Anlauf früher erreichen - mit Frequenzumrichter möglich ?

 
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Anlauf früher erreichen - mit Frequenzumrichter möglich ?

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Gepostet: 07.02.2017 - 08:23 Uhr  ·  #1
Hallo zusammen,

manchmal wünscht man sich ja doch schon, das die Windanlage bei 3 m/s anlaufen würde. Gerade wenn der Wind permanent knapp unterhalb des Anlaufens verbleibt, man aber trotzdem Strom produzieren könnte.

Hatte nur Mal überlegt, ob man einen Frequenzumrichter zum Anlaufen des Generators nutzen könnte ? Das ganze sollte dann über einen
Windmesser gesteuert werden. Also erst starten, wenn der Wind im Durchschnitt 3 m/s hat. Da wir ja einen 11kW Generator verbaut haben, müssten wir dann ja auch einen passenden FU haben. Der bräuchte ja nur von 0 - 10 Hz anfahren und sich dann via Schütz zwischen weg schalten.

Wäre so etwas vom Prinzip her möglich ?

VG

André
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Re: Anlauf früher erreichen - mit Frequenzumrichter möglich ?

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Gepostet: 07.02.2017 - 09:06 Uhr  ·  #2
Hallo Andre

Das sollte auf jeden Fall möglich sein, mit " BL Stellern " aus dem Modellbau.
Die arbeiten mit Spannungen von etwa 10 bis 50 V Gleichspannung, und bis zu 10 kw :fgrin:
Diese Spannung sollte dann der Generator etwa bei den angestrebten 10 Hz erreichen, das wäre dann die Lehrlaufdrehzahl mit diesem Steller an der angeschlossenen Gleichspannung.
Der Steller braucht aber auch eine Steuerung die ihn in Betrieb nimmt.
Er muß dann ganz vom Generator getrennt werden da dieser ihn mit SEINER Spannung zerstören würde, da er nur für die niedrige Spannung ausgelegt ist.

Gruß Aloys.
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Re: Anlauf früher erreichen - mit Frequenzumrichter möglich ?

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Gepostet: 07.02.2017 - 09:26 Uhr  ·  #3
Hallo Aloys,

ich habe Mal eine Zeichnung gemacht, wie ich mir das vorstellen könnte.
Das Schütz würde ich definitiv doppelwirkend ausführen, damit der FU keinen Rückstrom vom Generator bekommen kann. Das Schütz könnte man über eine Zeutsteuerung schalten lassen. Dann ist man auch nochmal auf der sicheren Seite.

Dann geht es nur noch um das Signal das den FU sagt, dass er starten soll. Und das ganze ohne SPS, bitte...
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Re: Anlauf früher erreichen - mit Frequenzumrichter möglich ?

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Gepostet: 07.02.2017 - 17:23 Uhr  ·  #4
Hallo

Frequenzumrichter kenne ich jetzt nur für Asynkronmotore, ich denke das ein Synkrongenerator damit nicht leuft O-)

Die Modellbausteller messen am Generator das wechselnde Feld wenn er anfängt sich zu drehen, und bleiben dann synkron, bis die Versorgungsspannung (Akku) erreicht ist.
Dann sinkt der Strom auf einen Wert der die Drehzahl konstant hält, oder die Generatorspannung diese überschreitet.
Der muß dann abgeschaltet werden, da er eine zu hohe Spannung nicht verträgt.

Gruß Aloys.
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Re: Anlauf früher erreichen - mit Frequenzumrichter möglich ?

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Gepostet: 08.02.2017 - 18:16 Uhr  ·  #5
Mich wundert ja, dass das Windrad so ungewöhnlich spät anläuft. Wird da ein Getriebe zur Drehzahlerhöhung benutzt? Oder hat der Laderegler nicht die Einstellmöglichkeit für die Zuschaltung der Last (Batterie) erst nach dem Anlaufbeginn? Oder sind irgendwelche Lager verkantet oder der Generator extrem schwergängig?
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Re: Anlauf früher erreichen - mit Frequenzumrichter möglich ?

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Gepostet: 08.02.2017 - 20:51 Uhr  ·  #6
Hallo,
Zitat geschrieben von Carl

Mich wundert ja, dass das Windrad so ungewöhnlich spät anläuft.


Wo ist denn erwähnt wie spät die Anlage startet? Bei wie viel Wind startet sie wirklich?

Ich habe bisher die Erfahrung gemacht dass meine Anlage(n) immer sehr früh anlaufen. Eigentlich schon so früh dass überhaupt noch keine wirklich verwertbare Energie entnehmbar ist.

Alle Versuche das zu ändern werden letztendlich dazu führen dass mehr Energie hineingesteckt wird als wieder heraus kommt. Und der Gesamtaufbau wird komplizierter und anfälliger für Störungen.

