Eigenbau: Drehstrommaschine bzw. Elektromotor als Generator

Da ist ja hier wie bei den Geisteswissenschaftlern .
Habt ihr früher nicht auch mit den Elektronikexperimentierkästen gespielt. Da wurden Kondensatoren, Spulen oder auch Motoren in batteriegespeisten Gleichstromkreisen betrieben. Dazu die Frage: Können Batterien Blindleistung bereitstellen? Wer das beantworten kann, ist schon einen ganzen Schritt weiter.

Gruß
Technikfreak

Zitat

Kann so ein Aufbau vieleicht dann 10kw Strom abgeben, oder auch wirklich 30kw, bzw. was müsste man denn machen, damit er es macht ??

Wie das im Leben so ist, es kommt immer drauf an ...

Wie viel Ohmsche Last da dran hängt, ist nicht so wichtig, wichtig ist nur, dass die Blndleistung kompensiert ist. Wenn Du den Asynchrongenerator einigermaßen mit Kondensatoren kompensiert hast, dann kannst Du definitiv 30kW Ohmsche Last dranhängen, theoretisch brauchst Du den SG gar nicht. Der SG hat nur den einen Zweck, die etwas labile Situation bei der Kompensation zu stabilisieren. Die Erregung das SG läßt sich im Vergleich zu variablen Kapazitäten rel. leicht regeln.

Die weiter oben offene Frage ist aus meiner Sicht: Muss der SG angetrieben werden ? Ich behaupte (ohne das versucht zu haben) der SG müsste nur in Gang (Drehung) versetzt werden, und wird dann vom AG "mitgenommen". Trotzdem stabilisiert er die Kompensation und läßt eine Regelung der Spannung in weiten Bereichen zu. Die Frequenz würde vom AG vorgegeben.

Hallo zusammen,
mein Hinweis auf die batteriegespeisten Gleichstromkreise war nicht nur als Scherz gemeint, sondern als anschauliches Beispiel, wie Wirkleistung bei der Erzeugung eines Blindstromes verbraucht wird, und dabei auch noch Wärme entsteht. Die Batterien können keine Blindleistung bereitstellen!

Pleul
Für Dein Beispiel bedeutet das theoretisch: Der Notstromer müsste seine gesammte Wirkleistung einsetzen, weil seine Blindleistung für den AG nicht ausreicht. Du setztes 35 kW Generatorleistung und Treibstoffverbrauch ein um 30 kW zu erzeugen. Und die 5 kW würden dann noch in Wärme innerhalb der Anlage umgewandelt.
Praktisch bedeutet der unkompensierte AG für den Notstromer dasselbe wie ein Kurzschluss. Die Sicherungen fliegen und das wars.

bluwi
Dein Aufbau funktioniert, wenn AG und SG, oder in diesem Fall Synchronmotor, in der gleichen Leistungsklasse spielen.
Ein nahezu kompensierter 30 kW AG lässt sich wohl kaum von einem 5 kW Synchronmotor regeln, dessen Regelbereich sich realistisch auf 1 kVA Blindleistung beschränkt .

Gruß
Technikfreak

Zitat

1) . . . sondern als anschauliches Beispiel, wie Wirkleistung bei der Erzeugung eines Blindstromes verbraucht wird, und dabei auch noch Wärme entsteht. Die Batterien können keine Blindleistung bereitstellen!

2) . . Und die 5 kW würden dann noch in Wärme innerhalb der Anlage umgewandelt. . . .

3) Dein Aufbau funktioniert, wenn AG und SG, oder in diesem Fall Synchronmotor, in der gleichen Leistungsklasse spielen.
Ein nahezu kompensierter 30 kW AG lässt sich wohl kaum von einem 5 kW Synchronmotor regeln, dessen Regelbereich sich realistisch auf 1 kVA Blindleistung beschränkt

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Lieber Technikfreak, sorry wenn ich das so direkt sage, aber da fehlen Dir ganz offensichtlich ein paar Grundlagen in der Theorie der Elektrotechnik.
1. Blindleistung (im bisher diskutierten Sinn) gibt es nur durch Magnetische und/oder elektrischen Wechselfelder. Batterien haben damit nix zu tun. Ein solcher Vergleich entspricht der Aussage "Bei Nacht ist es kälter als draußen".

