Sicherheitsabschaltung

Schaltung als Sturmsicherung
 
danile
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Sicherheitsabschaltung

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Gepostet: 21.02.2012 - 19:37 Uhr  ·  #1
Nachdem ich im Forum einige Zeit herumgestöbert habe, traf ich auf eine Schaltung als Sturmsicherung. Nun wollte ich wissen, was für Schaltungen es zur Sturmsicherung gibt. Meine Theorie ist, dass bei einer zu hohen Spannung Widerstände zugeschaltet werden, wodurch die Anlage gebremst wird, bis der Generator bei sehr starkem Wind schließlich steht. Eine solche Schaltung ist bei der Black 300 im Einsatz.
Eine Schaltung hier des Forenmitglieds Sandy: :-)

http://www.mahnecke.de/Black30…12&thema=5

Bei dieser Schaltung bewirkt eine Zener-Diode bei einer zu hohen Spannung, dass ein Relais anzieht und so ein Schalten von NTC-Widerständen über zwei Schließer ausgelöst wird. Doch die Schaltung muss manuell resettet werden. :(
Bei meiner Planung eines 250W Windrades denke ich an eine Seitenfahnen-Sturmsicherung. Brauche ich dann überhaupt eine solche Schaltung oder genügt ein Stoppschalter? Ich würde aber schon gerne ein automatisches Bremssystem haben, weil ich ja schließlich nicht immer zu Hause bin und gerne den maximalen Ertrag haben möchte. :D
Anstatt eines Relais kann auch ein Thyristor verwendet werden, aber ich weiß nicht, wie dieser funktioniert. Transistoren gibt es in dieser Größenordnung wohl kaum.
Die Schaltung soll folgendermaßen funktionieren:
Bei zu hoher Spannung soll ein Stromkreis geschlossen werden, in dem Widerstände vorhanden sind. Wenn nun die Spannung weiter ansteigt, schließßt sich ein zweiter Stromkreis, der zur völligen Abbremsung des Generators führt. Aber wie kann der Generator völlig ausgebremst werden, denn z.B. ein Transistor würde ab einer bestimmten Spannung durchschalten, aber der Generator wird dann gebremst, sodass diese Spannung wieder unterschritten wird.

http://www.youtube.com/watch?v…re=related

In diesem Video sieht man, dass ein Bremssystem vorhanden ist, welches den Windgenerator ab einer bestimmten Spannung bremst. Wie funktioniert dort die Schaltung? :-/
XXLRay
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Re: Sicherheitsabschaltung

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Gepostet: 21.02.2012 - 19:50 Uhr  ·  #2
Ja, prinzipiell wird das Black 300 elektrisch durch Last gebremst. Ich persönlich bevorzuge mechanische Sturmsicherungen wie Furling oder Helikopterstellung. Bei kein elektrischer Bremsung kann es passieren, dass Generatorspulen durchbrennen. Wenn du eine gut kalibrierte Sturmsicherung hast, brauchst du nicht zwangsweise zusätzlich einen Überspannungsschutz.
danile
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Re: Sicherheitsabschaltung

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Gepostet: 21.02.2012 - 20:05 Uhr  ·  #3
Wenn diese beiden Sturmsicherungen kombiniert würden, dann würde das automatische Bremssystem bremsen, wenn eine zu hohe Spannung erreicht wird. Diesen Effekt hätte ich nämlich schon gerne solange, bis die Seitenfahnen-Sturmsicherung kalibriert ist, denn nur mit Sicherungen könnte es passieren, dass es mir die ganze Zeit die Sicherung rausnimmt. Eine zusätzliche Sicherheit würde dies ebenfalls bedeuten, denn wenn an der Seitenfahnensturmsicherung irgendetwas nicht stimmt, kann ich die Teile trotzdem schützen. :D
Wie könnte man so eine Schaltung wie bei den Blacks realisieren bzw. wie sind diese aufgebaut? :-/
XXLRay
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Re: Sicherheitsabschaltung

