3~ Asyncronmotor zum Generator machen

Der chaotische Hauptfaden

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uxlaxel
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3~ Asyncronmotor zum Generator machen

Beitrag von uxlaxel »

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Ich habe heute mal aus langer Weile, zwei identische Drehstrom-Asyncronmotoren mechanisch gekoppelt (fragt lieber nicht, wie das vibriert hat!), um sekundär wieder Spannung zu entnehmen. Im Netz waren an und für sich nur sehr spärliche Informationen zu finden, ob das überhaupt geht und wenn ja, wie. Vielleicht habe ich auch nur nicht nach den richtigen Begriffen gesucht.
Nach langer Probiererei und durch Hilfe aus unserer Whatsappgruppe bin ich dann drauf gekommen, dass die Kondensatoren am "Generator" a) auf alle drei Phasen müssen und b) zwischen die Phasen. Ich hatte die Sternschaltung beibehalten und die Kondensatoren in Dreieck geschaltet.

Nun die Frage aller Fragen: Wie berechnet sich die notwenige Kapazität für die Kondensatoren?

... und jetzt wird es interessant: Kann man die Erzeugerwicklung auch in Dreieck schalten (um dann 230V-Drehstrom zu erhalten) und wenn ja, wie werden da die Kondensatoren beschaltet? Als Stern? Auch als Dreieck oder geht das schlicht nicht?

... und bitte, fragt nicht nach der Sinnhaftigkeit dieses Projektes!!! :-P
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einstein2000
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Re: 3~ Asyncronmotor zum Generator machen

Beitrag von einstein2000 »

Moin!

Ich habe vor einigen Jahren mit einem hier leider nur noch sehr selten aktiven Mitglied ebenfalls mal einen Asynchronmotor zum Generator umfunktioniert.
Der Motor hatte ~2kW, dafür haben wir etwa 60µF je Phase verwendet, wenn ich mich recht erinnere.

Ich habe auch gerade nochmal einen Blick in Opas Bücher geworfen, dort gibt es leider keine Angaben zur Bemessung des Kondensators, wohl aber eine Funktionsbeschreibung. Ich hänge das hier mal als Foto an.
Sollte ich noch was zur Dimensionierung finden, sag ich Bescheid.

Ganz ungeachtet der nüchternen technischen Gegebenheiten frage ich mich dennoch, wie es um die Sinnhaftigkeit dieses Projektes bestellt ist. :|

Liebe Grüße,
Dominic
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Auszug aus: Wilhelm Blatzheim: Fachkunde für Elektriker Teil 2 - Elektrische Maschinen und Anlagen, 12. Auflage von 1955
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ferdimh
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Re: 3~ Asyncronmotor zum Generator machen

Beitrag von ferdimh »

Im Stern sollten die Kondensatoren genauso anklemmbar sein. Brauchst halt nur 3x so viel C. Sternwicklung und Sternkondensatoren lassen sich aber auch in 3 Einzelwicklungen mit 3 Einzelkondensatoren umzeichnen und damit indirekt auch ins Dreieck.
Die Kondensatoren müssen mindestens die induktive Blindleistung liefern, die der Motor aufnimmt. Die Blindleistung ist theoretisch unabhängig von der tatsächlich übertragenen Wirkleistung und auch von ihrem Vorzeichen. Aus Blindleistungssicht ist also egal, ob das ein Motor oder ein Generator ist, die Blindleistung muss zu immer gleichem Betrag da rein.
Das heißt hypothetisch unter der Annahme eines Motortypenschildes: P=1kW, cos phi=0,8 U=400V (Phase-Phase; Kondensator im Dreieck angeklemmt):
Scheinleistung S=1,25kVA
Blindleistung Q=wurzel(S²-P²)=750VAr
diese 750VAr muss der Kondensatorverhau mindestens bringen; jeder Kondensator im Dreieck bringt davon ein Drittel, also 250VAr.
I=P/U=625mA
Xc=U/I=-j(wegen der Phasenlage!)*400V/625mA=-640jΩ.
Xc=-j/2/pi/f/C
C=-j/2/pi/f/Xc=1/314Hz/640Ω = 4,98µF.
Der Möller braucht also rechnerisch mindestens 5µF im Dreieck, wenn der Generator im Stern geschaltet ist. Beides Stern oder beides Dreieck entsprechend doppelt so viel.
Jetzt reicht aber jedes bisschen induktive Blindleistung, die entnommen wird, um das Ding zu entregen. Ich würde also mal aus dem Bauch raus etwas mehr C dagegen werfen. Wenn mans übertreibgt geht das Eisen im Rotor in Sättigung und begrenzt die Spannung (was gut ist), aber die Statorwicklung muss auch den ganzen Blindstrom tragen (was schlecht ist. Eine gesunde Faktor-2-Überdimensionierung der Kondensatoren würde den Motor als Generator bereits überlasten. Unser hypothetischer 1kW-cos phi 0,8-Motor müsste dann schon 1,5kVAr Blindleistung ertragen, was die maximale Auslegungsscheinleistung überschreitet. Mit Wirkleistungslast wird es nur schlimmer).
Die von Einstein genannten 30µF/kW/Phase (also über die Wicklung geklemmt) sind da wo ich zuverlässigen Betrieb erwarten würde. Aber der Strom wird dann für den Motor schon etwas hoch.
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uxlaxel
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Re: 3~ Asyncronmotor zum Generator machen