Diese Ausführungen gelten für PMG ohne Getriebe.

Mit Getriebe sieht die Geschichte natürlich anders aus und ein "Anwurf" könnte nützlich sein. Ich war vor vielen Jahren auf einer geführten Tour in Belgien. Wir haben Eigenbauanlagen besucht. Wenn ich mich recht erinnere gab es da ein 2-Blattrotor, sehr schnellläufig. Da war ein gewöhnlicher Startermotor eines LKW verbaut.

mfG
strawberry
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Re: Anlauf früher erreichen - mit Frequenzumrichter möglich ?

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Gepostet: 09.02.2017 - 06:55 Uhr  ·  #7
Zitat strawberry:

"manchmal wünscht man sich ja doch schon, das die Windanlage bei 3 m/s anlaufen würde. Gerade wenn der Wind permanent knapp unterhalb des Anlaufens verbleibt, man aber trotzdem Strom produzieren könnte."

Es gibt keine festgelegte Windgeschwindigkeit, bei der jede Anlage anläuft, wenn eine Anlage das bei 3 m/sec noch nicht tut, dann ist das reichlich spät - ich würde zuerst nach der Ursache dafür suchen.

Gruß Carl
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Re: Anlauf früher erreichen - mit Frequenzumrichter möglich ?

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Gepostet: 09.02.2017 - 10:05 Uhr  ·  #8
Tag zusammen,

bei so einem Generator würde ich einfach einen größeren Repellers einsetzen. Das hilft halt auch schon.

Ich hatte den Hersteller nochmal kontaktiert.

Er meinte, es ginge nicht so einfach, da der FU die Drehrichtung vorgeben müsste und das bei einem
starren Magnetfeld nicht so ohne weiteres möglich wäre.

*Kopfkratz*...????

Wenn ein Motor steht, hat er doch auch ein "starres Magnetfeld". Außerdem kann ich am FU bequem die Drehrichtung einstellen. Irgendwie für mich nicht ganz nachvollziehbar.

Was meint ihr dazu ?

Der Generator ansich ist Top ! Müssen diesen Sommer wieder zur Wartung hochfahren. Letztes Mal war alles, auch die Lager, in Ordnung.

Viele Grüße

André
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Re: Anlauf früher erreichen - mit Frequenzumrichter möglich ?

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Gepostet: 10.02.2017 - 08:40 Uhr  ·  #9
Tach auch,

da ich den gleichen Generator bzw. gleiche Anlage habe wie der TE interessiert mich das Thema auch sehr. Meinen Beobachtungen nach läuft meine bei 3 m/s noch lange nicht an! Tatsächlich so. Zumindest bei ganz vielen Windrichtungen. Denn Hauptwindrichtung ist bei uns die Südwest - West Kante wo dann doch einige Hindernisse davor sind. Mitunter sind nach meinen Beobachtungen gute 4 Meter nötig um das Ganze in Wallung zu bringen. Daher - wenn sie bei der Windgeschwindigkeit laufen würde, dann sind auch einige Watt an Leistung möglich. Aber er muss erstmal "überredet" werden zu laufen. Ebenfalls nach meinen Beobachtungen sind, sagen wir mal wirklich bei konstanten 3 metern immer so zwischen 100 und 300 Watt drin. Dafür könnte sie eigentlich laufen da das komplett in der Grundlast liegt und somit 26 Cent Vergütung pro kwh aufwiegt.

Alleine die Idee von André mit der Steuerung bei Stillstand die Anlage anzufahren und bei 70 Umdrehungen loszulassen sollten eigentlich super leicht zu machen sein. Hier muss aber erst einmal am besten am Boden mit dem Generatortyp ein Test vorgenommen werden, bevor man da jetzt Long Geld ausgibt. Sowas sollte eigentlich seitens des Herstellers leicht machbar sein, das ganze Equipment liegt ihm sicher vor. Gut - wenn er es kategorisch abgelehnt hat, wird er vielleicht seine Gründe haben - man weiß es nicht. Testen auf dem Masten, dafür ist einfach schwierig umsetzbar.
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Re: Anlauf früher erreichen - mit Frequenzumrichter möglich ?

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Gepostet: 10.02.2017 - 09:10 Uhr  ·  #10
Moin,

hier im Forum gibt es ein Mitglied aus Leer, der hat vor ca. einem Jahr einen etwas größeren Ista Brezze mit FU gestartet.
Ich habe schon gesucht, kann den Beitrag aber nicht finden. Also kann es nicht so schwer sein.
Ich habe mal versuchsweise einen gleichen Generator von meinem Motor-Generator System, dass von einem FU gesteuert wird, an Wind-Generator unten an die drei Phasen angeschlossen.