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Gepostet: 21.02.2012 - 20:50 Uhr  ·  #4
danile
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Re: Sicherheitsabschaltung

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Gepostet: 21.02.2012 - 21:29 Uhr  ·  #5
Danke für die Rückmeldung :-) Wofür benötigt man in dieser Schaltung einen Kondensator?
Den regelbaren Widerstand benötigt man auch nur, wenn man Batterien lädt und die Ladeschlussspannung genau einstellen möchte?
danile
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Re: Sicherheitsabschaltung

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Gepostet: 21.02.2012 - 21:36 Uhr  ·  #6
Und noch eine Frage: Wie merkt man, ob der "Generator steht"?
XXLRay
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Re: Sicherheitsabschaltung

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Gepostet: 22.02.2012 - 07:34 Uhr  ·  #7
In der Schaltung ist kein Kondensator:



Den regelbaren Widerstand benötigt man immer, wenn man die Spannung einstellen will. Nicht nur bei Batterieladung.

Ob der Generator steht, sieht man z.B. wenn man ihn sich anguvkt. Du willst aber vermutlich eine Geschwindigkeit elektronisch messen. Dafür gibt es z.B. Reed-Kontakte.
danile
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Re: Sicherheitsabschaltung

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Gepostet: 22.02.2012 - 08:23 Uhr  ·  #8
"C1: Mindestens ca. 47µF und 80 – 100V Maximalspannung
In dieser Kapazitätsklasse handelt es sich meist um Elektrolytkondensatoren (Elkos), bei denen in der Regel der Minuspol gekennzeichnet. Bei anderen ist die Polung egal. "
danile
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Re: Sicherheitsabschaltung

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Gepostet: 22.02.2012 - 08:39 Uhr  ·  #9
Inwiefern die Spannung regeln bzw. einstellen?
XXLRay
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Re: Sicherheitsabschaltung

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Gepostet: 22.02.2012 - 12:18 Uhr  ·  #10
danile
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Re: Sicherheitsabschaltung

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Gepostet: 22.02.2012 - 12:49 Uhr  ·  #11
:-) :-) kann jedem passieren

Also wenn ich die Schaltung baue, könnte ich ein Relais mit einer LED verwenden. Somit hätte ich die Anzeige für die Bremse.
Als Temperaturüberwachung der 6 Schottky-Dioden als Gleichrichter verwende ich einen Bimetall Schalter, der ab 70° einen Stromkreis mit einem Lüfter durchschalten würde. Die Schottky-Dioden halten Temperaturen um die 100° aus. Den Gleichrichter, der in einer Aluminiumbox aufgehoben ist, kühle ich mit Kühllamellen, die mit Wärmeleitkleber auf dem Alu montiert werden. Wenn nun die Temperatur im Gleichrichter auf über 70° steigt, schließt sich der Stromkreis mit dem Lüfter und kühlt so den Gleichrichter. Als Lüfter verwende ich einen PC Lüfter.
Als Stromüberwachung würde ich ein Bimetall Relais verwenden, aber hierzu fehlen mir Angebote. Der Schaltplan müsste dann so aussehen wie bei der Spannungsüberwachung, aber es fehlt die Zener- Diode, da die Zener- Diode nur zur Begrenzung und Stabilisierung von Spannungen benötigt wird und dient somit als Schutzdiode.
Eine elektrische "Kupplung" erhalte ich, indem ich direkt nach dem Gleichrichter einen Transistor einbaue, der erst ab einer gewissen Spannung durchschält und somit als Kupplung dient, da die Anlage außer dem Gleichrichter keinen Widerstand hat und somit beschleunigen kann, da der Generator leerläuft.
http://www.reichelt.de/ZETEX-T…2a5bbf676e
Und wie schon erwähnt dann noch die Spannungsüberwachung.

