Eigenbau: Synchrongenerator kontra Asynchronmotor

  • Hallo,


    was ist der große Vorteil des Synchrongenerator für die Einspeisung gegenüber dem Generatorbetrieb eines Asynchronmotors? Beim Synchrongenerator muss ich ja die 50Hz durch den Antrieb des Generators ziemlich genau permanent realisieren. Duch die Schluppfbeziehung bei der Asynchronmaschine ist das ja nicht notwendig, was ja ein großer Vorteil ist weil deutlich einfacher. Auch die Möglichkeit des Phasenschiebens mit dem Synchrongenerator bekommt man ja per EEG EVU nicht bezahlt.


    Hat der Synchrongenerator gegenüber der Asynchronmaschine eventuell einen besseren mechanisch-elektrischen Wirkungsgrad?


    Über eine lernende Diskussion wäre ich sehr dankbar.


    Gruß Markus

  • hi, markus
    du hast hier ein thema angeschnitten, das komplexer nicht sein kann. :!:
    hier nur eine kleine kurzfassung.
    asynchron ----------------- sehr teuer
    -"- muss extra angesteuert werden
    eigendlich nimmt man ihn nur für "inselbetrieb", das heisst bei notstrom.


    gruss guido

  • Hallo,


    danke erst einmal für die Rückmeldung. Folgende Aussage verwirrt mich dann doch etwas:

    Zitat


    asynchron ----------------- sehr teuer


    -"- muss extra angesteuert werden


    eigendlich nimmt man ihn nur für "inselbetrieb", das heisst bei notstrom

    Ich kenne es eigentlich genau umgekehrt. Auf jedem Notstromaggregat, ob mein kleines 800W 2Takt Baumarkt oder das an unserem Traktor 15kW hat immer einen Synchrongenerator dran. Mein Synchrongenerator, 12 KVA, 10kW elektrisch, an meinem BHKW-Versuchsstand, hätte bei deutscher Fabrikation etwa 2500..3000 € gekostet. Dafür hätte ich locker 4 Stück Asynchronmotoren mit 10kW. 4polig deutscher Fabrikation bekommen. Ich glaube nicht das die Asynchronlösung teuer ist. Warum haben dann viele kleine BHKW zur Einspeisung Asynchronmaschinen dran? Erst bei größeren Leistungen (15kW)..30kW..150kW..xxMW kommen Synchronmaschinen zum Einsatz. Jedes große Kraftwerk läuft doch mit Synchrongeneratoren, oder?


    Eine Insellösung auf Basis Asynchronmaschine ist doch kaum machbar, da fehlt doch die Erregung, oder man muss mit einer Art "Laubenpiperschaltung [Kondensatoren abgestimmt]" provisorisch nachhelfen.


    Durch die Schlupfbeziehung des Asynchronverfahrens ist doch schon die Frage der Drehzahlanpassung gegessen. Bei einer 4poligen Asynchronmaschine mit 1400 1/min. zieht diese Leistung aus dem öffentlichen Netz, mit genau 1500 1/min. sollte diese weder Leistung ziehen noch einspeisen. Mit z.B. 1550 1/min. gibt diese Leistung ans öffentliche Netz ab.


    Ohne großen Synchronmaschinen im öffentliche Netz, wäre das Einspeisen mit relativ dazu kleinen Asynchronmaschinen mit übersynchroner Drehzahl doch gar nicht vorstellbar. Die Frequenzstabilität und Spannungsstabilität wären doch gar nicht mehr gegeben.


    Die eigentliche Frage ist aber immer noch offen:

    Zitat

    Synchrongenerator kontra Asynchronmotor im Generatorbetrieb +++
    Hat der Synchrongenerator gegenüber der Asynchronmaschine eventuell einen besseren mechanisch-elektrischen Wirkungsgrad? Vergleich Äpfel mit Birnen?

    Warum sollte ich bei kleinen Leistungen (max. 30kW Einspeiseleitung) zur Einspeisung, also nicht der Inselbetrieb ist gemeint, überhaupt auf ein Konzept Synchrongenerator setzten?