2. Die 5 kW würden keineswegs "verheizt", sonst würde es nicht "Blindleistung" heißen.

3. Das magst Du so vermuten, das ist aber nicht so.
Wie schon erwähnt braucht man den SG nicht unbedingt. Woraus kannst Du denn schließen, dass der nichts bringt? Stell Dir einen großen Flieger vor. Angenpmmen der ist im Gepäckraum nicht ausgeglichen beladen und hat einen leichten Linksdrall hat, dann kannst Du den auf Kurs halten, indem Du die Leute auf die rechte Seite "verlagerst". Oder Du kannst mit wenig Kraft am Steuerknüppel (der heute nur noch ein Stick ist) dagegenhalten. Deine Aussage würde bedeuten, der Stick muss in der Größenklasse des Flugzeuges sein.

Was offen bleibt ist die Frage: Muss der SG angetrieben werden

Wenn schon hinkende Vergleiche:

Ein 50 kg gegen einen 300 kg Profiboxer. Gibt das einen spannenden Kampf?

Da Supraleiter unüblich sind heizt auch Blindleistung ganz erheblich.

Wenn Du Deine letzte Frage selbst nicht beantworten kannst, reiche ich das mit dem Grundlagenwissen gerne zurück.

Grundlagenwissen bedeutet für mich, dass man diese einfachen Elktronikversuche auch einmal gemacht hat, und nicht nur wie Geisteswissenschaftlerdie Definitionen hin und herschiebt. Benutze doch mal Zahlen.

Zitat

1) Wenn schon hinkende Vergleiche:

Ein 50 kg gegen einen 300 kg Profiboxer. Gibt das einen spannenden Kampf?

2) Da Supraleiter unüblich sind heizt auch Blindleistung ganz erheblich.

3) Wenn Du Deine letzte Frage selbst nicht beantworten kannst, reiche ich das mit dem Grundlagenwissen gerne zurück.

4) Grundlagenwissen bedeutet für mich, dass man diese einfachen Elktronikversuche auch einmal gemacht hat, und nicht nur wie Geisteswissenschaftlerdie Definitionen hin und herschiebt. Benutze doch mal Zahlen.

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Lieber Technikfreak,
zuerst mal liegt mir überhaupt nicht daran, mich mit Dir zu giften, zu zerfen oder Dich zu verärgern. Wir diskutieren hier ja, dass jeder was lernt. Auch ich lerne hier ne Menge, sonst würde ich die Zeit hier nur verschwenden. Also lasse ich mir gerne was sagen, was auch in sich schlüssig ist. Wenn ich es nicht schlüssig finde, sage ich das auch, damit ich was lernen kann.

Nun haben Deine Aussagen nach meiner Meinung aber Fehler, aus denen ich schließe, dass Du bestimmte Dinge nicht richtig verstanden hast. Du kannst mich gerne mit schlüssigen Argumenten überzeugen, wenn ich falsch liege.

1. Genau das ist der Punkt, der 50 kg Boxer tritt eben nicht gegen den sagen wir 140 kg Boxer an (der mit 300 kommt ja nicht in den Ring). Der 50 kg Mensch muss nur dem großen das Futter bringen, damit der auch boxen kann. Dabei bekommt der das meiste Futter sogar per Automat ( Kapazität). Nur ist diese Zufuhr recht starr und kann ein bisschen zuviel oder ein bisschen zu wenig sein. Nur was da zu wenig oder zuviel ist, muss der kleine Mann ausgleichen. Er leistet als den Bruchteil eines Bruchteils und da dürfte bei 30 kW nicht viel bleiben.