In jedem Stromkreis ist dann eine LED, die Anzeigt, was faul ist bzw. aus welchem Grund die Anlage gebremst wird.
danile
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Re: Sicherheitsabschaltung

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Gepostet: 22.02.2012 - 21:03 Uhr  ·  #12
Durch verschiedene Relais können dann mehrere Bremsstufen erreicht werden.
Was haltet ihr davon? :D
Windfried
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Re: Sicherheitsabschaltung

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Gepostet: 24.02.2012 - 17:14 Uhr  ·  #13
Zitat geschrieben von danile

Durch verschiedene Relais können dann mehrere Bremsstufen erreicht werden.
Was haltet ihr davon? :D


Hallo mein Lieber,

werde müde bei Deinen ganzen Ideen. Gut, mein Problem.
Gebe aber zu bedenken:
Wenn durch Generator-Kurzschluss, auch abgemildertem, die Spannung erst mal darnieder liegt, haben Relais auch keine Ansteuerspannung mehr.
Da gibts dann tatsächlich ein ständiges Klappern, und keine Sturmabschaltung. Da helfen auch keine Kondensatoren.
So ein Stromstoßrelais war da schon so dumm nicht. Widerstände für Softkurzschluss müssen aber nicht unbedingt NTCs sein. Normale Widerstände, oder wenn nötig direkter Kurzschluss.
Mehr als 3 bis 4 - faches Nennmoment ist aus meiner Sicht aber nicht nötig.

Ein Thyristor bleibt leitend, nachdem er erst mal "gezündet" hat. Lässt sich durch die Steuerelekrode auch nicht mehr löschen.
Letzteres nur, wenn Hauptstrom unter den Löschstrom sinkt z.B. 50 mA. Bei Betrieb an Wechselstrom durch den Nulldurchgang gegeben.

User <Andreas> von www.daswindrad.de hat mir mal ne Schaltung beschrieben, die ich hier kurz wieder gebe.
Habe ich zwar nicht finden können, aber ich habe verstanden, was er gemeint hat.



In der Black 300-Klasse für Th vielleicht einen 2N6505 mit 25A und 100V. Kurzzeitig lt. Datenblatt noch viel höher belastbar.
Als Dioden 1 bis 6 vielleicht SB1260. Bis 12A und 60V.

Die hatten im anderen Forum einen Gleichstrom-Generator. Dafür gehts und bei Drehstromgeneratoren hinter der Gleichrichterbrücke auch.
Ist bei Schotky-Dioden allerdings möglicherweise ne sportliche Übung für diese. Wobei der Nennstrom der Brücke 3x so hoch ist, + Kurzzeitreserven.

Funktion: Ab einer (Spitzen-) Spannung, welche die Z-Dioden-Kombination vor gibt, schaltet Th durch. Er öffnet erst wieder, wenn der Wind so abgeflaut ist, dass der Haltestrom von höchstens 80 mA unterschritten wird.
Das ist bei diesem Beispiel hier Forum/cf3/topic.php?p=24930#real24930
nach meiner Rechnung erst unter 60 u/min der Fall.

Kurzschluss mus also so kräftig gewesen sein, dass Strömung auch wirklich abgerissen. Und dann muss der Wind auch deutlich abgeflaut sein.
Für den Fall, dass man den Ruheschlaf vorzeitig von Hand beenden will, ist die Öffnungs-Taste da.

Unbedingt nötig ist hier eine Rückfluss-Verhinderungsdiode vor dem Akku, sonst wird der nämlich auch noch kurz geschlossen.

Bei 12V wahrscheinlich Schottky, optional in Parallelschaltung.

Nun gibt es nur ein Problem, weswegen das für einfache Ladeschaltunge nur bedingt was ist - die Auslösespannung

So ein Akku 12V 100 Ah hat typ. einen Ri von 0,15 Ohm. Der Generator verträgt im Beispiel nur 14A. Macht eine Spannungsüberhöhung von 2,1 V + 0,5 V von der Schotky-Diode sind 2,6V. Dazu noch Akku 13,5 V für Dauerladung macht 16,1V.
Das genau zu treffen, bei -20°C bis +40°C allein mit Z-Dioden ist schon eine Herausforderung. 6V-Z-Dioden haben übrigens den kleinsten Temperaturgang.