Beitrag von uxlaxel »

einstein2000 hat geschrieben:Ganz ungeachtet der nüchternen technischen Gegebenheiten frage ich mich dennoch, wie es um die Sinnhaftigkeit dieses Projektes bestellt ist. :|
Gerade von dir hätte ich diese Frage nicht erwartet :)

Nach nochmaliger längerer Sucherei habe ich folgendes sinngemäß im Netz gefunden:
20µF pro Kilowatt je Phase. Das würde bei meinen 0,25kW-Spielzeugen tatsächlich 5µF bedeuten, da war ich mit meinen 3 und 4µF (die gerade rum lagen) doch schon recht nah dran. Daher klappte es wohl auch ganz gut.
Über eventuelle Verwendungsmöglichkeiten (ich habe da schon eine blöde Idee, wenn dann seht ihr das aber zum Treffen!) äußere ich mich nicht näher.
Jetzt gilt es erst einmal eine passende Verbindungshülse für die beiden Mötörchen mir zu organisieren, damit der graue Klotz (das waren ursprünglich die beiden Magnetkupplungen), der so furchbar unausgeglichen ist, aus dem Aufbau verschwinden kann.
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Roehricht
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Re: 3~ Asyncronmotor zum Generator machen

Beitrag von Roehricht »

Hallo,
die zu verwendenden Kondensatoren hab ähnliche Werte wie die für Blindstromkompensation. Natürlich kann man den Möller in Dreieck schalten für 230V .
Nur muss die Drehzahl etwas höher sein als die Synchrondrehzahl. Da sich mit der Belastung der Schlupf änder ändert sch bei gleichbleibender Antriebsdrehzahl die Frequenz. Wenn das an ein Windkraft Möller soll und der Saft eh wieder gleichgerichtet wird spielt da ja kein Rollo.

73
Wolfgang
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uxlaxel
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Re: 3~ Asyncronmotor zum Generator machen

Beitrag von uxlaxel »

ferdimh hat geschrieben: Der Möller braucht also rechnerisch mindestens 5µF im Dreieck, wenn der Generator im Stern geschaltet ist. Beides Stern oder beides Dreieck entsprechend doppelt so viel.
Interessanterweise tat der Generator gar nichts, als ich die Kondensatoren ebenfalls in Stern (also zum Sternpunkt) verschalten hatte. Naja ich kann ja demnächst noch mal etwas weiter spielen und berichten ;)
Deine vielen Zahlen bringen mich gerade völlig aus dem Konzept :-P Naja der Tag war lang, es ist spät und ich habe schon an Alc genascht. Daher bastle ich jetzt nicht mehr an 400V!
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einstein2000
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Re: 3~ Asyncronmotor zum Generator machen

Beitrag von einstein2000 »

Moin!