    Gruß Markus

  • nun ja,
    nicht mein spezialgebiet, aber

    Zitat

    Warum sollte ich bei kleinen Leistungen (max. 30kW Einspeiseleitung) zur Einspeisung, also nicht der Inselbetrieb ist gemeint, überhaupt auf ein Konzept Synchrongenerator setzten?


    wäre zum Beispiel bei einem modulierendem Betrieb ein synchroner recht praktisch
    einfach die Drehzahl auf die erforderliche/gewünschte Leistung gebracht und schon klappts


    auch,
    könnte es evt. günstig sein wegen der Netzüberwachung.
    Ein Schaltschrank mit ENS und co kann schon einiges kosten,
    einen Wechselrichter z.B. ausm Solarbereich könnt (vor allem in sehr kleinen Bereichen) sicherlich eine gute Alternative darstelllen...und machts wohl mit der Akzeptanz beim Netz-Ing. viel einfacher.


    dennoch,
    ist es wohl so, dass asynchrone bei netzparallelem Betrieb ihre Vorzüge haben

  • hi,markus ||_
    mit deinen argumenten hast du natürlich vollkommen recht.
    desshalb meinte ich ja, asynchron ist teuer,da es eine total aufwendige steuerung braucht, auch im notstrombetrieb zu funktionieren.
    mit NUR dem billigen gen. ist es nicht getan.
    ich sagte ja,du hast hier ein thema angeschnitten, das komplexer nicht sein kann.
    gruss aus bayern
    guido

  • Hallo,


    danke für die Infos. Mit einer ENS zur Einspeisung per Asynchronmaschine habe ich gerechnet, ist eingeplant. Kann ich mit einer Synchronmaschine ohne Einspeiseüberwachung per Zähler beim EVU antreten?


    Zitat

    ..ein synchroner recht praktisch einfach die Drehzahl auf die erforderliche/gewünschte Leistung gebracht und schon klappts..

    Genau diese Vorgehensweise ist doch aber die der Asynchronmaschine, der Schlupfbeziehung, oder? Bei der Synchronmaschine muss ich die Drehzahl des Generators auf ziemlich genau 50Hz in Europa bringen, oder?


    Die Synchronmaschine hat doch diese Schlupfbeziehung als solches nicht, oder?


    Gruß Markus

  • hi,
    eine ENS ist generell vorgeschrieben.
    z.b.wenn bei einem netzausfall dein BHKW noch läuft, würdest du das ganze wohnviertel mit strom versorgen.was natürlich nur teoretisch funktioniert.
    das soll die ENS unter anderem verhindern.
    auch schwankungen im netz erkennt die ENS und reagiert dann meistens mit not-aus.



    Generatoren mit variablem Schlupf


    die hersteller von elektromotoren sind schon seit langer Zeit mit dem
    Problem konfrontiert, daß ihre Motoren nur auf einer beinahe festen drehzahl
    laufen können, abhängig von der polzahl des motors.


    der Motorschlupf(oder Generatorschlupf) einer Asynchronmaschine (Induktionsmaschine)
    aus Gründen des Wirkungsgrades ist sehr klein, sodaß der
    Drehzahlunterschied zwischen Leerlauf und Vollast nur rund ein Prozent
    beträgt.

    Der Schlupf selbst ist eine
    Funktion des Widerstandes der Rotorwicklungen (gemessen in Ohm). Je
    höher der Widerstand, desto höher auch der Schlupf. Deshalb kann man
    den Schlupf verändern, indem man den Widerstand variiert. Auf diese Art
    kann man den Generatorschlupf auf z.B. 10 Prozent erhöhen.

    Bei Motoren erreicht man das mit
    einem gewickelten Rotor, d.h. einen Rotor mit Wicklungen aus
    Kupferdraht, die über veränderbare Widerstände zu einem"stern"zusammengeschaltet werden. Ein elektronischer Regler stellt die
    Widerstände auf die gewünschten Werte ein. Üblicherweise werden die
    Spulen des Rotors über Bürsten und Schleifringe angeschlossen, was ein
    klarer Nachteil gegenüber der eleganten und einfachen Ausführung eines
    Käfigläufermotors ist. Außerdem arbeiten diese zusätzlichen Teile nicht
    verschleißfrei und müssen daher gewartet werden.