Der <Andreas> hatte das in Kombination mit einem Ladekonverter gedacht, da müste beim Beispiel erst nach Rechnung bei 52,3 (also 60V) ausgelöst werden.
Das ist schon was anderes.

Wenn Ihr es schafft mit 16V, bitteschön.
Ansonsten geht nichts über gut funktionierendes <aus dem Wind drehen> bei Sturm.
Überspannungsschutz dann zusätzlich.

Gruß vom Windfried

Links:
Gleichrichter, auch Schotky: Forum/cf3/topic.php?t=3679
Erwärmung bei Kurzschluss: Forum/cf3/topic.php?p=24072#real24072
Lade-Konverter: Forum/cf3/topic.php?p=26142#real26142
andreas6
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Re: Sicherheitsabschaltung

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Gepostet: 24.02.2012 - 18:07 Uhr  ·  #14
danile
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Re: Sicherheitsabschaltung

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Gepostet: 24.02.2012 - 18:59 Uhr  ·  #15
Diese Schaltung hat den Nachteil, dass sie entweder von Hand gelöst werden muss oder es eine lange Zeit dauert, bis der Thyristor wieder freigibt. Dann fließt ja fast kein Strom mehr.
Ich suche mehr etwas, das bei zu viel Strom/Spannung nur das nötigste abbremst, sodass die Windkraftanlage ihr maximales rausholt. Ich plane nämlich eine Seitenfahnen- Sturmsicherung, die in Böen aber meiner Meinung nach nicht schnell genug reagiert, um die Bauteile zu schützen.
Das mit dem Relaisgeklapper ist nicht unbedingt so, denn ich verwende wie bereits erwähnt eine Seitenfahnen- Sturmsicherung, die aber in Böen nicht schnell genug reagieren kann. An dem obigen Video sieht man, wie schnell die Spannung in einer Böe steigen kann. Ich plane, die Anlage so langsam zu bremsen, dass es nicht zu einem solchen Relaisgeklapper kommt, sondern wenn nötig lieber eine zweite Bremsstufe geschaltet wird.
D.h. wenn die Spannung in einer Böe steigt, schält das erste Relais durch → softe Bremsung → langsame Bremsung.
Steigt die Spannung trotzdem weiter, schält ein zweites Relais durch, welches dann eine zweite Bremsstufe aktiviert. Wenn diese Bremsstufe aktiv ist, müsste die Anlage sich aus dem Wind drehen.

Statt mehreren Stufen könnte ich mir vorstellen, Kaltleiter zu verwenden, das Gegenteil eines NTCs. Wenn nämlich nun die Bremse längers aktiv ist, erwärmt sich der PTC und der Widerstand steigt solange, bis die Anlage sich aus dem Wind gedreht hat. Dies erfordert jedoch eine gute Kühlung, die ich mit Kühllamellen und einer Temperaturüberwachung beobachten würde.
Windfried
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Ergänzung

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Gepostet: 24.02.2012 - 19:40 Uhr  ·  #16
Zitat geschrieben von andreas6

die gesuchte Schaltung.


Hallo, weiß nicht ob Du der Autor selber bist. Kann nicht mal sagen, ob ja oder nein. Kann bis zum 19.März bei <Bernd> nämlich nicht mehr ins Forum.
Hat mein Profil gelöscht, ohne PN etc. und meine IP auch gleich noch bis Datum gesperrt, wohl weil ich mich gleich mal neu eingetragen habe, um nachzufragen, was los sei. Gründe können nur sein, dass ich mich zu fundiert geäußert habe oder dass er generell unseren "Stallgeruch" nicht haben will.
Das sei hiermit auch mal "gewürdigt" :D , wobei ich mich da, wie ich inzwischen weiß, in guter Gesellschaft befinde.


Kannst ja mal sagen, ob ich richtig liege.

