Motor Generator für Prüfstand?

[EBC41]

Man darf die Drehzahl der antreibenden Verbrennermaschine nur so weit erhöhen, dass die Bemessungsleistung der Asynchronmaschine nicht überschritten wird.

Oder anders ausgedrückt, wenn der Verbrenner maximal 10 kW kann, wird ein 11kW Asynchronmotor nicht überlastet.


Als Faustregel kann man sagen, wenn bei Motorbetrieb die Asynchrondrehzahl für Nennleistung sagen wir mal 3% unter der synchronen liegt, wäre sie im Generatormodus etwa bei 3% über der synchronen.

Und zwischen 0 und 3% darüber oder darunter sind analog alle Leistungen zwischen Null und Volllast möglich, sowohl als Generator, als auch als Motor.

Sehe das täglich an dem laufenden Blockheizkraftwerk.

 

[Stromberger]

So wie ich es mal "gelernt" habe, ist die Darstellung der Funktionsweise eines Asynchrongenerators aus Beitrag # 54 und #61 (@EBC41) richtig.

Ergänzung, weil Einige ja offensichtlich Vorstellungsschwierigkeiten haben:
Die "Last" ist im Fall der übersynchronen Betriebsweise (Asynchronmotor, 4polig: z.B. 1455 1/min, Synchrondrehzahl WÄRE 1500 1/min, Generatorbetrieb=übersynchron z.B. 1545 1/min) das Netz. "Dagegen" muss der Generator arbeiten. Bei offenen Klemmen muss die Antriebsmaschine im stationären Zustand nur die Lagerreibung aufbringen als Arbeit und damit ist keinem gedient, der eine Bremse benötigt.

Überlegenswert wäre ggf. noch ein Gleichstromgenerator, der dürfte aber bei vergleichbarer Leistung teurer sein als ein Norm(asynchron)motor.

 

[KeineAhnung]

Mir fehlt jetzt die Muße, hier alles aufzuräumen, aber was mich gerade mal interessiert: Für welchen Drehzahlbereich soll der Prüfstand konzipiert werden? Vielleicht habe ich etwas übersehen, aber mir scheint gerade, dass jemand ca. 3000 1/min in den Raum geworfen hat und seitdem geht´s um übersynchron/untersynchron etc.. Aber was für Drehzahlen hat den ein Mopedmotor konkret???

Und die zweite Frage: Wie lang ist denn eine Prüfung und wie viel Pause ist zwischen 2 Prüfungen?

 

[Stromberger]

Aber was für Drehzahlen hat den ein Mopedmotor konkret???

Dritter Gang eingelegt und bei einer direkt an der Zündung abgenommen Drehzahl zB 3000Umin Vollgas bis zB 10000Umin.

 

[Stromberger]

Wenn tatsächlich in diesen Drehzahlbereichen gearbeitet werden soll und man hat kein Getriebe (am Besten stufenlos), würde ich eine Werkzeugmaschinenspindel und einen Umrichter mit Netzrückspeisung empfehlen. Das System lässt sich aber nicht unbedingt mal eben hier im Forum auslegen; also ich könnte es nicht seriös.

 

[KeineAhnung]

OK, danke. Aber ist der volle Drehzahlbereich am Prüfstand erforderlich?
Und wie war nun die Idee mit dem Asynchrongenerator am Netz, wie soll da eine Belastung gesteuert werden?

Ich fürchte, dass eine Diskussion losgebrochen wurde, ohne dass das Lastenheft sauber geschrieben war.

 

[Stromberger]

Und wie war nun die Idee mit dem Asynchrongenerator am Netz, wie soll da eine Belastung gesteuert werden?

Über die Drehzahl: von der Synchrondrehzahl (Belastung 0) bis hin zur max. Generatordrehzahl, also nach @EBC41 ca. 1,03*Synchrondrehzahl.
Das passt dann (s.o.) ohne Getriebe dann nicht so gut mit 10.000 1/min, daher mein Vorschlag aus #65.

