Eigenbau: Drehstrommaschine bzw. Elektromotor als Generator

  • Hmm, mir ist da so eine Idee gekommen, da ja die ganze Einspeiserei für mich nicht so lohnend erscheint mit den ganzen Auflagen, Anlagentechnik, :rtfm: ... und ich nun eher in Richtung einer Insellösung tendiere... weil die selbstverbrauchte Energie eh` die am besten vergüteste ist!


    Wäre es möglich an einem Motor mit einem Synchrongenerator (z.B. 3kw), mit einer gewissen Grundlast (z.b. 2kw) gleichzeitig dann in diesem Inselnetz auch noch einen etwa 30-40kw Drehstromgenerator ( ca 1550-1560 min-1 mit höherer Übersetzung) mit Blindstrom zu erregen damit dieser dann seine Leistung bringen kann?


    So würde man sich ein Inselnetz schaffen und den darin laufenden Drehstrommotor erregen, so wie es sonst mit den Drehstromgeneratoren macht die durch das öffentliche Netz erregt und synchronisiert werden.


    wie hoch wäre denn der benötigte Blindstromanteil in so einem Inselnetz von 3-5kw um einen Drehstromgenerator von 30kw mit Erregerstrom zu versorgen?
    Kann ein Synchrongenerator ( oder vieleicht auch echt ein einfacher paralleler zweiter Notstromerzeuger) das leisten?

  • Mahlzeit,


    das Thema wurde hier bereits angeschnitten, wenn auch für kleinere Anlagen. Lies mal quer!
    Ich hab jetzt nicht die Zeit das nachzurechnen, schätze aber das ein 3kW Synchrongenerator zu klein ist. Schließlich muss er den gesamten Erregerstrom für den Assy liefern. Das könnte man mal Beispielhaft durchkalkulieren welcher cos phi da rauskommen würde und mit was für Schwankungen zu rechnen ist, denn ein praktisches Problem dürfte sein das solch ein kleiner Generator nur begrenzt die Phasenverschiebung regelt.



    mfg JAU

  • Lustig, auf diesem Thread sind 3500 Angucker und erst jetzt traut sich jemand zu antworten :rolleyes:


    Danke für die Antwort Jau, aber ich habe leider keine Elektrotechnik studiert (cosphi,.. Phasenverschiebung??), deshalb frage ich auch so blöd! *g*
    Der Strom soll natürlich auch nur durch Drehstromverbraucher genutzt werden, dann würde keine einzelne Phase mehr als andere belastet werden.
    Wie groß müsste der Synchrohngenerator denn sein? 5kw, 8kw, 10 kw besser mit oder ohne Last auf dem Generator?
    Mehr wie 2-3kw wird der Erregerstrom doch bestimmt nicht sein, oder?
    Kann das so ein parallel laufender, ausreichend dimensionierter, Generator das bringen für den Drehstrommotor?


    -> das Thema wurde hier bereits angeschnitten, wenn auch für kleinere Anlagen. Lies mal quer!


    Wo wäre das denn z.b.? habe da nix gefunden


    Gruß B

  • Hallo Pleul, es gibt eine bessere techn. Lösung Deines Vorhabens. Das viele drummherum ist sinnlos denn es genügt das Aggregat, egal welcher Größe, paraell mit dem Netz zu fahren und den Antriebsmotor so zu steuern, dass der Wirkstromfluß mit dem Netz sich im Nullbereich befindet. Soetwas funktioniert problemlos.

  • Hallo Pleuel,


    Silberstroms Idee ist die Bessere.


    Cos phi 0,8 bedeutet bei einem 30 kw Generator 15 A Blindstromanteil.
    Das ist die Größenordnung eines 6 kW Notstromers.
    Abhängig vom Innenwiederstand des Notstromers wird der große Generator die Spannung im Inselnetz anheben.
    Ob die AVR des Notstromers das allerdings mitmacht?


    Selbst wenn ja:
    Wenn bei Lastwechsel die Drehzahl nicht schnell genug nachgeregelt wird, muß der Notstromer alles ausbügeln. Dann fliegen zumindest die Sicherungen.