Nachtrag von mir:

Die Verkopplung von Überspannungs-und Überstromabschaltung wird so nicht gelingen, da ich beim Ri des Generators eine Null vor dem Komma unterschlagen habe.
Was aber gut gehen wird:
Man suche die Z-Dioden-Kette für 20 bis 30V aus. Möglicherweise geht hier sogar ein Varistor S20K20.
Dann habt Ihr sicheren Überspannungs-Schutz, auch wenn der Akku garnicht dran hängt. Ist ja auch mal voll. Dann gleichzeitig guten Dump-load-Ersatz.

Als Brückengleichrichter dann auch nur SB1240 nötig (weniger Flussspannung).

Den Überstromschutz erledigt mit einem sog. Leitungsschutz(LS)-Schalter. Das sind die Sicherungsautomaten, die man in Sicherungskästen hat.
Da habe ich nachgemessen bei B16. Die Flussspannung liegt für 16A nur bei typ. 0,4 V. Zwei Fabrikate vermessen.
Gibts für 10A, 16A, 25A, 32A.
Auslösecharakteristik B-Kennlinie siehe hier http://de.wikipedia.org/wiki/L…akteristik

Wenn Ihr eine thermische Überstromsicherung findet, die nach Erkalten selbständig wieder einschaltet, mit Sprungkontakt aber - bingo, bitte melden!
Einen elektronische Variante traue ich Dir, Danile, nicht zu.

Habe letztens übrigens einen Laderegler mit 20A für wohl 26 EUR gesehen. Ist nicht mehr viel Geld dafür.
Wenn die sicher den Rückfluss aus dem Akku garantieren, dann kann Diode D7 entfallen. Wenn Si intern, dann zusätzliche auch.

Überstrom lässt sich grundsätzlich auch mit "aus dem Wind drehen" erreichen.

Ansonsten:
Keine Schwachstromanwendung mehr, auch keine Niederspannung!

Selbst ein 10 mm breiter Leiterplatten-Leiter hat typ. nur 0,35mm². Gibt es Richtlinien, wie viel Strom die aushalten. Würde zumindest die Anschlüsse der Dioden umbiegen und zur Verstärkung mit einlöten. Andere Lösung: Drahtbrücken, Drahtverstärkungen, auch mit Litze..

Der Thyristor darf bei 14A Dauerstrom außen bis 100°C warm werden. Wenn mehr, dann Kühlkörper nötig. Vermutlich geht es ohne.
Im anderen Forum gute Leiterplatten-Lösung für Schotky-Dioden-Brücke gefunden, mit anständig Kühlflächen. Nur doppelt kaschiert, was hier nichts bringt.
Hatten wahrscheinlich kein anderes Material.

Wenn Fragen, fragen!

Sehe gerade:
Zitat
Diese Schaltung hat den Nachteil, dass sie entweder von Hand gelöst werden muss oder es eine lange Zeit dauert, bis der Thyristor wieder freigibt. Dann fließt ja fast kein Strom mehr.
Ich suche mehr etwas, das bei zu viel Strom/Spannung nur das nötigste abbremst, sodass die Windkraftanlage ihr maximales rausholt


Das könnte besser gehen, als Du denkst. Immerhin war das Windrad ja vorher im Stall.
Aber mach man. Vielleicht wirst Du berühmt.

Was wolltest Du eigentlich mit dem Transistörchen von Reichelt machen?


Gruß vom Windfried
danile
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Re: Sicherheitsabschaltung

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Gepostet: 24.02.2012 - 20:47 Uhr  ·  #17
Zitat
Einen elektronische Variante traue ich Dir, Danile, nicht zu.

Ich bin ja auch noch ein Laie und will experimentieren und lernen.

Zitat
Was wolltest Du eigentlich mit dem Transistörchen von Reichelt machen?

Hat sich erledigt.


