nicht.
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Sonntag, 21. November 2010, 17:21

Der Anlaufkäfig würde nie das Drehmoment für diese Leistung halten und einen hohen Wirkungsgrad schon zweimal nicht.


In dem Beispiel auf S. 16ff hat die Dämpferwicklung, also die in der Synchronmaschine versteckte Asynchronmaschine, ein Kippmoment von 140% des Nennmoments der Maschine. Warum sollte ein asynchroner Leistungsbetrieb nicht möglich sein? Dass das Ganze nicht im Sinne des Erfinders ist und die Verluste höher sind als im synchronen Betrieb, will ich gar nicht in Abrede stellen.

Aber ich gehe auch davon aus, dass Roberto hier keine Märchen erzählt, sondern dass bei seinem Versuchsaufbau etwas schief gegangen ist und wir ihm per Ferndiagnose helfen, den Fehler einzugrenzen.

Gruß,
Gunnar
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Sonntag, 21. November 2010, 17:57



und einen hohen Wirlungsgrad schon zweimal nicht.


aber wenn der schlechte Wirkungsgrad zweimal am Zähler erscheint
wäre es eventuell eine Erklärung, wobei ich glaub das ganze ist Inselbetrieb |__|:-)




bluwi

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39

Montag, 22. November 2010, 09:11

Zitat

In dem Beispiel auf S. 16ff hat die Dämpferwicklung, also die in der Synchronmaschine versteckte Asynchronmaschine, ein Kippmoment von 140% des Nennmoments der Maschine. Warum sollte ein asynchroner Leistungsbetrieb nicht möglich sein? Dass das Ganze nicht im Sinne des Erfinders ist und die Verluste höher sind als im synchronen Betrieb, will ich gar nicht in Abrede stellen.
Da müsste ich mich nun richtig in die Grundlagen einarbeiten, wozu ich zu faul bin (hätte auch nicht die Zeit dazu). Deshalb ist das, was ich jetzt schreibe irgendwas zwischen Erinnerung, Bauchgefühl und Spekulation, erhebt also keinen Anspruch auf Richtigkeit.

- Das Dokument bezieht sich auf Antriebsmotoren von Robotern, also im Bereich von 0,xx bis 2..3 kW. nicht im Bereich Stromerzeugung von 100 kW und mehr. Eine Übertragung der Verhältnisse ist an sich schon fragwürdig.

- Diese Motoren sind in der Regel mit Permanentmagneten ausgelegt, also deutlich kleinerem Drehmoment auf der synchronseite.

- Es handelt sich eindeutig um eine Spezialanwendung, bei der der Motor nicht auf maximalen Wirkungsgrad, sondern auf eine Beherrschung von ausgeprägten Störgrößen durch die Art der Last. Als Folge ist eine entsprechende Dämpfung bei extrem unterschiedlichen, insbesondere auch sehr kleinen Drehzahlen erforderlich. Die Dämpfung steht hier also im Vordergrund, das hat zuerst mal nichts mit einer Anlaufwicklung zu tun.

- Synchronmotoren bauen bei gleichem Nennoment kleiner als Asynchrone bzw. haben bei gleicher Baugröße ein größeres Moment. Es kann ja nicht sein, dass dann die Hilfswicklung eines Synchronmotors den gleichgroßen Asynchronen um 40% übertrifft.

- Ob die in dem Dokument angenommene Wicklung überhaupt für den Anlauf geeignet ist, sei einmal dahingestellt. Es erscheint mir aber unlogisch, dass eine Hilfswicklung in der Lage sein soll, die Verlustleistung eines Dauerbetriebs bei starker Belastung zu überstehen.

Wie gesagt, nur so aus dem Bauch raus.
bluwi
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Montag, 22. November 2010, 13:22

Das Dokument bezieht sich auf Antriebsmotoren von Robotern, also im Bereich von 0,xx bis 2..3 kW. nicht im Bereich Stromerzeugung von 100 kW und mehr. Eine Übertragung der Verhältnisse ist an sich schon fragwürdig.

Das ist die Überschrift der ersten Seite, auf S. 16f steht: "Elektrisch erregte Synchronmaschinen und mit Dämferwicklung" und "Gedämpfte Polrad-Schwingungen"
Die Verlustleistung zu überstehen, ist weniger eine Frage des Dämpferkäfigs, sondern der Kühlung. Es sind die thermischen Eigenschaften des Aufbaus gefordert.

Gruß,
Gunnar

PS.
@Roberto: Wie waren die Werte in Wirkarbeit (Anzeige kWh) und die der Blindarbeit (Anzeige kVAr) an dem Eon-Zähler, oder konnte er dies nicht unterscheiden?
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