    Ein normaler Asynchrongenerator unterscheidet nicht zwischen Erregerstrom und Wirkstrom, die fließen in derselben Leitung und Spule. Das macht ihn so schlecht regel- und beherschbar.


    Ich denke die Ausfall, Fehler und Unfallgefahr ist noch größer, als wenn man einen 30 kWElektromotor mit einem 6kW Generator betreiben möchte.


    Gruß
    Technikfreak

  • Vielleicht bin ich ja ein bisschen doof, aber der Blindstrom braucht doch keine Leistung, ist also auch auf der Generatorseite nur Blindstrom.


    Wenn das Ganze mal angelaufen ist, müsste der Synchrongenerator doch nur in der Erregung geregelt werden und würde dann mit der Asynchtonmaschine einfach mitlaufen. ??????


    bluwi

    Lesen gefährdet die Dummheit! Denken gefährdet Vorurteile!
    Der geistige Horizont mancher Menschen hat einen Radius von NULL. Das nennen sie dann Standpunkt.

  • Hallo bluwi, bist Du aber und hast keine Ahnung was Blinstrom ist. Dieser macht allen Stromversorgern die größten Sorgen. Er fließt Hin und Her und alle Anlagen und Einrichtungen müssen dementsprechent verstärkt sein ohne eine Arbeit zu vollbringen. Im vorliegenten Fall muss der Synchrongenerator 15 Amper verkraften und ist somit durch Leistung des Blindstromes schon voll ausgelstet. Mit Kompensatore wäre zwar günstiger aber die Spannungskonstanz ist das Komplizierte. Mein schon gemachter Vorschlag ist am einfachsten.

  • Na, so blind wie der gleichnamige Strom bin ich nicht Dass der Blindstrom ohmsche Verluste verursacht ist klar und er wird auch bis zu einem gewissen Grad die Magnetisierung ausreizen. Es geht mir um den Antrieb.


    So wie ich Dein Konzept verstehe, treibst Du den Synchrongenerator an und auch den Asynchronen. Dem willst Du etwas mehr Drehzahl geben, aber wenn ich das "mit höherer Übersetzung" richtig verstehe, ist das mechanisch gekoppelt. Damit zwigst Du dem asynchronen einen fixen Schlupf auf und prägst damit die umgesetzte Leistung ein. Sagen wir das seien Deine angestrebten 30 kW. Wenn nun Deine Last kleiner ist ( z.B. 10 kW), als es dem eingeprägten Schlupf (30 kW) entspricht, dann treibt der asynchrone elektrisch den synchronen (hier mit 20 kW) an, was der wieder in die Mechanik weitergibt. Soweit so gut, aber ein 3 oder 5 kW Motor veranschiedet sich da mit Rauchzeichen und wenn der synchrone so groß gewählt wird, dass er das aushält, dann hast Du immer noch einen Zusatzumsatz von 20 kW, die Dir nur Verluste produzieren und Deine Mechanik verschleißen.


    Aus meiner Sicht kannst Du den Synchronmotor leer mitlaufen lassen, der muss nur erregt sein und passt sich in Drehzahl und Phase dem asynchronen an. Nebenbei kannst Du mit ein paar Kondensatoren den Leistungsbereich erweitern. Habe ich noch nie probiert, aber weil ich so doof bin, behaupte ich das mal.


    bluwi

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  • Sorry an silberstrom, dachte der Beitrag wäre von Pleuel.


    Klar ist Deine Lösung die einfachste, aber
    - kein Inselbetrieb
    - so eigentlich nicht zulässig


    @Pleuel,
    vermutlich unterschätzt Du den Aufwand für eine Regelung im Inselbetrieb. Was wären das denn für Verbraucher in der Insel ?


    bluwi

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  • Hallo nochmal an alle!


    Eigentlich hatte ich gehofft, dass hier der eine oder andere El. Ing. noch etwas Senf dazu gibt. Die Frage ist doch recht interessant: Wie viel Synchrongenerator brauche ich in einer Insellösung ? Und wie muss das ganze aussehen ?


    bluwi

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  • Warum ist die Lösung von Silberstrom eigentlich nicht zulässig?