@Axel: Ich hoffe, Dir ist bewusst, dass ich diese Frage einzig und allein deshalb gestellt habe, weil Du darum gebeten hast, ebendies nicht zu tun. :lol:

@ferdi: Ja, das Problem mit dem eigentlich zu hohen Strom kam mir vorhin auch wieder in den Sinn. Ich kann mich daran erinnern, dass wir bei den damaligen Versuchen bereits mit ca. 2/3 - 3/4 der Nennleistung des "Generators" an der Stromgrenze der Wicklungen waren. Eine gewisse Überdimensionierung des Generators ist also ratsam, je nach dem, was man vor hat.
Funktioniert hat das allerdings erstaunlich gut, drei 500W Baustrahler liefen über eine halbe Stunde zuverlässig an einem 2kW Drehströmer (da sind wir wieder bei dem Punkt mit der Stromgrenze).
Die Remanenz war immer ausreichend, um den Generator nach Stillstand aufzuerregen, wichtig war hierbei einzig, dass größere Lasten (10VA aufwärts) erst bei anliegender Nennspannung verbunden werden. Dafür hat es gut funktioniert, ein kleines Schütz mit seiner Wicklung an den Generator zu klemmen. Reicht die Spannung aus, um das Schütz zu betätigen, wird damit gleichzeitig auch die Last zugeschaltet.

Liebe Grüße,
Dominic
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Alexander470815
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Re: 3~ Asyncronmotor zum Generator machen

Beitrag von Alexander470815 »

Manchmal hilft es auch das ganze einmal kurz schneller anzutreiben so das sich das ganze aufschaukeln kann.
Ich habe mit sowas auch schon mal rumprobiert, Generatoren die extra dafür gebaut wurden sind wohl ok.
Aber ich konnte damit keinen zufriedenstellenden Ergebnisse erzielen, es hat funktioniert aber das wars auch.
Für Netzparallelbetrieb absolut ok, für ein Inselnetz eher so naja.
Besser eine Synchronmaschine :mrgreen:
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Smily
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Re: 3~ Asyncronmotor zum Generator machen

Beitrag von Smily »

Nur Mal so als Tipp wegen den Vibrationen.
Beide Motoren fest auf einer Platte montieren, und mit einem Stück kräftigen Gartenschlauch an den Wellen verbinden
Das minimiert das gerappel enorm!
Klar, ist nix für ewig, aber zum rumprobieren isses erstmal top!
Anse
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Re: 3~ Asyncronmotor zum Generator machen

Beitrag von Anse »

Mal grundsätzlich, könnte man auch einen FU verwenden, um einen Asynchronmotor als Generator zu verwenden? Müsste halt ein mal mit Spannung von Außen gestartet werde. Wenn der Antrieb dann immer schneller läuft als der die eingestellte Drehzahl müsste sich das System selber halten. Aus dem Zwischenkreis könnte dann Strom entnommen werden. Könnte natürlich sein, dass der FU eine Netzüberwachung hat, die einen Strich durch die Rechnung macht.
TDI
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Re: 3~ Asyncronmotor zum Generator machen

Beitrag von TDI »

Muss der FU dafür 4-Quadrantenbetrieb können?
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ferdimh
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Re: 3~ Asyncronmotor zum Generator machen

Beitrag von ferdimh »

Naja, welche Quadranten soll er denn können?
Die Kunst ist, mit einem FU nicht zu bremsen, nicht, zu bremsen.
Eine Kiste, die Bremswiderstände nutzen könnte, müsste also grundsätzlich gehen. Ebenso müsste es gehen, einfach blind das entsprechende An-Aus-Muster an die FETs zu schicken, dass sich das hocherregt. Irgendein kleines bisschen Remanenz wird sich schon finden. Bei IGBTs müssen allerdings erstmal 5V oder so in den Zwischenkreis gestopft werden (Das könnte man aber mit einer kleinen Hilfsbatterie machen, die man für die Steuerung ohnehin braucht).
Die Frage ist also im Wesentlichen, ob man den FU doof genug machen kann. Aber DC kann man in der Leistungsklasse auch einfach mit einem Waschmaschinenmotor erzeugen; Das Experiment ob da AC kommt, wenn man das Feld mit AC besaftet, steht auch noch aus.
TDI
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Re: 3~ Asyncronmotor zum Generator machen