Das geht auf alle Fälle

es geht ja um diesen Punkt, an dem die erreichte Last bei wenig Wind, den Generator abwürgt, weil die Systemspannungs-Last eigentlich etwas mehr
Wind benötigt. Die großen WKA werden ja alle per Fremdspannung gestartet.
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Re: Anlauf früher erreichen - mit Frequenzumrichter möglich ?

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Gepostet: 11.02.2017 - 06:59 Uhr  ·  #11
Guten Morgen, allerseits

Ist ja interessant, dass es schon jemand gemacht hat. Warum auch nicht ?
Ich habe gelesen, dass, wenn man per FU startet, der Motornennstrom nicht überschritten wird. Beim direkten starten würde der Wert um das achtfache über dem Nennstrom liegen. Zumal die EVU Direktstarts nur bis 4kW Motorleistung zustimmt.

Also sollte man da noch weiter forschen.

Jetzt die nächste Frage: Sind die Generatoren von
Timohome und mir Asynchrongeneratoren ?

Woran erkenne ich das ? Habe mich mit Generatortechnik noch nicht so beschäftigt.

VG

André
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Re: Anlauf früher erreichen - mit Frequenzumrichter möglich ?

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Gepostet: 11.02.2017 - 08:31 Uhr  ·  #12
Moin Andre,

es sind Asynchron-Generatoren, da die Frequenz ja nicht gleichbleibend ist.

Das Thema Start mit Fremdstrom ist übrigens recht alt. Schon in den alten Anleitungen von Kuhtz und auch in Fachbüchern ist es in Schaltungen
mit Gleichstrom-Generatoren oft erwähnt. Da wird dann die Diode vom Generator zur Batterie per Schalter oder Taktschaltung als
Starthilfe überbrückt.

Ich habe einen Konvolut von KWA. Darunter auch einen großen Savonius mit mehreren Generatoren. Je mehr Generatoren es wurden, desto
weiter verschob sich der Startpunkt wegen der Lastzuschaltung im windschwachen Bereich 12 Volt/ 1000Ah Batterie. Dann habe ich bei wenig Wind per Schalter Generatoren in Reihe oder parallel geschaltet und zu guter Letzt einen DC Generator als Starthilfe mit Reedkontakt und Minigetriebe dafür dran gebaut.

Gruß Onno
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Re: Anlauf früher erreichen - mit Frequenzumrichter möglich ?

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Gepostet: 11.02.2017 - 10:47 Uhr  ·  #13
Hi Onno,

dann müsste der FU ja vom Prinzip auf 400V und dem Nennstrom ( den ich jetzt für einen CK 11 Generator im Kopf habe) ausgelegt sein.
Dann bleibt nur noch die Ansteuerung des FU's die Frage. Ich würde das über unseren Windmesser starten. Oder aber für den Anfang halt per Hand.
Nur wie startet der FU? Ich hinderlege die Zeit/Herz Kennlinie. So. Das Schütz lege ich auf FU Betrieb um.
Dann schalte ich den FU ein, der geht in Stand-by und wie geht es dann weiter ? Würde er dann diese Kennlinie abarbeiten, wenn ein Relais als Eingangssignal schließen würde ? Nur so als Beispiel.
Eine SPS werde ich dafür ja nicht brauchen. Oder ?

Viele Grüße

André
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Re: Anlauf früher erreichen - mit Frequenzumrichter möglich ?

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Gepostet: 11.02.2017 - 11:44 Uhr  ·  #14
na ja, dann ist die Frage nach dem FU.
Ich habe einen ABB FU, älteres Modell: http://www.ebay.de/itm/2219053…EBIDX%3AIT
und FU Telemechanic, die bei mir an einem 220 Volt Wechselrichter arbeiten, also dann 3x 220 Volt erreichen.

Der ABB ist in der Lage, einen Motor in Sternschaltung anzutreiben, während die meisten 3x 220 Volt FU am Motor eine Dreieckschaltung benötigen.

Einer meiner FD Generatoren hat dann auf dem Prüfstand bei 12 Hertz am FU 14 Volt/125 RPM und bei 28 Hertz 54 Volt/ 470RPM

Fu in Stand By, starten über Windmesser oder einen Winddruckschalter, der gut auf die unterschiedlichen Gegebenheiten justierbar ist. Da gibt es Öffner oder Schließer,
passendes Schütz usw.
Winddruckschalter heißt genau Luftströmungswächter. Meiner ist von Eberle LSW -3-1 und ist von 0,1 bis 5m/s justierbar.

Das wäre sicher die einfachste Lösung?
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Re: Anlauf früher erreichen - mit Frequenzumrichter möglich ?