    Welchen Vorteil versprichst du dir vom Inselbetrieb?


    Im inselbetrieb musst du alle Aufgaben selber übernehmen, die sonst der Netzbetreiber (nicht alleine) für dich übernimmt:
    hohe Leistungsverfügbarkeit zu jedem Zeitpunkt (auch extrem kurzfristig)
    Blindleistungsbilanzierung
    Wirkleistungsbilanzierung
    Frequenzstabilität
    Phasenlage
    Spannungsstabilität
    Spannungsqualität (u.A. Oberschwingungen, Subharmonische, Zwischenharmonische, Flicker)
    Regelung des Spannungsbetrags (Stichwort: Spannungsband)
    Kurzschlussbeherschung
    u.v.m.
    Die notwendige Dimensionierung der für diese Merkmale notwendigen Regelungen und Geräte hängt von den Ansprüchen ab, die du an die oben genannten Kriterien stellst (und dem technisch notwendigem)
    Ein Verbundetz ist bei der Bereitstellung dieser Merkmale viel optimaler und wirtschaftlicher zu betreiben.

  • Dann will ich es noch mal ganz deutlich sagen.
    Das am besten geeignete Bauteil fürs "Blindstrommanagement", den Kondensator, willst Du ja gerade nicht verwenden.
    Ein 6 kVA Synchrongenerator wäre mindestens nötig um den benötigten "Blindstrom" erst einmal zu erzeugen.
    Ob dieser bei einem cos phi von 0,8 den "Erregerstrom" als Blindstrom managen kann oder er nicht doch in den Wirkstrombereich abrutscht?
    Er kann ihn jedenfalls nicht zwischenspeichern und verlustfrei wieder abgeben, wie ein Kondensator, sondern muß ihn jedes mal neu erzeugen.
    Was dann auch im physikalischen Sinn Arbeit bedeutet.
    Für ein vernünftiges Blindstrommanagement wäre mindestens ein 30 kVA Synchrongenerator mit einen cos phi von 0,8 nötig.


    Wenn Du jetzt in Deinem Inselnetz von einem Verbrauch von 3-5 kW ausgehst ist eigentlich doch offensichtlich, welche Lösung sinnvoll ist und welche nicht, oder? _()__()_


    Gruß
    Technikfreak

  • @levithomas
    Zulässigkeit:
    Der Netzbetreiber muss Dich anschließen lassen, damit Du Strom einspeisen kannst. Eigentlich will er das nicht, er macht das nur, weil er muss. Wenn Du aber nur ans Netzt willst, um Deine Maschine zu sysnchronisieren bzw. zu regeln, dann kann er Dir mindestens Probleme machen. Er kann Dir mindestens einen Blindstromzähler verpassen und da zahlst Du dann für den Blindstrom. Sicher nicht viel, aber es läppert sich zusammen.


    Ob er es merkt, wenn Du ungefragt anschließt, steht auf einem anderen Blatt.


    Inselbetrieb:
    Da ich ja nicht Pleuel bin, musst Du die Frage an ihn richten. Vermutlich ist er sich über den Regelaufwand nicht klar.


    Unabhängig davon gibt es ja auch echten Bedarf an Inselbetrieb, deshalb ist die Frage schon interessant. Und die meisten deiner Probleme lassen sich mit einer gewissen Schwungmasse unter Kontrolle bringen.



    @ Technikfreak
    Das am besten geeignete Bauteil fürs "Blindstrommanagement", den Kondensator,
    Wenn Du die Regelthemen, die der levithomas aufgelistet hat, mit einem Kondensator machen willst, dann wird's aber erst richtig lustig. Es ist ja nicht so, dass das nach der Formel "einmal Blindstrom = ein Kondensator" abläuft. Den Kondensator halte ich für sinnvoll, um den größten Teil des Blindstroms zu kompensieren, aber die Dynamik geht sicher besser mit einer ergänzenden Synchronmaschine.


    Das mit den 30kW synchron mit einen cos phi von 0,8 halte ich für falsch. Abgesehen davon, dass der synchrone sowieso etwas anders tickt als der asynchrone, würde der ja dann die 30 kW Wirkleistung bringen und der asynchrone hätte nix zu tun.