Beitrag von TDI »

ferdimh hat geschrieben:Naja, welche Quadranten soll er denn können?...
Die, die nötig wären um die Energie nicht im Bremswiderstand zu verheizen, sondern ins Netz zurück zu schieben?
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ferdimh
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Re: 3~ Asyncronmotor zum Generator machen

Beitrag von ferdimh »

Das ist ja dann die zweite Baustelle "Aus Zwischenkreis mach AC", die bei
Aus dem Zwischenkreis könnte dann Strom entnommen werden.
für mich nicht relevant erschien ;-)
Der durchschnittliche "Vierquadrantengleichrichter" dürfte nicht in der Lage sein, ein Inselnetz aufzubauen.
Anse
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Re: 3~ Asyncronmotor zum Generator machen

Beitrag von Anse »

Wenn man den Strom ins Netz zurück schieben will, braucht man den Aufwand nicht treiben. Asynchron an 3P anschließen und einfach schneller drehen als die Netzfrequenz.
Ich dachte mehr an Inselanlagen ohne Netzverfügbarkeit. Da ist man ja oft sogar an Gleichstrom zum laden von Akkus interessiert.
Die Idee ist schon etwas älter. Hatte mal ein kleines Wasserrad aber kein passenden Generator. Alles günstig verfügbare wollte min. 3000 min-1 sehen. Von 60 min-1 und viel Drehmoment auf 3000min-1 zu kommen ist nur mit entsprechender Übersetzung möglich. Die genehmigt sich aber ihren Teil des Wirkungsgrades.
Bei der FU-Methode könnte man theoretisch jede beliebige Drehzahl nehmen.
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Wulfcat
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Re: 3~ Asyncronmotor zum Generator machen

Beitrag von Wulfcat »

Anse hat geschrieben:Wenn man den Strom ins Netz zurück schieben will, braucht man den Aufwand nicht treiben. Asynchron an 3P anschließen und einfach schneller drehen als die Netzfrequenz.
Ich dachte mehr an Inselanlagen ohne Netzverfügbarkeit. Da ist man ja oft sogar an Gleichstrom zum laden von Akkus interessiert.
Die Idee ist schon etwas älter. Hatte mal ein kleines Wasserrad aber kein passenden Generator. Alles günstig verfügbare wollte min. 3000 min-1 sehen. Von 60 min-1 und viel Drehmoment auf 3000min-1 zu kommen ist nur mit entsprechender Übersetzung möglich. Die genehmigt sich aber ihren Teil des Wirkungsgrades.
Bei der FU-Methode könnte man theoretisch jede beliebige Drehzahl nehmen.
Bin Gerad über diesen Faden Gestolpert.
Im Windkraft Heft 4 --> Windkraft echt Stark<--- Haben die Schrottbastler auch Drehstrommmotoren als Generatoren verwendet, mit Kondensatoren zum Selbstaufschaukeln. Bis 5 KW!!!!
Der hatte dort geschrieben, das alle Rechenungen nicht wirklich passten, und er damit besser fuhr, stumpf zu Probieren (Dafür halttonnennweise alte Leuchtstoffröhren Kompensations Kondensatoren sammeln 8-) )
Über Gleichrichter wurde der erzeugte Strom dann in Spannungsmässig passende Batterieketten geschoben. Mann könnte natürlich auch damit hier eine Kondensatorbank laden und von da aus über ein Weitbereichs SMPS Normale Batteriebänke Laden (ZB 12,24,48V)
Anse
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Re: 3~ Asyncronmotor zum Generator machen

Beitrag von Anse »

Wulfcat hat geschrieben:Im Windkraft Heft 4 --> Windkraft echt Stark<--- Haben die Schrottbastler auch Drehstrommmotoren als Generatoren verwendet, mit Kondensatoren zum Selbstaufschaukeln. Bis 5 KW!!!!
Hab das erste Heft aus der Reihe. Dort wird noch ein Dynamo und Lima verwendet. Hat mich sehr fasziniert und auch inspiriert.
Gerade gesehen, das Heft gibt es heute noch für 4€ :shock:
Damals habe ich Repeller aus Holz gefeilt. Mittlerweile mit Zugriff auf eine amtliche CNC reift da so ein Plan...
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