Überspannungsschutz mit Relais



K ist ein Relais. Beim Abschalten entsteht eine hohe Spannung, die die Nennspannung des Relais deutlich überschreitet und den Transistor beim Überschreiten er maximalen Sperrspannung zerstören könnte. Relais können bereits eine Schutzdiode/-widerstand haben.
D1 fungiert als Freiläuferdiode, d.h. Spannungsspitzen, die beim Schalten des Relais auftreten können, werden als Schutz kurzgeschaltet bzw. begrenzt → längere Schaltzeiten
C ist ein Kondensator, der die Schaltübergänge weicher macht und dadurch, dass er sich entladen kann, vor Relaisgeklapper schützt
ZD ist eine Zenerdiode, die in Sperrrichtung betrieben wird. Pulsierende Gleichspannungen werden stabilisiert. Ab einem bestimmten Spannungswert UZ0, der Zener-Spannung, wird die Z-Diode niederohmig. Ab der Zener-Spannung nimmt der Strom Iz schlagartig zu. Dadurch entsteht aber viel Wärme. Zener Dioden mit 6V entwickeln die wenigste Wärme. Sollte der Nennspannung des Relais entsprechen
T1 Sperrspannung des Transistors muss zum Schutz größer als Betriebsspannung und Zenerspannung sein

Diese Schaltung würde mir am meisten zusagen. :-)

Wie lange könnte es erfahrungsgemäß etwa dauern, bis die Schaltung wieder geöffnet wird, wenn der Widerstand R2 2 Ohm ist und die Schaltspannung 70V ist?
Kann der Kondensator berechnet werden oder ist es mehr ein Experiment, da bei topic.php?t=1266 die Rede von "ca." ist und man ja nicht weis, wie lange die Schaltung geschlossen bleibt, da es sein könnte, dass die Schaltung durch eine starke Böe lange zum Einsatz kommt. Die Formel C=I*t/2 ist nämlich zeitabhängig.
Windfried
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Re: Sicherheitsabschaltung

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Gepostet: 25.02.2012 - 17:25 Uhr  ·  #18
Nachdem der Ärger darüber verflogen ist, dass mir diese lausige Schaltung schon wieder präsentiert wird, vor allem, wozu sie lt. Urheber geeignet sein soll, eine Antwort.

Zu Dir noch:
Was fehlt ist evtl. ne Anrede,
und ein paar Worte wie "wenn ich Dich noch mal bitten darf...", oder so.
Geht hier immerhin um keine Kleinigkeit mehr.

Nachdem wir das geklärt hätten von mir ein paar Zeilen.

"Ich bin ja auch noch ein Laie und will experimentieren und lernen". Ist schon klar, und kein Vorwurf.
Wenn es aber high-end sein soll, dann geht es nur so: Forum/cf3/topic.php?p=26142#real26142
Und die dort gezeigte Schaltung ist auch noch nicht optimal.
Da wärst Du wahrscheinlich auf lange zeit überfordert.

Die Schaltung mit dem Thyristor wäre eine Sturmsicherung durch Generatorkurzschluss, Überspannungsschutz nebenbei.
Am besten gleich am Windrad, noch vor den Schleifringen. Viel Wind - viel Kühlung.

Die gezeigte Relayschaltung dient einzig und allein zum Verbraten der Leistung, wenn der Akku vom Laderegler oder von Hand abgeschaltet ist.
"zum Akku" ohne Trennelemente wäre richtig falsch, weil der Akku nämlich gleich mit entladen werden würde.
Damit die Energie vom Generator nicht schon beim Laden teilweise verheizt wird, muss die Auslösespannung auch so hoch angesetzte werden, dass die Abschaltung über - sage mal - 16V erfolgt. Sonst bleibt das Relais geschlossen, wenn der Laderegler den Akku wieder anschließt.

In der Tat kann so eine Dumpload-Einrichtung sinnvoller sein, wenn Generatorkurzschluss nicht gebraucht wird.

Nur frage ich mich ernstlich, wieso das Relais im Emitterzweig sitzt. :'(
Gehört in den Kollektorzweig, zusammen mit der Freilaufdiode. Emitterschaltung dann.