    Das Thema ist nicht einfach, aber genau deshalb sind die Fragen auch interessant und genau deshalb meine ich, da könnte vielleicht mal einer was dazu sagen, der weiß, wovon wir hier reden. Die bisherigen Beiträge (inklusive meiner eigenen) sind doch lediglich mit etwas Halbwissen gewürzte Spekulation


    bluwi

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  • Moin Mädelz,


    abgesehen davon das sich mir der Grund für diesen Aufwand völlig verschließt ist es doch technisch möglich.


    Viele Synchronsteuerungen - ich hatte eine Woodwart- bieten die Möglichkeit den CosPhi als Sollwert vorzugeben.
    Das heisst technisch ist es möglich einen Synchrongenerator mit entsprechend konfigurierter Steuerung als Phasenschieber zu betreiben und somit den Asynchrongenerator mit Blindstrom zu versorgen. Aber die Steuer und Regelfunktionen in einem Netz von nur zwei Generatoren sind recht labil - ich glaube nicht das größere Lastwechsel möglich sind.
    Denn selbst ein Synchron Generator (Notstromer) hat Spannungs und Frequenzsprünge bei Lastwechseln


    Im übrigen geht das nicht mit nur einer Antriebsmaschine und fester mechanischer Kopplung beider Generatoren. Denn durch die Drehzahl wird erstmal Spannung und Frequenz vorgegeben - also müssen die Generatoren unterschiedliche Drehzahlen laufen können um Lastwechsel zu realisieren. Ausserdem muß einer der Generatoren die Frequenz vorgeben und der andere folgt,gleiches gilt für Leistung und Spannung. Wenn beide Generatoren durch identische Drehzahlen führen wollen gibts nur abrieb und schwarzen Rauch.


    mfg

  • Ausserdem muß einer der Generatoren die Frequenz vorgeben und der andere folgt. . .
    Das meine ich auch, und es muss der sein, der die Leistung produziert. Deshalb denke ich ja, dass der Synchrone einfach mitlaufen kann und das Drehfeld aufbauen bzw. (wenn Kondensator im spiel) stabilisieren muss.


    ,gleiches gilt für Leistung und Spannung.
    Die Leistung must Du (vermute ich) nicht regeln, die stellt sich durch die Rahmenbedingungen ein. Die Spannung wird über die Erregung der Sysnchronmaschine geregelt


    Wenn beide Generatoren durch identische Drehzahlen führen wollen gibts nur abrieb und schwarzen Rauch.
    Bei identischer Drehzahl vermutlich nicht, da passier nur Leerlauf, der Asynchrone hat dann keinen Schlupf und kann nix tun.



    Meine Vorstellung sieht so aus:
    Der Asynchrone wird angetrieben, der Synchrone nur insoweit (mit Hilfsmotor ??), dass er mal in Schwung ist.
    Wie man das ganze ans Laufen bringt, da schwimme ich noch.


    Wenn es mal läuft:
    Der Asynchrone gibt die Drehzahl vor, der synchrone läuft mit dem Drehfeld, also um den Schlupf langsamer als der Asynchronmotor. Er bekommt seine Verluste übers Netz vom Asynchronen ausgeglichen.


    Der Synchrone bringt nur den Blindstrom für den Asynchronen, bzw. so viel, wie nicht von einem Kondensator abgedeckt ist. Der Blindstrom des Sonchronmotors ist bei ausreichender Erregung kapazitiv (das ist kein Witz, das kann man nachlesen).
    Der Asynchrone hat den eigenen, induktiven Blindstrom und den Wirkstrom der Verbraucher. Aus der Überlagerung von Wirk und Blindstrom im Asynchronmotor ergibt sich der cos phi. Beim Synchronen ist cos phi fast 1, weil da nur die internen Verluste mit gedeckt werden.


    Problematisch wird es bei Induktiver Last, weil dann zusätzlicher Blindstrom geliefert werden muss. Das muss in die Blindstromkompensation eingerechnet werden.


    Wie gesagt, so stellt sich der Halblaie das vor. Ob's auch so ist ?? Da lasse ich mich gerne belehren


    bluwi

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