Vielleicht solltest du erstmal den Unterschied zwischen Strom und Spannung verstehen, bevor du einen Generator bauen willst.


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Zitat :

Hier stellt sich mir schon die Frage: Wohin mit dem überschüssigen Strom?

Den gibt es (natürlich) nicht.

Zitat :

dass ich damit keine Spannungs/Stromspitzen abfedern kann und so keinen "guten" Generator bekomme.

Transiente Spannungsspitzen sind oft nicht zu vermeiden. Ihnen kann aber mit entsprechenden Bauteilen (u.a. Funkenstrecke, Varistor, Z-Diode) entgegengewirkt werden.

Davon abgesehen sehe ich auch noch nicht, wie du einen besseren Generator entwickeln willst.



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Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

Und dann wäre noch Interessant wie du die 50Hz halten willst, wenn du die Drehzahl des Motors herunter nimmst?

Tja wer billig kauft kauft 2 mal
Vernünftige Generatoren kosten nicht umsonst ab 400 € aufwärts! Diese halten die Spannung konstant, den Strom bestimmen die Verbraucher. Deine Elektronik ist wegen Überspannung hops gegangen nicht wegen Stromspitzen!


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Hallo, und Danke für die Antworten! Hab mir eure Ratschläge mal zu Herzen genommen und hoffe, ihr helft mir auch weiterhin ;). Sorry, dass es so lange gedauert hat!

Zitat : winnman hat am 26 Aug 2013 19:17 geschrieben :

Und dann wäre noch Interessant wie du die 50Hz halten willst, wenn du die Drehzahl des Motors herunter nimmst?

Zuerst nehme ich mich der 12 Volt Gleichspannung an. Später kommt noch eine 220 Volt Wechselspannung dazu.

Aufgeteilt habe ich die Aufgabe in folgende Teile:

Anforderungen:

I Motor soll zwischen Dreieck und Sternschaltung Schalten können
II Drehzahl/Frequenz-Entkopplung
III Konstante 12 V Gleichspannung mit Verpolschutz mit P-Kanal MOSFET
IV Konstante 220 V Wechselspannung (erst wenn 12 Volt - Versorgung funktioniert)
V Überspannungsschutz
VI Lastabwurf soll berücksichtigt werden (Load Dump)
VII Regelung mit AVR


Teil I :

Aufgabe:
- Start und Sparlauf mit Sternschaltung
- Hohe Leistungen mit Dreieckschaltung
- Anhand verschiedener Algorythmen ein Umschalten im Betrieb realisieren.

Probleme:
- Spannungsspitzen beim öffnen des Kreises durch Umschalter
- Beim Umschalten auf Dreieck ist plötzlich die Spannung um den Faktor 1,73 kleiner und der Strom schießt in die Höhe, da die Ausgangsleistung gleich bleibt.

Lösungsansatz:
- Aus dem Motor ragen schon die 6 Phasen raus, an denen ich Stern und Dreicke wechseln kann.
- Schaltungs-Überspannungsschutz mit Varistoren und einem Hochleistungswiderstand, der die Spannungsspitzen „vernichten“ soll.
- Beim Umschalten auf Dreieck muss wohl noch während dem Sternbetrieb der Motor hochgejagt werden, um dann direkt beim Umschalten auf Dreieck die benötigte Spannung zu haben.

Überlegung:
Ich müsste sozusagen im Sternbetrieb auf ca. 20 V hochfahren. Mit dem Tiefsetzsteller würde ich allerdings die Spannung weiter konstant auf 12 Volt halten. Dadurch würde sich der Strom erhöhen. Wenn ich dann auf Dreieck umschalte, habe ich wieder genau 12 Volt, dafür jetzt aber einen 1,73-fachen Strom, der sich kontinuierlich gesteigert hat. Beim Umschalten von Dreieck auf Stern bräuchte ich folglich einen Hochsetzsteller?! Sind meine Überlegungen hierzu richtig, oder muss ich dazu den Strom irgendwie regeln?


