Asynchrongenerator

Ich bin freier Inbgenieur und entwickle Hard- und Software. Da ich aus der Elektrotechnik komme, habe ich schon länger die Frage, wie kann ich einen Asynchrongenerator (Kurzschlussläufer) als Generator im Inselbetrieb ohne schaltbare Kondensatoren nutzen.
Jetzt habe ich ein Konzept entwickelt und an einen kleinen 2 phasigen Motor getestet, wo es mir möglich ist mit Hilfe einer Elektronik dies zu erreichen. Mit Hilfe dieses Konzeptes bin ich weitgehend unabhängig von der Motordrehzahl und erzeuge eine Gleichspannung, die wie ein normales PV Modul in eine PV Anlage eingespeist werden kann. Die Umwandlung in Wechselspannung erfolgt dann mit handelsüblichen Komponenten.
Der Antrieb des Motors kann beliebig sein und muss keine konstante Drehzahl haben.
Ich suche Mitstreiter, die an solch einem Konzept Interesse haben. Wie eine Zusammenarbeit aussehen kann, muss dann besprochen werden.

Hallo,

meine Beitrag bezieht sich im Moment auf gar kein BHKW. Es geht rein weg um die Möglichkeit einen Asynchronmotor als inselfähigen Generator zu verwenden. Der Antrieb ist erst einmal zweitrangig. In allen mir zugänglichen Dokumenten benötigt man dazu große Wechselstromkondensatoren um die benötigte Blindleistung zur Verfügung zu stellen.

Ich arbeite auf diesen Gebiet der Elektronik und habe schon verschiedene spezielle Frequenzumrichter entwickelt, gebaut und verkauft.

Es geht mir darum, diesen Lösungsweg vor allen für autorke Lösungen vorzustellen und weiterzuentwickeln.

Der Punkt ist, dass durch diese Erregereinrichtung die Drehzahl keine entscheidende Rolle spielt und ich sehr kostengünstige und wartungsarme Maschinen einsetzen kann. Ich kann auch ohne Weiteres den Generator mit einem Riemen antreiben, trotzt des unvermeindlichen Schlupfes.

Einen schönen Abend noch

Olaf

Hallo an alle,

ersteinmal herzlichen Dank für die rege Diskussion. das habe ich so nicht erwartet. Kurz einmal zur Geschichte dieses Gerätes. Enstanden ist das ganze aus einen Kundenprojektes, das in eine andere Richtung lief. Dort ging es darum, einen FU zu entwickeln und zu bauen mit dem ein Asynchronmotor sehr schnell gesteuert und reversiert werden musste.

Bei dieser Entwicklung bin ich auf das Problem der Energiegewinnung aus Asynchronmaschinen gestossen. Dabei kam mir der Gedanke, damit ließe sich doch auch eine Erregung für einen Asynchrongenerator aufbauen. Da mir bekannt war, dass Asynchronmotoren nur über Kondensatoren erregt werden können oder an einem vorhandenen Netz arbeiten können, war mein Interesse geweckt.

Ich habe dann ein Testaufbau aus einem 2 phasigen Asynchromotor, einen regelbaren Elektromotor und einen von mir entwickelten und angepassten 2 phasigen FU aufgebaut. Da ich die Software für den Steuerprozessor des FU selbst geschrieben habe, kann ich sie natürlich anpassen. Der Hauptvorteil dieses FU liegt darin, dass die Frequenz und die Spannung sehr schnell änderbar ist.

Die Erregerspannung wird aus den Kondensatoren des Zwischenkreises entnommen, die sich natürlich durch die im Generator erzeugte Spannung wieder aufladen. Somit wird bloß zum Start des Generators eine niedrige Spannung am Zwischenkreis benötigt, um ein Grundfeld aufzubauen. Im Anlaufforgang muß die Last abgeschaltet sein.

Die Frequenz und die Spannung des FU wird durch einen 2. Prozessor gesteuert, der sowohl die Zwischenkreisspannung als auch die Motordrehzahl misst. Die Frequenz wird aus der drehzahlsynchronen Frequenz - Schlupffrequenz berechnet. Diese beiden Größen werden dem FU übergeben.

Das klingt im ersten Augenblik sicherlich recht kompliziert, wobei es doch einfare Lösungen gibt. Ich kann mir aber gut vorstellen, dass eine solche Lösung für kleine Wasser- oder Windkraftanlagen interessant ist, da man dort als Generator einen vollständig gekapselten und wetterdichten Asynchronmotor von der Stange einsetzen kann. Sicherlich gibt es auch permanenterregte Synchrongeneratoren die das Selbe können. Dazu habe ich keine Daten.

Im Rahmen dieses Projektes gibt es sicherlich noch einiges zu tun. Mein Beitrag soll als Idee dienen. Vielleicht ergibt sich die Möglichkeit dieses Projekt weiterzuführen und wirtschaftlich zu verwerten.

Einen schönen Tag noch

Olaf Waldenmeyer

Ich denke ein einfacher Hallgeber (so wie bei mir) ist die einfachste Variante. Ich könnte mir vorstellen dass man über die Auswertung des Frequenzspecktrums ähnlich von geberfreien BL DC Motoren auch die Drehzahl ermitteln kann. Dazu habe ich mir aber noch keine Gedanken gemacht.

Olaf

Meine Hallgeber können bis zu mehreren kHz. Ich suche mal einige Typen mit der oberen Frequenz heraus. Die kosten kein Geld, sind hoffentlich noch verfügbar (ich habe ein kleines Lager) und liefern ein Rechtecksignal von 5 V was einfach mit einem MP auswertbar ist.

Die genaue Position des Motors spielt bei der Drehzahl / Frequenzbestimmung überhaupt keine Rolle.

Für die genaue Läuferpositionsbestimmung muss der Geber natürlich das Feld des Rotors erfassen und liefert ein sin / cos Signal. Das Encodersignal lässt sich nicht magnetisch ermitteln, da Magnete eine viel zu große Streuung haben. Einzig lassen sich sin /cos Signale analog erzeugen. Damit habe ich bei einem Linearmotor eine Auflösung von 25 µm.

Eine andere Möglichkeit ist die optische Abtastung einer Encoderscheibe.

Wie dieser Geber eine Motorregelung steuern kann ist mir ein Rätsel.

Die für solche Steuerungen eingesetzten Geber kosten erstens wesentlich mehr und haben mindestens 2 Analogausgänge, weil an dieser Stelle ein digitaler Ausgang einfach ungeeignet ist.

Das ist alles im Rahmen von Basteleien.

Um die Drehfrequenz zu ermitteln genügen folgende Sensoren:

Dieser Sensor liefert mit einem Dauermagneten auf der Welle ein 0 / 1 Signal was mit einem MP einfach ausgewertet werden kann.

Einen schönen Abend noch

Olaf

Entschuldigung,

der Link ist schief gegangen. Hier noch einmal der Link zu Conrad:

https://www.conrad.de/de/p/tru…to-92-loeten-1569218.html