Wäre grundsätzlich mal nach dem max. Strom zu fragen.
Bei der Black 300 sind es 25A.
Da muss man schon nach einem Kleinrelais fahnden, welches das aushält.
Automobil-Relais wie zb. 896H-1CH-C1 12 http://www.conrad.de/ce/de/pro…ef=detview schaffen das, brauchen an 12V aber 133 mA Erregerstrom. Gibt auch Relaissockel dafür.
Wenn Transistor Stromverstärkung ab 200, dann Poti so auslegen, dass 5 bis 10 mA durch fließen. Reichen dann Kleinleistungs-Z-Dioden mit 500mW, da höchstens mit 100 mW belastet.

Der Kondensator ist Quatsch mit Soße. Zeitkonstante 0,7*C*R . Selbst wenn der Generator 2 Ohm hat, so kommt ihr bei 500 my_F auf weniger als 1 ms.
Vergesst es!
Dafür darf der Widerstand nicht zu klein sein. Wenn er nämlich die Spannung runter reißt unter die Abschaltspannung, also wesentlich unter 16 V, dann klapperts.
Kann auch passieren, wenn richtig dimensioniert, aber der Wind einfach ab flaut.

Um sowas zu vermeiden, würde ich bis 300W auf das Relais verzichten und die überschüssige Energie mit Transistor + Dumpload-Widerstand verbraten.
An denen können aber je 150W Verlustleistung anfallen! Da gehts nur mit gutem Kühlkörper und Zwangskühlung.
Relais wird dann durch Hochstrom-Transistor ersetzt, mit kleinerem davor, Darlington-Schaltung.
Probier ich vielleicht mal aus. Habe noch so einen 20A-Brocken mit Kühlkörper.
Glaube, hier im Forum auch schon solche Beiträge gesehen zu haben.

Höhere Leistungen dann im Schaltbetrieb durch Pulsweiten-Modulation zu verbraten. Nichts für Anfänger.

Danile, schreibe mal, was bei Dir an Leistung überhaupt anfällt! Dein Vorhaben also.

Gruß, W.
XXLRay
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Re: Sicherheitsabschaltung

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Gepostet: 25.02.2012 - 17:41 Uhr  ·  #19
Zitat geschrieben von Windfried
Wenn es aber high-end sein soll, dann geht es nur so: Forum/cf3/topic.php?p=26142#real26142
Und die dort gezeigte Schaltung ist auch noch nicht optimal.
Da wärst Du wahrscheinlich auf lange zeit überfordert.

Deswegen ist ne einfache Schaltung hier vemutlich auch passender.

Zitat geschrieben von Windfried
Nur frage ich mich ernstlich, wieso das Relais im Emitterzweig sitzt. :'(

Weil es funktioniert.

Zitat geschrieben von Windfried
Gehört in den Kollektorzweig, zusammen mit der Freilaufdiode. Emitterschaltung dann.

Warum deiner Meinung nach? Weil die Leistungsvestärkung höher ist?

Zitat geschrieben von Windfried
Der Kondensator ist Quatsch mit Soße. Zeitkonstante 0,7*C*R . Selbst wenn der Generator 2 Ohm hat, so kommt ihr bei 500 my_F auf weniger als 1 ms.

Funktioniert aber trotzdem.
danile
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Re: Sicherheitsabschaltung

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Gepostet: 25.02.2012 - 18:50 Uhr  ·  #20
Hallo an alle,

Erstmal danke an alle, die sich die Mühe machen, sich mit mir herumzuschlagen. :D

Mein Vorhaben:

Ein Windrad mit 3-4m Rotordurchmesser. Hiervon vielleicht 3 Stück, die gemeinsam einen Wechselrichter nutzen. Ist dies möglich?
Dioden sind bei bei diesem Verwendungszweck wichtig, vor den Wechselrichter zu schalten.


Bsp.: Ein Windrad, das bei 10m/s 1kW abgibt. Der Rotor gibt hierzu 1350 Watt ab. Der Drehstrom- Generator, 1,5kW (setzt sich zusammen aus Abgabeleistung sollte bei 2/3 der Generatorleistung liegen) hat einen Wirkungsgrad von etwa 75%.
Oder einen Rotor, der bei 10m/s 2,5kW abgibt. Der Rotor leistet hier 3 kW. Der Drehstrom Generator, 4 kW hat einen Wirkungsgrad von 85%.
Dieser Motor muss aber von der Drehzahl höher liegen, da ich maximal einen 4m Rotor bauen möchte.