2. Dass Blindleistung auch Verluste verursacht ist doch unstrittig, aber a) 5 kW Blinfleistung sind eben nicht 5 kW Verlustleistung b) die Verlustleistung ist zum größten Teil eine Ohmsche Leistung und die wird von AG gebracht. Die wird ja auch fällig, wenn ich den SG ganz weglasse und nur über Kapazitäten regle. Und das ein Betrieb rein über Kapazitäten prinzipiell geht, kann ich Dir garantieren. Aber die Regelung ist dann eine Sache für sich.

3) Ich beantworte die Frage ganz klar (und ohne Zahlen): Der SG muss nur einmal in Drehung versetzt werden und läuft dann leer mit. (Sollte vermutlich eine gute Schwungmasse haben). Das ist aber graue Theorie, deshalb hatte ich gehofft irgendwer kann sagen ich hab's schon probiert und .....

4) a) Grundlagenwissen ist Theorie. Praxis ist, wenn man weiß, dass etwas funktioniert oder nicht, aber da weiß man noch lange nicht, warum. Man braucht unterm Strich beides.

b) Du kannst ja mal erklären, auf welchem Weg Du das mit Zahlen beantworten willst.

Lieber bluwi,
auch ich sehe es so, das sich aus der Summe der Antworten, egal ob richtig oder weniger richtig, ein Erkenntnisgewinn ergibt. So ist die ursprüngliche Frage des Threads an sich auch beantwortet. Nämlich "nein". Dazu später.

Wärend Du bei mir grundlegende Falschverständnisse vermutes, habe ich den Eindruck, das Du die Größenverhältnisse falsch einschätzt. Deswegen meine Frage nach den Zahlen.

1. Schon mal gauz gut. Konkret mit Zahlen: 80% Futter bekommt automatisch, 20% kann der kleine Mann regeln. Das sind die besagten 1 kVA. Ob das an Regelung ausreicht, darf jeder für sich entscheiden. Und im Prinzip kämpfen die doch miteinander statt zusammen zu arbeiten.

2. Genau, für das hin und her braucht es die Kondensatoren. Ganz ohne Kondensatoren, so wie die Threadfrage lautet, fehlt das her. Und der kleine Generator kann die Kondensatoren nicht gleichwertig ersetzen, weil er die Ladungsmenge nicht zwischenspeichern und wieder abgeben kann. Was man konkret bemerken würde ist, dass die Sicherungen fliegen. Der 8A Sicherng (ist bei Notstromern gängige Größe,habe auch schon 10A gesehen) ist es dabei völlig egal ob 9A Wirk- oder Blindstrom fließen. Wieder Zahlen. Das kann jeder zuhause ausprobieren.
wobei ich eher raten würde, dass im Leistungsmaßstab 1:1000 auszuprobieren
Muß ja nicht immer Kilowatt sein, Watt reicht auch.

3. Schwung? Synchrondrehzahl sollte es schon sein.
Ist synonym mit der Frage, ob ein SG auch als Synchronmotor laufen kann. Da hab ich keine Zweifell.

4. Theorie ist, das es unter besten Bedingungen funktionieren könnte, Praxis ist, das es einem beim kleinsten Fehler um die Ohren fliegt!

Gruß
Technikfreak

Zu 2
Genau an dieser Frage gehen unsere Meinungen subbstantiell auseinander. Der SG kann sowohl eine vorlaufende als auch eine nachlaufende Phasenverschiebung kompensieren. Wenn er das nicht könnte, könnte auch ein kleiner AS nicht an einem großen SG angeschlossen werden. Aus dieser Sicht ist die Frage zunächst mit einem eindeutigen JA zu beantworten, nur über die Größenverhältnisse muss man diskutieren. Es ist da aber wenig zweckdienlich, etwas subjektiv zu "glauben". Man sollte da z. B. nicht glauben, dass die induktive Blindleistung des AS durch eine entsprechende induktive Blindleistung des SG kompensiert wird. Die Blindleistung des AS darf der gesamte Leistung des SG entsprechen.

