Was bedeutet die Spannung bei Generatoren?

Hallo Stefan

"Normalerweise" gehören zu Generatordaten immer Drehzahl; Leistung; Spannung und Strom.
Die sind nicht immer alle angegeben, was nicht hilfreich ist.

Gehen wir zb mal von einem G mit 500 W Leistung bei 500 U/min aus.
Dieser hat zb eine Wicklung für 12 V, die dann bei 12 V mit = 41,66 A belastet werden kann.
Der gleiche, nur mit anderer Wicklung für 24 V dann nur mit 20,8 A.
Beim Generator ist alles gleich, die Magnete , die Polzahl , der Stator und das Gehäuse, alles gleich.
Nur die Wicklung ist für doppelte Spannung dann mit doppelter Windungszahl aber halbem CU-Querschnitt gewickelt.
Noch ander Spannungen werden auch so umgerechnet.

Die gröste Leistung bringt ein mit Eisen im Stator bestückter Generator bei etwa der halben Lehrlaufspannung, also ohne Strombelastung, und etwa 60 % des Kurzschlußstromes, dann ist die Spannung ja null.
Bei Belastung also immer schön unter, bis max 60 % Kurzschlußstrom bleiben, egal welche Drehzahl er dann hat.
Durch höhere Drehzahl kann die Spannung aber gesteigert werden, oder der Generator wegen Drehzahlmangel nur mit geringerer Spannung betrieben werden.
So zb im Schwachwindgebiet ein 24 V Generator mit 12 V betrieben werden kann.
Natürlich dann mit weniger Leistung, aber immer hin mit brauchbarer Leistung.

Gruß Aloys.

Hallo Stefan

Mit Spannung und Strom kann man sehr viel herumbasteln, was das Verhältniß zu einander anbelangt.
Den 2000 W ista für 48 V kann man in einen Wechselrichter oder Netzwechselrichter für 230 V einspeisen.
Der macht aus den über 40 A dann nur noch 9 A , aber 230 V bei 2 kw Leistung.
Für ein Spulensystem im Generator ist es egal ob da eine Spule mit 100 Windungen und 1 mm² CU drinn sind oder nur eine Windung mit 100 mm², der Wickelraum passt da schon.
Ausserhalb kommen da aber die Ableitungen ist Spiel die bei niedrigeren Spannung danndicker ausfallen müssen.

Die Leistung eines Generators hängt auch sehr von der Auslastung ab, man kann in eine Steckdose eine Lampe mit nur 20 W anschliessen , aber auch ein 2 kw Heizgerät.
Die Leistung muß nur gleichzeitig zur Verfügung gestellt werden können.
Das ist bei einem Windrad nicht ganz so einfach.
Deine Aussage :
-------------------
Auch bei meiner Future Energy Anlage vorher war es ein 48 Volt Generator aber bei 48 Volt wurde er mit 12 Ampere belastet, die Nennleistung von 1kW hatte er bei ca. 55 Volt und 15,6 Ampere.
-------------------
Kann auch der " Lastanname" geschuldet sein, in dem der Verbraucher bei 48 V nur einen geringeren Strom, eben die 12 A verbraucht hat.
Bei weiterer Spannungssteigerung wird dann erst die angegebene Leistung verbraucht .(Vermutlich an einem Wiederstand).
Auch die Wechselricher für eine Einspeisung haben eine Regelkurve die darauf eingestellt werden muß ohne das Windrad ab zu würgen, oder zu frei laufen zu lassen.
Da braucht es ein wenig Fingespitzengefühl zu.