    Eine interessante Abwandlung des Induktionsgenerators mit variablem
    Schlupf kommt ohne Schleifringe, Bürsten, externe Widerstände und somit
    ohne Wartung aus.

    Dabei sind die Widerstände
    genauso wie der elektronische Regler am Rotor selbst montiert. Nun muß
    dem Regler noch irgendwie mitgeteilt werden, wieviel Schlupf er
    einstellen soll. Diese Kommunikation erfolgt recht elegant mittels
    Nachrichtenübermittlung via Glasfaser, indem ein Signal immer dann zur
    Elektronik des Rotors geschickt wird, wenn er die feststehende
    Glasfaser passiert. :-)_:-)
    ich hoffe, das thema ist hiermit zur genüge geklärt.
    servus
    guido

  • Zitat

    Kann ich mit einer Synchronmaschine ohne Einspeiseüberwachung per Zähler beim EVU antreten?


    mit Sicherheit nicht,


    ich meinte eher,
    dass es auch Leute gibt, die Gleichstrom machen und dann per Wechselrichter (<-die haben eine ENS schon drin und werden von den EVUs normalerweise problemlos anerkannt) einspeisen.
    Da die Wechselrichter auch nur das verdaun (in einem gewissen Rahmen) was sie angeboten bekommen, kann man halt Leistungsmoduliert über die Drehzahl es betreiben.

  • Hallo,


    danke für die Infos. Das das ohne Einspeiseüberwachung gehen sollte war mir auch fraglich.


    Nun zu der Thematik varislip.htm. Generatoren mit variablem Schlupf werden wohl in kleinen BHKW kaum Verwendung finden, oder? In der electric.htm sind ja auch noch einmal andiskutierte Fragen beantwortet worden.


    Interessant fand ich die Aussage ".. ist der Motorschlupf (oder Generatorschlupf) einer Asynchronmaschine (Induktionsmaschine) aus Gründen des Wirkungsgrades sehr klein, sodaß der Drehzahlunterschied zwischen Leerlauf und Vollast nur rund ein Prozent beträgt..." Wenn man das bei Nenndrehzahl z.B. 1500 1/min. rechnet sind das etwa 1485 oder 1515 1/min. bei jeweils Vollast.


    Man kennt ja folgende Darstellungen:



    Auch diese Seite würde nicht unbedingt für die unter 1% Schlupf sprechen.

    Code
    1. http://www.energie.ch/at/asm/index.htm


    Meine eigentliche Frage ging aber eigentlich eher dahin , welchen Vor- oder Nachteil die Synchron- bzw. Asynchronmaschine von der mechanisch-elektrischen Energieumsetzung an kleinen BHKW bietet.


    Über weitere Infos wäre ich dankbar.


    Gruß Markus

  • Hallo,


    es gibt zwischen beiden Generatortypen keinen Unterschied in der Umsetzung von mech. in el. Energie. Es sei denn, was jetzt sicherlich von einigen getan wird, mann rechnet mit einem SEHR SPITZEN BLEISTIFT!!!


    Das war ja eigentlich Deine Frage, aber es wird viel über das Ziel hinaus geschossen. ( hast du sicherlich schon gemerkt)


    oebuba

  • Hallo Markus,


    auf der Homepage von Dagego unter Hintergrundwissen/Informationen Technik gibt es einen guten Vergleich zwischen den beiden Generatortypen (war mir nicht sicher, ob ich hier Links posten darf).


    Gerade die Punkte
    - keine Schleifringe
    - einfacherer Aufbau
    - Inselbetrieb
    haben mich vom Asynchronmotor überzeugt.


    Gruss

  • Moin Moin

    Gerade die Punkte
    - keine Schleifringe
    - einfacherer Aufbau
    - Inselbetrieb
    haben mich vom Asynchronmotor überzeugt.

    Also da kann ich jetzt nicht ganz folgen:


    - die Schleifringe beim Synchrongenerator übertragen ja nur den Erregerstrom und sind somit nur minimalem Verschleiss unterlegen


    - Inselbetrieb ist mit einem Asynchrongenerator m.e. nicht (bzw. nur unter höchstem Aufwand) möglich




    Einzig das Argument Einfacher Aufbau ist OK - das schlägt sich ja auch im günstigerern Preis nieder


    mfg