Ich fürchte, dass eine Diskussion losgebrochen wurde, ohne dass das Lastenheft sauber geschrieben war.

Das ist das altbekannte Phänomen hier: ein TE kommt mit einer rudimentären Problemstellung; jeder denkt sich dazu etwas anderes und nachdem man in mühevoller Kleinarbeit und nach etlichen Nebendiskussionen (teilweise leider über elektrotechnische Basics wie eben die Funktionsweise eines Asynchrongenerators) dachte, weitergekommen zu sein, wirft der TE den nächsten Brocken seines imaginären Lastenheftes hin und dann geht es ggf. in eine ganz andere Richtung.

 

[Ralf68]

Kurze Info.
Die Motoren sind 50cc Rennmotoren, die ihre Leistung in einem sehr schmalen Drehzahlbereich erreichen.
Dieser Bereich liegt ca zwischen 8000 und 12000Umin.....wobei bei max 14000 Schluß ist.
Desweiteren haben die Motoren eine sehr geringe Schwungmasse und in den Bereichen bis 8000 relativ wenig Drehmoment.

Deswegen muss der Wiederstand die Last des E Motors regelbar sein.

 

[Stromberger]

in einem sehr schmalen Drehzahlbereich

Dieser Bereich liegt ca zwischen 8000 und 12000Umin.....wobei bei max 14000 Schluß ist.

Das mag ja für Deine Rennmaschinchen "sehr schmal" sein, elektrotechnisch ist das nicht ganz trivial und daher wiederhole ich meinen Vorschlag aus #65 bis jemand mit was Besserem kommt.

 

[KeineAhnung]

Über die Drehzahl: von der Synchrondrehzahl (Belastung 0) bis hin zur max. Generatordrehzahl, also nach @EBC41 ca. 1,03*Synchrondrehzahl.
Das passt dann (s.o.) ohne Getriebe dann nicht so gut mit 10.000 1/min, daher mein Vorschlag aus #65.

#65 ist ok. Aber ich muss doch den Verbrennermotor vernünftig einbremsen mit der Belastungsmaschine, das kann der Asynchrongenerator nicht, d. h. wenn ich "Gas gebe" ist das vom Verbrenner erzeugte Drehmoment u. U. viel Kleiner als auf der Straße.

 

[KeineAhnung]

Das mag ja für Deine Rennmaschinchen "sehr schmal" sein, elektrotechnisch ist das nicht ganz trivial und daher wiederhole ich meinen Vorschlag aus #65 bis jemand mit was Besserem kommt.

Und wie um Himmels Willen ist man drauf gekommen, sich hier über Standardasynchronmaschinen Gedanken zu machen

 

[Pumukel]

Klar kannst du einen Motor auch über die Leerlaufdrehzahl antreiben und dann arbeitet der Echt als Generator. Nur mal zum Nachdenken wenn dein E-Motor 10 kW hat und dein Verbrenner nur 4 kW wird der Emotor immer noch im Motorbetrieb laufen! Oder um das Grob auszudrücken der E-Motor würgt deinen Verbrenner ab. Richtig große Prüfstände arbeiten mit Syncrongeneratoren und Frequenzumformern. Diese Prüfstände würgen bei bedarf auch Verbrenner innerhalb von s ab.

 

[Stromberger]

Und wie um Himmels Willen ist man drauf gekommen, sich hier über Standardasynchronmaschinen Gedanken zu machen

Weil der TE erst in Beitrag #36 mal mit einer Drehzahl aus den Sträuchern gekommen ist und da war von 3000 bis.... die Rede.

Nur mal zum Nachdenken wenn dein E-Motor 10 kW hat und dein Verbrenner nur 4 kW wird der Emotor immer noch im Motorbetrieb laufen! Oder um das Grob auszudrücken der E-Motor würgt deinen Verbrenner ab.