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Gepostet: 11.02.2017 - 12:53 Uhr  ·  #15
Hi Onno,

Zitat
Der ABB ist in der Lage, einen Motor in Sternschaltung anzutreiben, während die meisten 3x 220 Volt FU am Motor eine Dreieckschaltung benötigen.


Ist die FRage, ob das alle ABB's können. Ich hätte sonst eher einen Siemens MicroMaster in die engere Wahl genommen. Wie z.B. diesen hier:

Siemens FU

Aber da hast du vollkommen recht ! Der sollte schon in der Sternschaltung anlaufen können. Da kommen wir ja eh nicht drüber hinaus.
Da sollte man ein Augenmerk drauf haben, wenn man so etwas machen möchte.

Oder diesen hier. Da muss ich allerdings noch etwas lesen:

ABB FU

Der Nennstrom sollte auch ausreichen. Gebraucht wäre mir der aber lieber... ^_^

VG

André
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Re: Anlauf früher erreichen - mit Frequenzumrichter möglich ?

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Gepostet: 11.02.2017 - 13:08 Uhr  ·  #16
Moin Andre,

der Siemens hat ja 380 Volt Eingang, da ist das mit der Sternschaltung sicher einfacher vom Hersteller aus zu händeln. Der ABB ist ja ein Altgerät und wird wegen des hohen Gewichtes im
Internet nicht empfohlen, allerdings hat er eben diesen Vorteil aus meiner Sicht gegenüber den heutigen Leichtgewichten in Microbauweise.
Ich finde ihn für meine Anwendungen super und glaube, der ist unkaputtbar. Da läuft auch mein umgebauter Elektro-Rüttler dran.

Mach dich mal schlau beim Siemens, meist steht die Schaltmöglichkeit nicht drauf.

Gruß Onno
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Re: Anlauf früher erreichen - mit Frequenzumrichter möglich ?

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Gepostet: 11.02.2017 - 13:43 Uhr  ·  #17
Hallo Onno,

das werde ich mal machen. Wäre auch die Frage, wie der FU reagiert, wenn auf einmal das Schütz dran weg fährt und er praktisch im Anlauf nichts mehr zum beschleunigen hat ? Wenn der FU 380 V ausgibt und von 0 - 8 Hz fährt, wäre das vollkommen ausreichend. Wie ich bis jetzt lesen konnte, wird der FU ja anscheinend einfach über ein Relais gestartet. Sprich, potentialfrei.
Das hört sich schonmal gut an :-).

Jetzt muss ich noch gucken, welche Schaltungen er unterstützt.
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Re: Anlauf früher erreichen - mit Frequenzumrichter möglich ?

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Gepostet: 11.02.2017 - 15:32 Uhr  ·  #18
Es sollte doch eigentlich auch ein 5,5 oder ein 7,5 kW FU ausreichen, um den Motor andrehen zu können, oder ?

Klar muss man den Anlaufstrom im Auge behalten und das mit berechnen.
Aber ich brauche doch nicht die 11kW als Antriebsleistung. Sondern eigentlich nur einen FU mit 400V und einer kleineren kW Zahl. Ich habe ja die Anlaufunterstützung vom Wind auch noch. Der Siemens lässt sich im übrigen recht einfach Konfigurieren. Nur habe ich da nichts gefunden, ob der Micromaster auch im Stern anlaufen kann.

VG

André
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Re: Anlauf früher erreichen - mit Frequenzumrichter möglich ?

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Gepostet: 11.02.2017 - 15:59 Uhr  ·  #19
der ABB FU benötigt von der Antriebsseite her 62 Watt für Antriebsmotor, wenn ich den FU 800 Watt Generator per 750 Watt Drehstrommotor mit Übersetzung 2:1betreibe.
Dann macht der Antriebsmotor 65 RPM bei 6 Hertz am FU und der Generator dreht bei 125 RPM.

Der Antriebsmotor wird ja durch Wind ersetzt. Also hast Du ein Anlaufmoment zu überbrücken oder schaltest das System eben erst über den Winddruckschalter nach den Anfangsumdrehungen ein.

Wie Auto mit leerer Batterie leicht bergab anschieben.

Gruß Onno
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Re: Anlauf früher erreichen - mit Frequenzumrichter möglich ?

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Gepostet: 11.02.2017 - 19:06 Uhr  ·  #20
Ah okay..

Hast du dir da einen Antriebsmotor drangeflanscht, oder wie hast du das realisiert ? Oder hab ich das jetzt nicht verstanden.. ?

Das mit dem FU ist echt etwas schwierig. Zumal man ja nichts da hat um es im Vorfeld zu testen. Wie du schon sagtest, habe ich ein Losbrechmoment zu überwinden, damit die ganze Geschichte sich in Rotation versetzt.
Aber genauso denke ich, das z.B. ein 7,5 kW FU reichen würde.

VG

André
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