Teil II und III werden mit unten angehängter Schaltung gelöst:


Jeder der 3 frequenzvariablen Ausgangswechselspannungen wird mit einem Synchrongleichrichter gleichgerichtet. Die 3 Spannungen werden parallel geschaltet und durch einen Gleichspannungszwischenkreis (Drossel und Kondensator) geglättet. Diese Spannung (max. ca. 30 V) wird nun über einen Tiefsetzsteller auf genau 12 Volt gebracht. Zuerst habe ich an einen Festspannungsregler wie den LM7812 gedacht. Problem ist, dass ich bei diesem Motor erst einmal von max. 33V und 55 A ausgehe, falls dieser durchdreht. Wenn ich das auf den LM7812 gebe, ist der kaputt, da der nicht mit so hohen Strömen arbeiten kann (verkraftet ca. 1 A). Ein geeignetes Fertigbauteil habe ich als „Laie“ jetzt auch nicht gefunden.
Dabei ist evtl. ein kleiner Spannungspuffer am Ausgang des Gleichspannungszwischenkreises vorgesehen. Falls dieser angebrochen wird, hat die Regelung immer noch etwas Zeit, den Motor hochzujagen, bis wieder eine kleine Spannungs-Reserve am Ausgang vom Zwischenkreis vorhanden ist.

Teil IV:

Parallel zum Tiefsetzsteller wird ein Wechselrichter geschaltet.
U-WR / Pul-WR / Dreipunkt-WR ? ...

Das„Exxtraprojekt“ kommt aber erst drann, wenn ich mit dem 12V-Teil fertig bin.


Teil V:

Varistoren an allen Schaltern sowie Ausgang. Suppressordioden am Eingang des Microcontrollers (AVR-IC als Ansteuerung für den Schalter des Tiefsetzstellers).

Problem:
Hier weiß ich noch nicht genau, wie ich die 12 V Referenzspannung erstellen soll. Evtl. wäre hier eine gute (?) Lösung die Schaltung mit dem LM 3812.

http://www.hobby-bastelecke.de/bilder/schaltungen/netzteil12v.gif


Teil VI:

Wird der Verbraucher ausgesteckt, soll dies direkt am Ausgang durch einen Strom vom Überspannungsschutz an die Regelung gemeldet werden, die den Motor sofort drosselt, solange Strom über den Überspannungsschutz fließt.

Habe ich nun 2 Verbraucher ( z.B. einen am Wechselstrom ) und stöpsel den Größeren ab, kann ich den Motor nicht unkontrolliert drosseln. Die kurz auftretende Überspannung soll den kleinen Verbraucher nicht umbringen, jedoch soll der Motor auch nicht unkontrolliert gedrosselt werden, sondern die 12 Volt am kleinen Verbraucher konstant halten. Die überschüssige Energie soll kurz in Widerständen verbraten werden, aber ich hab keine Ahnung, wie ich die Dimensionieren muss. Würde ich den Strom in die Maschine zurückführen, würde die Durchdrehen und ich könnte garnicht so schnell herunterregeln, wie diese Hochschnellen würde?!

Durch den in Teil V beschriebenen Varistor, der parallel zum Ausgang geschaltet ist, könnte ich beim Lastabwurf ein Widerstand in Serie schalten, wie im Bild beschrieben.

https://www.dropbox.com/s/x0n43q8zm.....1.jpg


So, habe ich etwas übersehen oder habt ihr Vorschläge für mich, wie ich was besser lösen könnte / wie man es richtig macht?
Danke schon im Vorraus für jede Mühe! Ich weiß, wie viel Arbeit das ist und weiß das zu schätzen!

Grüße
Stefan

Falls euch etwas die Übersicht fehlt, oder ihr es anders aufgearbeitet haben wollt, um mir zu helfen - kein Problem!

Zitat : Gena hat am 30 Okt 2013 13:05 geschrieben :

Hallo, und Danke für die Antworten! Hab mir eure Ratschläge mal zu Herzen genommen und hoffe, ihr helft mir auch weiterhin ;). Sorry, dass es so lange gedauert hat! Zuerst nehme ich mich der 12 Volt Gleichspannung an. Später kommt noch eine 220 Volt Wechselspannung dazu.

Im Prinzip gut, aber die falsche Spannung...
Du benötigst eine Zwischenkreis Spannung, aus welchem Du mit einer geeigenten Schaltung die höchst mögliche Spannung (Scheitelwert von 230V) ableiten kannst - also pi mal Daumen 300 + x Volt.
Daraus lassen sich alle anderen (Gleich-)Spannungen mittels Step - down Reglern auch noch ableiten.

