Wechselstromgenerator von 50 auf 60 Herz umstellen, wie?

[derpurzel]

Ein schoenes Osterfest wuensch ich allen.

Ich habe hier ein Wechselstromgenerator, 3000RpM ,50Herz,230V
Buerstenlos, Selbsterreger,2p0lig ,einphasig, Spannungsregelung ueber
Kondensator(25 uF).

Lebe in einem Land mit 230v allerdings 60Herz.

Moechte den obengenannten Generator hier als Inselloesung verwenden.

Eine Drehzahlerhoehung von 3000RpM auf 3600Rpm bewirkt ja eine Frequenz-
veraenderung von 50Herz auf 60Herz.

Mein Problem ist aber die Spannungsregelung ueber den Kondensator.
Habe da eine Wissensluecke.

Im Stator ist eine Hilfswickelung eingebaut , an den Wicklungsenden ist der Kondensator
angeschlossen.
So wie ich das sehe, ist das ein Parallelschwingkreis.
Aber was bewirkt der Schwingkreis?

Wenn jemand so nett sein wuerde, mir ( und den mitlesern ) verstaendlich zu vermitteln
wie solch eine Spannungsregelung funktioniert, wuerde es schoen sein.

Ich vermute mal das das ich auch den Kondensator veraendern muss.

C Wert ist vorhanden , frequenz ist vorhanden. Damit kann man ja den C wert bei Resonanz 60Herz
ermitteln.
Aber wie funktioniert eigendlich solch eine Regelung.

derpurzel

 

[d.kuckenburg]

In der Starkstromtechnik dient ein solcher "Parallelschwingkreis" zur Phasenkorrektur,
also zum Ändern des Cosinus Phi.

MfG

 

[derpurzel]

@d.kuckenburg
Danke fuer Eure Antwort.

Verzeit mir meine Dummheit, aber irgendwie
habe ich das Gefuehl das das meine Frage nicht beantwortet.

Meine frage war:
Aber wie funktioniert eigendlich solch eine Regelung.

Ich meinte damit:
Die Spannungsreglung bei Wechselstromgeneratoren

derpurzel

 

[DeEckspärtn]

Hallo,
ohne die konkrete Schaltung zu kennen vermute ich mal, dass der Kondensator und die Hilfswicklung (Spule) die Erregung also die Ausgangsspannung regelt. Der Strom über Erregerwicklung wird vom Kondensator Frequenzabhängig begrenzt, also die Erregung.
Erhöhst du die Drehzahl der Generatorwelle so bekommst du auch mehr (zu viel) Spannung am Ausgang(Hauptwicklung). Nun müstest du durch Berechnung oder ausprobieren die Kapazität des Kondensators verringern um bei 60Hz wieder auf 230 Volt zu kommen(Strom durch Erregerwicklung verringert).

Viel Glück Thomas :roll:

 

[isi1]

Das hört sich an wie die Steinmetzschaltung:

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/c ... hema-3.svg

Das funktioniert gut als Generator bei Drehzahlen größer der Nenndrehzahl, wenn man am Netz ist, also keine Insellösung hat (Relativ unstabil gehts auch als Insellösung, wenn man den Magnetisierungsstrom durch Kondensatoren zur Verfügung stellt).

Asynchrongeneratoren lassen sich im Inselbetrieb ohne Netzführung betreiben, wenn über Kondensatoren ein phasenverschobener Strom (Blindleistung) erzeugt wird (siehe Drehstrom-Asynchronmaschine). Zum Hochlauf muss eine Rest-Remanenz in der Maschine vorhanden sein. Einphasige Asynchrongeneratoren sind sehr beliebt bei kleineren Stromaggregaten (bis ~2,5 kVA), da sie sehr preisgünstig sind. Läuft ein solcher Generator nicht mehr hoch, so magnetisiert man die Maschine leicht durch Anlegen von Gleichspannung aus einer Batterie (9 V Block oder Mono-Zelle). Die Asynchronmaschine kann kaum Blindleistung bereitstellen, der Betrieb von entsprechenden Geräten kann daher beeinträchtigt bis nicht möglich sein. Solche Generatoren sind daher bevorzugt für ohmsche Lasten geeignet, wie Heizung oder Beleuchtung.

Hast Du vielleicht einen Schaltplan und ein Foto des Geräts?

 

[derpurzel]

@isi1
Schaltplan habe ich leider nicht.
Finde im Internet auch keinen.