Unsinn.
Schau Dir einfach mal die Drehzahl/Drehmoment-Kurve einer Asynchronmaschine an. Vielleicht ist auch der Ossanna-Kreis hilfreich dabei.
Du kannst z.B. einen 100kW-Generator mit einem 2kW-Motor antreiben. Nur eben in diesem Fall nur etwas über Synchrondrehzahl im Generatorbetrieb. Dann kannst Du die vollen 2kW-Wellenleistung der Antriebsmaschine in fast 2kW elektrische Leistung (Wirkungsgrad des Generators natürlich der guten Ordnung halber mitbetrachtet, daher "fast") wandeln, ohne dass da was "abgewürgt" wird.

 

[Leprechaun]

Es gibt u.a. noch die Möglichkeit, einen Friktions-Abtrieb zu nutzen.

Leprechaun

 

[Ralf68]

Ja...mir ist gerade ähnliches eingefallen.
Ich koppel eine Lichtmaschine mit einer mechanischen Scheibenbremse.
Über die Scheibenbremse (Prinzip schleifende Kupplung) stelle ich eine definierte Bremsleitung / Schlupf ein

 

[bigdie]

Du kannst z.B. einen 100kW-Generator mit einem 2kW-Motor antreiben. Nur eben in diesem Fall nur etwas über Synchrondrehzahl im Generatorbetrieb. Dann kannst Du die vollen 2kW-Wellenleistung der Antriebsmaschine in fast 2kW elektrische Leistung (Wirkungsgrad des Generators natürlich der guten Ordnung halber mitbetrachtet, daher "fast") wandeln, ohne dass da was "abgewürgt" wird.

Stimmt schon, aber einen Verbrenner willst du ja testen bei 1000 bei 1500, oder auch 3000 U/min und das am besten nahtlos

 

[EBC41]

Und wie um Himmels Willen ist man drauf gekommen, sich hier über Standardasynchronmaschinen Gedanken zu machen

In #9 kam mein Vorschlag, eine preiswerte Norm-Asynchronmaschine für den Prüfstand des TE zu verwenden. Nach den Infos vorher auch plausibel. Und auch den Nachteil des eingeschränkten Drehzahlbereichs erläutert. Sowie die Notwendigkeit, die Drehzahlen zuerst über eine passende mechanische Übersetzung anzupassen.

 

[bigdie]

Du brauchst also entweder ein stufenloses Getriebe oder musst die Frequenz ändern. Zu letzterem brauchst du einen FU, der mit der Blindleistung klar kommt, und aus dessem Zwischenkreis du die nötige Energie irgendwie entnehmen und verheizen musst. Das ist nicht wirklich einfach.

Einfacher ist da wirklich eine simple Lichtmachine. einen kleinen Akku dran und ist der voll geladen braucht die Lima praktisch keine Leistung, egal wie hoch die Drehzahl ist. Schaltest du nun Verbraucher zu, kannst du die Last schrittweise erhöhen, auch so gut wie unabhängig von der Drehzahl.
Das können im einfachsten Fall Halogenlampen sein, wenn man bisschen Elektronik kann, können das auch 20 Mosfets mit Wasserkühlung sein. Ist alles kein Hexenwerk, wenn die Spannung 12 oder 24V ist. Bei 600V Zwischenkreisspannung geht das auch, aber da ist das schon nicht mehr so easy, zumal vermutlich auch nicht jeder FU für so einen Rückwärtsbetrieb geeignet ist.

 

[KeineAhnung]

Ich könnte jetzt ne Firma nennen, die ihren Spaß an der Entwicklung hätte und auch nur was sechsstelliges verlangen würde .

Aber nochmal zu #66. Es macht doch gar keinen Sinn über Lösungen zu philosophieren, wenn das Problem noch nicht verstanden ist. Da fehlen 1000 Angaben, um sauber in die Entwicklung zu gehen. Trivial ist ein derartig großer Drehzahlbereich jedenfalls nicht abzuhandeln.

 

[KeineAhnung]

[...] Nur mal zum Nachdenken [...]

Ich liebe dieses selbstbewusste Auftreten bei vollkommener Ahnungslosigkeit, du solltest Vertriebler werden oder bist es vielleicht schon