Motor


Zu diesen Getriebemotoren liegen keine direkten Daten bei, deshalb ist mit dem Verhältnis und der Umdrehung n1 auszurechnen, welche Drehzahl der Generator hat. Bei dieser Leistungsklasse kann man dann den Drehstrom-Aluminium-Motor finden.
Hier die erste Frage: Wie berechnet man die Spannung und den Strom bzw. den Leerlaufstrom und die Leerlaufspannung.

SLZ: 4,51
Profil: NACA 4412
Der Rotor bringt bei 298 U/min die meiste Leistung.
Dies würde ich so machen, dass ich die einzelnen Flügelquerschnitte ausdrucke, aus Holz aussäge und auf einer Welle mit dem richtigen Anstellwinkel klebe. Dies wird mit jedem Flügelquerschnitt gemacht. Anschließend werden die einzelnen Querschnitte als eins geschliffen und nun eine Schicht Polyesterharz darauf :-) , damit einerseits eine schöne Schicht entsteht, andrerseits die Dicke, die weggeschliffen würde, auszugleichen. Dann wird eine Negativform erstellt, die dann motor[/url]abgeformt wird. Hierzu verwende ich 4 Lagen 390g Glasfilamentgewebe. Dies ergibt eine Laminatdicke von ca. 2mm.

Die Anlage soll für die Netzeinspeisung genutzt werden. Wenn ich die erste Anlage gebaut habe und diese funktioniert
Eine Seitenfahnen- Sturmsicherung ist fest eingeplant.
Ich bin mir aber noch nicht sicher! :D Ich würde dies gerne beispielhaft rechnen bzw. durchführen.

Nun die eine Frage: Wenn der Rotor bei 293 U/min seine höchste Leistung abgibt, wie sollte dann der Generator von js-technik.de ausgelegt sein, d.h. bei wievielen Umdrehungen sollte die Leistung beim Generator liegen. Hab nämlich mal gelesen, dass die Leistung mit der vierten Potenz der Umdrehungen steigt.

Für diese Anlage benötige ich jedoch noch einen Überlastschutz, der die Anlage in Böen bremst, solange das Furling noch nicht reagiert hat. Für diese Schaltung ist dann wichtig, dass die Anlage nur so stark gebremst wird, dass die Leistung im Nennbereich bleibt. Damit meine ich, dass die Leistung so hoch wie möglich bleibt, nämlich 1 kW. Sie nimmt also die Aufgaben einer Sturmsicherungsergänzung ein. :-) Sie fungiert vor allem als Spannungsbegrenzung. Die Strombegrenzung ist zweitrangig. Was gibt es denn generell für Schaltungen zu diesem Zweck? :-) Welche Vorteile/Nachteile haben sie? Die Schaltungen sollten automatisch funktionieren! Die Schaltungen werde ich auf einer Hartpapierplatine löten und Anschließend in einem Aluminiumgehäuse montieren, das je nach den Bauteilen bestimmt temperaturüberwacht mit einem Lüfter ist.


Ein Überspannungsschutz (aufwendig) wäre doch, wenn ein Pack Dioden (in Reihe geschaltet) vor dem Wechselrichter parallel geschaltet wird. Ab einer bestimmten Spannung leiten die Dioden und die überschüssige Energie wird in Wärme umgewandelt.

Mir geht es aber eher um das Prinzip der Schaltungs-, Generator- und Rotorauslegung. Da ich mir noch nicht sicher bin, was ich will, weil ich das Windrad im Sommer bauen will.
Bis ich die Anlage bauen werde, habe ich noch genug Zeit, um mich mit der Planung der Einzelteile auseinanderzusetzen. ^_^

Also, dies wären meine Anforderungen. Sorry, wenn ich mir noch nicht sicher bin, aber der Verwendungszweck ist ja der selbe.


Liebe Grüße
Dani
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