Habe aber was aehnliches gefunden.
Schaut mal den Stromlauf vom G3500R
dabei aber den 12voltzweig weglassen ,
habe ich nicht.


hxxp://www.makita.de/uploads/media/G3500R-B.pdf
xx natuelich tt

@DeEckspärtn
Ich glaube das wird es sein.
Habe noch mal eine Beschreibung befunden
hxxp://www.cumminsgeneratortechnologies ... German.pdf

Da wird allerdings das verhalten mit elektronik
beschrieben.Aber ist trotzdem informativ.

derpurzel

 

[derpurzel]

Ich moechte mal zusammenfassen, was ich mir so
erarbeitet habe und bitte mir mitzuteilen ob
ich da richtig liege oder auf dem Holzweg bin.

Die Drehzahl wird ja von dem Benzin/Diesel-Motor vorgegeben.
Je nach gewuenschter Frequenz
3000RpM bei 50Hz
3600RpM bei 60Hz.

Die Spannungshoehe wird grob von den Stator-wicklungen vorgegeben.
Feineinstellung erfolgt ueber die Erregerstromversorgung.

Das Blechpaket des Rotors hat nur ein Restmagnetismus.
Dieser Restmagnetismus wuerde nicht fuer den Generator-Betrieb ausreichen.
Deshalb wurde eine Rotorwicklung aufgebracht
Diese Rotorwicklung wurde mit einer Diode und einen Ueberspannungsschutz
"Kurzgeschlossen ". Das hat zur folge, das kein Wechselstrom sondern Gleichstrom
durch die Rotorwicklung fliesst.
Damit wird das Rotorblechpaket Magnetisiert, sodas quasis ein Permanentmagnet-rotor
entsteht.Wobei der Permanentmagnet-magnetismus von der Hoehe des Stromflusses der
Rotorwicklung abhaengt.

Weil das aber ein Buerstenloser Generator sein soll, hat man eine Hilfswicklung
im Stator untergebracht und diese mit einem Kondensator ( Lastwiederstand )
abgeschlossen. Nun wurde mit der Hilfwicklung und der Rotorwicklung quasi ein
Transformator entstanden. Damit kann die Energie nun induktiv auf dem Rotor uebertragen werden.

Wenn nun der Generator gestartet wird , indiziert der Restmagnetismus des RotorBlechpaket
einen kleinen Stromfluss in der Statorhilfswicklung. Die Hilfswicklung uebertraegt wieder ein
wenig Energie auf die Rotorwicklung. Der stromfluss durch die Rotorwicklung magnetisiert
wiederrum das Rotorblechpaket und dieses indiziert wiederum einen etwas groesseren
Stromfluss in der Statorhilfswicklung . Das wieder .......
So schaukelt sich das System " langsam " rauf.
Gebremst wird das alles , wenn die "Saettigung" in der Hilfswicklung
im Stator auftritt.
Kondensator , Statorhilfswicklung , Rotorwicklung Drehzahl(Frequenz) stehen in ein
ausgewogenden Verhaeltnis zueinander.
Deshalb ist es wohl richtig das wenn die Frequenz geaendert wird auch der
Kondensator geaendert werden muss.


So nun wuede ich gerne wissen :
Ist das so richtig ??
derpurzel

 

[DeEckspärtn]

Nicht ganz, Fazit richtig.
Dreht sich der (Blechpaket)Rotor wird in der Hilfswicklung ein Magnetfeld erzeugt, dieses bewirkt einen Stromfluss der vom Kondensator freqenzabhängig begrenzt wird (und dem Innenwiederstand der Wicklung) dieser Strom erzeugt wiederum ein Magnetfeld was dem anderen wiederum entgegenwirkt.(Motorprinzip)
Also "regelt der Kondensator den "Magnetfluss" des Rotors und somit die Spannung an der Statorwicklung.
mit der Steinmetzschaltung hat das nur im allerentferntesten was zu tun.

Thomas (der denkt das er richtig liegt) :?

 

[sepp_s]

Halloist diese höhere Drehzahl auf die Dauer überhaupt "motor verträglich",bzw funktioniert dann die Drehzahlreglung noch ?
mfg sepp

 

[derpurzel]

@sepp_s
Ich sehe da keine Schwierigkeiten das der Benzinmotor
Probleme mit einer 20 Prozentigen drehzahlerhoehung
bekommen sollte.

Bei der Drehzahlreglung wird man wohl etwas nachjustieren
muessen.

Noch eine Anmerkung:
Ich habe noch nichts veraendert an dem Generator.

Wollte erst mal alle Notwendigkeiten zusammentragen
und mir dann , wenn ich alles verstanden habe,
mit der Umstellung anfangen.

@DeEckspärtn

Noch mal vielen Dank fuer das hinschubsen in die richtige Richtung.

Nun neue Fragen.

Eine Formel fuer die Berechnung von dem Kondensator wuerde schoen sein.