Zitat :

Aufgeteilt habe ich die Aufgabe in folgende Teile: Anforderungen: I Motor soll zwischen Dreieck und Sternschaltung Schalten können

Dass Du dafür eine ziemlich genaue Regelung der Phasen benötigst, auch bei unsymetrischer Last, ist Dir klar?

Zitat :

II Drehzahl/Frequenz-Entkopplung

Bei Gererierung aus dem Gleichstrom Zwischenkreis automatisch gegeben.

Zitat :

III Konstante 12 V Gleichspannung mit Verpolschutz mit P-Kanal MOSFET

Wie kommst Du auf diese Anforderung?

Zitat :

IV Konstante 220 V Wechselspannung (erst wenn 12 Volt - Versorgung funktioniert)

Wenn's nicht konstant sein soll, wozu dann das ganze überhaupt?

Zitat :

V Überspannungsschutz

in welchen Lastsituationen?

Zitat :

VI Lastabwurf soll berücksichtigt werden (Load Dump)

... Dazu musst Du die überflüssige Energie los werden. hast Du schon eine Ahnung wohin damit?

Zitat :

VII Regelung mit AVR

Der Brüller schlechthin.
Was Du vor hast, ist ein Frequenzumrichter mit ganz schön hohen Anforderungen.
Im vorigen Job hat mein Kollege sowas mit einem TI-Signalprozessor (32bit - 400Mhz) und IGBT Brücken realisiert - Entwicklungsdauer ca. 3 Jahre und viele zerschossene Kondensatorbänke, wenn durch Rückspeisung aus dem Lastkreis die Zwischenkreisspannung mal wieder durch die Decke gegangen ist.
Ohne ausreichend Finanzen wirst Du sehr schnell die Lust daran verlieren...

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Interpunktion und Orthographie dieses Beitrags sind frei erfunden.
Eine Übereinstimmung mit aktuellen oder ehemaligen Regeln wäre rein zufällig und ist nicht beabsichtigt.
Wer einen Fehler findet, darf ihn behalten!

Zitat :

I Motor soll zwischen Dreieck und Sternschaltung Schalten können

Wie wäre es, wenn der Motor zwischen zwei- und viertakter sowie Benzin und Diesel und freilich Wankel- und Sternmotor läuft?
Das hat auch nicht jeder!

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0815 - Mit der Lizenz zum Löten!

Zurück auf Start.

Ein vernünftiger Generator für solche Aggregate ist ein Synchrongenerator.

Hier wird die Ausgangsspannung durch einen Regler der auf die Feldwicklung arbeitet geregelt.

Vernünftige Geräte können auch 100% Lastwechsel mit tolerierbaren Spannungsspitzen ausregeln.

Damit hast du mal eine Konstante Spannung.

Die Frequenz ist direkt von der Motordrehzahl abhängig.

Soll diese verändert werden, würde sich das Gleichrichten anbieten.

Damit hast du dann einen DC Zwischenkreis mit zB.: 500V (die Zwischenkreisspannung kann mit dem Spannungsregler des Generators geregelt werden).

Aus dem DC Zwischenkreis kannst du nun mit Wechselrichter 3 phasig 400V oder 1 phasig 230V oder mit DC/DC Wandlern jede gewünschte andere Spannung machen.

Durch messen der tatsächlich aus dem Generator entnommenen Leistung kann die Motordrehzahl geregelt werden.

Hier könnte man auch an eine Elektromagnetische Lösung mit dem Strom direkt nach dem Zwischenkreisgleichrichter denken (E-Magnet der vom Strom durchflossen wird wirkt auf die Drehzahlverstellung).

Ich werde ja als Gut-Mensch verurteilt...

Aber wennn selbst perl im ersten Posting schreibt :

Zitat :

Und nun willst du das Schrotten selbst übernehmen? Ich sehe bei deinem Kenntnisstand nämlich kaum eine Chance für ein gutes Ende dieses Projekts. Die Antworten auf die Fragen, die du hier stellst haben die Chinesen längst gewußt, aber offensichtlich aus finanziellen Gründen nicht in Hardware umgesetzt.

Dann dürfte sich das Thema wohl erledigt haben !?!
Und alles andere ist vergebene Mühe.


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