Wenn man die Frage nach ihrer Substanz anschaut, dann vermute ich mal, dass der Poel kein Problem hat, einen zusätzlichen Kondensator einzubringen, der im auch im Netzbetrieb den Blindstrom spart. Er will nur nicht über den Kondensator regeln, weil das eine heiße Tat ist.
@ Poel: Vielleicht kannst du deine Frage dahingehend klären ?

zu 3:
Auch hier meine ich, Du liegst falsch, die "synchrondrehzahl" wird vom SG bestimmt und ist immer genau so schnell, wie der gerade dreht. Allerdings bewege auch ich mich hier in grauer Theorie.
Für mich sieht das so aus:

Ausgangspunkt:
Der AG dreht (ohne elektrische Beaufschlagung) mit einer gewissen Drehzahl. Der SG steht noch, hat aber eine maximale, geregelte Erregung. Die beiden Motoren sind el. zusammengeschaltet. Was passiert ? Nix, weil der AS nicht erregt wird und der SG nicht dreht.

Schritt 1:
Ich versetze den SG in eine gewisse Drehung. von der ich nicht weiß, wie hoch die sein muss, damit es losgeht, vermutlich ohne weitere Lasten nur recht wenig. Mit dieser Drehung induziert der SG in seinem Stator eine geringe Spannung mit geringer Drehzahl.

Schritt 2: Der AS wird, wen auch nur minimal, erregt und hat nun bei geringer Spannung einen hohen "Generator-Schlupf". Damit wirkt er als Generator der el. Leistung erzeugt und diese Leistung in den SG zurückspeist.

Schritt 3: Der SG wird durch die Rückgespeiste Energie beschleunigt. Damit erhöht sich Spannung und Drehzahl, bis der SG im wesentlichen die Drehzahl des AG erreicht hat. Dort stellt sich dann ein Gleichgewicht ein, weil der AS nur noch soviel Schlupf hat, wie für die Überwindung der verschiedenen Verluste erforderlich ist.

Zitat

Ich behaupte (ohne das versucht zu haben) der SG müsste nur in Gang (Drehung) versetzt werden, und wird dann vom AG "mitgenommen". Trotzdem stabilisiert er die Kompensation und läßt eine Regelung der Spannung in weiten Bereichen zu.

Das nennt sich dann Phasenschieber. Ein Phasenschieber stellt keine dauerhafte Wirkleistung bereit, kann aber über die Erregerwicklung über die Blindleistung Einfluss auf die Spannung nehmen. Zudem stabilisiert er in kleinen Inselnnetzen durch die Trägheit der rotierenden Massen die Frequenz. Auf Kythnos (Griechenland) habe ich mal ein System gesehen, das bestand aus einigen größeren Dieselgeneratoren und 3 Windkraftanlagen und einem PV-Feld mit Batteriespeicher. Wenn nur wenig Last da war (keine Touristen) und genug Wind blies, konnte man die Diesel-Gensets (mit Synchrongenerator) ausschalten. Zur Netzstabilisierung wurde dann ein Phasenschieber mitlaufen gelassen, da die Wechselrichtertechnik in der PV-Anlage, der Batteriewechselrichter und die WR in den Windenergieanlagen dies noch nicht alleine konnten.

Gruß,
Gunnar

Hallo Gunnar,

da hat mal einer gesagt:" Theorie ist, wenn man denkt man weiß was. Praxis ist, wenn man weiß wo's steht".
Vielen Dankein excelentes Dokument !

Gruss
bluwi

Vielen Dank auch an Gunnar von meiner Seite,

bringt sozusagen Flutlicht ins Dunkel.
Ein cos phi = 0 ist also möglich, die Leistungsgrenzen der Synchronmaschinen werden aber auch beschrieben.

Gruß
Technikfreak

Zitat

. . . . die Leistungsgrenzen der Synchronmaschinen werden aber auch beschrieben.

Ja, aber nu wär n Dolmetscher net verkehrt