So einfach wie : 20 % Frequenzerhoehung = 20 % Kondensatorwert-verminderung
wird es wohl nicht sein ?

Habe leider solche Kondensatoren nicht in meine Grabbelkiste.
Und die Beschaffung von hier ist auch nicht ohne.

Laesst sich der Kondensator mit einer AVR ersetzen ?
Wenn ja: Typ / Brand, Datenblatt, lieferbar bei ? (wuerde schoen sein)

Der Generator ist ein Generac ET4200 Typ 1080-0

derpurzel

 

[Kalu]

http://de.wikipedia.org/wiki/Asynchrongenerator

 

[derpurzel]

Bischen verwirrt sei.
Ich denke der Generator den ich hier habe ist ein synchroner.
oder liege ich da falsch?

Hat jemand schon mal eine Bauanleitung (Selbstbau) fuer eine
Automatische Spannungsregelung fuer einen syncronen Wechselstromgenerator
( 2polig = 3600RpM/60Hz) in die Finger bekommen?

derpurzel

 

[isi1]

Die Typen hier haben das Handbuch Deines Generators:

http://www.wmv-dresden.de
**********

http://www.werkzeugforum.net/board_entr ... d=335#p336

 

[d.kuckenburg]

Hat jemand schon mal eine Bauanleitung (Selbstbau) fuer eine
Automatische Spannungsregelung fuer einen syncronen Wechselstromgenerator ...

Da ich es für sehr unwahrscheinlich halte, dass jemand eine entsprechende Selbstbauanleitung haben könnte,
würde ich dir vorschlagen das Problem von einer ganz anderen Seite anzugehen.
Den Generator lassen, wie er ist, denn so funktioniert er wenigstens richtig. Dann einen Frequenzumformer nachschalten.
Je nach Leistung (wie groß ist die eigentlich) und Einsatzzweck (zum Kochen benötigt man wohl keine 60Hz),
könnte man einen Frequenzumformer mit Transistoren oder Thyristoren bauen.
Hierfür könnte ich mir vorstellen, dass es entsprechende DIY-Anleitungen im Internet gibt.

Dein Handycap wird vermutlich sein, dass dort, wo du bist, kein entsprechendes Bastelmaterial erhältlich ist, oder?

MfG D.Kuckenburg

PS: noch eine Frage, sprechen wir hier eigentlich von einem Drehstrom-Generator oder einer Einphasen-Maschine?

 

[Kalu]

Bisher hast du keine Hinweise dafür geliefert, dass es sich um einen Synchrongenerator handelt.

Ich habe mit solchen kleinen Teilen wenig Erfahrung, da bei mir der Strom aus der Steckdose kommt, aber der von dir genannte Kondensator spricht meines Erachtens dafür, dass du da einen einfachen kleinen Asynchrongenerator vor dir hast.

Bei einem regelbaren Synchrongenerator wird nornalerweise eine Gleichspannung auf den Rotor geschickt (z.B. Lichtmaschine im Auto). Dazu braucht es Bürsten etc.

Du solltest diese Sachen aber zuerst klären und die Schaltung darlegen, bevor wir hier weiter diskutieren.

 

[derpurzel]

@Kalu
Ich hatte zwar schon moeglichst viele Angaben geschrieben (erste Beitrag)
Habe aber noch mal auf das Typenschild geschaut.
Da steht folgendes drauf
Type EP4,2
Phase 1
Generac
Syncronous self regulation Alternator
>>Dazu braucht es Bürsten
Nein es geht auch Buerstenlos



@d.kuckenburg
>>Je nach Leistung
4300Watt 18,1A
>>Dein Handycap wird vermutlich sein, dass dort, wo du bist, kein entsprechendes Bastelmaterial erhältlich ist, oder?

Da haste Recht.
Aber
>>könnte man einen Frequenzumformer mit Transistoren >>oder Thyristoren bauen
Da ist mir der Aufwand doch zu gross.
Und der Ueberalles-Wirkungsgrad doch zu schlecht.

@isi1
Danke fuer den Link , ist zwar von 1996 aber vielleicht klappt es noch .
Werde mich mal drum kuemmern.

derpurzel

 

[Kalu]

Du meinst so etwas?:

http://newsgroups.derkeiler.com/pdf/Arc ... g00320.pdf

 

[Kalu]

Ich habe neugierhalber ein bisschen gestöbert:

Wie diese Primitivsynchrongeneratoren elektrisch ausgelegt werden, ist aber nicht so einfach zu finden. Der Kondensator ist wohl mit der zugehörigen Wicklung in Reihe geschaltet und bildet einen Schwingkreis!?