Hmmm Ladebeginn ?
Erst muß das Windrad ja anlaufen, die Drehzahl ist "relatief" synkron mit dem Wind.
Es muß also erst mal Stillstand auf zb die Drehzahl für 3 m Wind hochlaufen.
Dann sollte auch die Spannung auf einen brauchbaren Wert gestiegen sein.
Die Leistung wird aber mit Drehzahl UND Drehmoment erzeugt.
Die Drehzahl läst die Spannung synkron steigen.
Die Aerodynamik läst das Drehmoment aber quadratisch steigen, zb doppelte Spannung aber 4 fachen Strom.
Das ist von null Strom natürlich schlecht zu berechnen, aber so sind die Verhältnisse, und der Wechselricher muß das mit berücksichtigen.
Die Laderegler müssen etwas darüber erst mit der Belastung beginnen da der Generator mit dem Windrad die Drehzahl wieder unter die Ladebeginnspannung sacken lassen würde.
So pulsiert dann der ganze Kram durch Ladebeginn und direckt wieder Abschaltung, was keinem dienen würde.
Ein Windrad läuft leider nicht so Stabiel in der Drehzahl wie ein Generator in einem Kraftwerk, der immer auf 50 Hz gehalten wird duch die Turbiene, die aber auch ständig nachgeregelt werden muß.
Bei plötzlicher Einspeisung, sei es Solar oder Windkraft müßen die Kraftwerksbetreiber durch Leistungssenkung die Spannung und die Frequenz stabiel halten.
Die Turbogeneratoren haben aber eine sehr große Schwungmasse, trotzdem ist da oft 0,5 Hz mehr oder weniger nach zu regeln, damit es insgesammt über die Zeit wieder 50 Hz sind.
Auch werden schon mal große Windräder abgeschaltet aus diesem Grund.
Alles nicht so mal eben zu regeln .

Gruß Aloys.

Hallo

Das lesen von Daten ist nicht immer einfach, erklärt aber die Logig des Systems dann doch.
Also bis 3 m Wind dreht der Repeller noch nicht, geht erst ab 4 m, aber dann auch gleich auf Ladespannung eines 48 V Akkus.
Das erklärt auch die stabiele Spannungslage über die gesammte Leistungsmessung. (Akkuladung).
Gehe ich weiter auf 5 m/sek greift der Wind schon besser und bringt den Generator auf 210 U/min.
Da ist auch die Lehrlaufspannung höher, wird aber zu gunsten des Stromes nicht genutzt.
Der Spannungsverlauf ist anders als bei einem Akku.
Würde man zb 60 V nutzen wäre der Strom aber niedriger ~ 3 A , und die Gesammtleistung dann statt 234 W nur noch 180 W (von mir geschätzt).
So verhält sich das dann auch weiter nach oben, deshalb liegt die max Generatorleistung meist bei 50 % Lehrlaufspannung mal 60 % Kurzschlußstrom.
Das ist dann immer für eine, eben die gemessene , Drehzahl.
Auch die max Strombelastung ist begrenzt.
Das liegt am Magnetfeld im Generator, das von den Permanentmagneten aufgebaut , aber durch das Gegen-Elektrofeld stark geschwächt wird.
So wird die nur noch 50 % Lastspannung nicht 50 % vom Wirkungsgrad vernichten sondern die Spannung wird erst gar nicht mehr erzeugt.
Darum ist die oft vermutete Leistungsvernichtung von Spannung mal Strom so nicht zu rechnen.
Rechnen kann man nur mit CU Wiederstand der Wicklung, und dem Phasenstrom, und die daraus resultierende Restspannung durch das geschwächte Magnetfeld.
Sehen wir mal weiter in der Tabelle, so bei 9,5 m/sek, hat der G dann eine Spannung von ~51 V bei 20 A.
Begrenzen wir nun die Strombelastung auf 20 A und gehen in der Drehzahl weiter hoch, würde die Spannung weiter steigen.
Bei doppelter Drehzahl wäre dann schon 100 V erreicht.
Mal 20 A auch eine Leistung von 2 000 W.
Da sind wir dann in dem Lastfall wo ein Wechselrichter den Generator besser ausnutzen kann als die reine Akkuladung.
Der G ist bei den 30 A Akkuladung schon über den 60% Kurzschlußstom mit der gesenkten Spannung, und nicht im Leistungsmaximum.
Das kann alles aus den Daten erkannt werden

Gruß Aloys.