Das Magnetfeld für die Erregung wird im Rotor mittels Dioden aus einer Spannung gebildet, die der Statorschwingkreis im Rotor induziert. Eine direkt manipulierbare Spannungsregelung findet nicht statt, sondern ist wohl das Ergebnis der Komponentenauswahl bzw. -dimensionierung. Eine Veränderung des Kondensators dürfte den Schwingkreis verändern und den Erregerstrom schwächen, kann also nach hinten los gehen.

Darüber hinaus ist die Qualität des Stroms eher bescheiden. Die Konstruktion ist vor allem für induktive Verbraucher wie Motoren gedacht.

Reicht das überhaupt für deine Anwendung?

 

[derpurzel]

@Kalu

>>Wie diese Primitivsynchrongeneratoren elektrisch ausgelegt werden, ist aber nicht so einfach zu

>>finden.

Da habt Ihr Recht, ich finde leider auch nichts.

>>Der Kondensator ist wohl mit der zugehörigen Wicklung in Reihe geschaltet

Nicht in Reihe sondern parallel.
Der eine Anschluss vom Kondensator an dem einen Ende der Wicklung,
der andere Anschluss vom Kondensator an dem anderen Ende der Wicklung

>>und bildet einen Schwingkreis!?

Dachte ich auch erst, bin aber wieder davon weg, Erklaerung weiter unten.

>>Das Magnetfeld für die Erregung wird im Rotor mittels Dioden aus einer Spannung gebildet, die der

>>Statorschwingkreis im Rotor induziert.

Sehe ich auch so

>>Reicht das überhaupt für deine Anwendung?
Na laut typenschild sollen da 4300Watt (230V / 18,1A ) erzeugt werden.
Ist doch schon eine ganze Menge.
Soll vorwiegend dazu sein Kuehlschrank/gefriertruhe und fuer die Frau - ihr geliebtes
Fernsehen - zu betreiben.

So nun meine letzige Version vom Kondensator.

Ich glaube der Kondensator ist eigendlich eine " Wechselspannungsbatterie "
Nicht lachen : Ich meine es ernst.

meine Theorie:
Ich unterscheide dabei zwischen Anlaufbetrieb und Arbeitsbetrieb.

Zuerst der Anlaufbetrieb.
Im Anlaufbetrieb muss der geringe Restmagnetismus des Rotorblechpaketes mit dem Strom
der Erregerwicklung verstaert werden.
Das geschieht meiner Meinung folgendermassen.

Das Magnetfeld ( Rotorrestmagnetismus) erzeugt einen kleinen Strom in der Statorhilfswicklumg.
Damit wird der Kondensator ein wenig geladen. Z.B. Klemme 1 posetiv, Klemme 2 Negativ.
eine halbe Rotorumdrehung spaeter fliest der Strom von Klemme 1 nach Klemme 2
Verursacht von dem Magnetfeld ( Restmagnetismus) welches jetzt um 180grad gedreht ist.

Jeder Stromfluss in der Hilfswicklung erzeugt auch einen Stromfluss in der Rotorwicklung,
welcher wiederum den restmagnetismus erhoeht.
Dieses hat ein staerkeres Magnetfeld zur Folge und einen groesseren Strom in der Hilfswickelung.

Wenn der Strom von Klemme 1 nach Klemme 2 fliesst, addiert er sich mit dem Strom
welcher vom Restmagnetismus erzeugt wird.

Damit schaukelt sich das System hoch , bis das Blechpaket vom Rotor in die Saettigung ist.

Nun kann das maximale Magnetfeld fuer den Leerlauf erzeugt werden,
was wiederum eine Spannung von 230Volt an den Arbeitswicklungen zur Folge hat.

Arbeitsbetrieb:

Wird nun die Arbeitswicklung mit einem Verbraucher belastet,
wird auch das Magnetfeld belastet und das Blechpaket vom Rotot wird aus die Saettigung gebracht.
Damit kann wieder ein Strom in der Erregerwicklung fliessen.
Dieser wird aber jetzt von Beiden , Hilfswicklung und Arbeitswicklung gespeist.
so wird das Blechpaket wieder in die Saettigung gefahren und die gewuenschte Spannung von
230Volt wird wieder erreicht.

So sehe ich das augenblicklich.

Nun hoffe ich , das sich jemand so richtig auskennt und mir schreiben kann
ob das Richtig ist oder nicht.

Ich habe - wenn ich die Grundlagen verstanden habe - die Absicht ,
mir was elektronisches zu basteln um die Spannung zu regeln.
Aber erst dann , wenn ich verstanden habe , was ich da machen muss.

derpurzel

 

[isi1]

Was ich gerne noch wissen würde:

http://muenchen-surf.de/isi1/a473.jpg

Wie sind die beiden Statorwicklungen magnetisch verkettet?