Unplausible SLZ Antaris 6.5

Könnte sie langsamer laufen ?
 
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Unplausible SLZ Antaris 6.5

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Gepostet: 11.01.2016 - 10:59 Uhr  ·  #1
Hallo liebe Forengemeinde,

mich beschäftigt seit einigen Tagen eine Frage, die ich hier mal gerne zur Diskussion stellen würde. Ich erhoffe mir damit natürlich einen gewissen Aufschluss:-)

Seit Sommer letzten Jahres besitze ich die Antaris 6,5. Jetzt beschäftigt man sich in der trüben Jahreszeit ja immer mehr mit dem ganzen Thema Windenergie und seit einiger Zeit auch ein wenig mit den Schnelllaufzahlen und Leistung. Dabei ist mir aufgefallen, dass, wenn mein Wissen stimmt, die Blattspitze das n-fache der Windgeschwindigkeit macht, entweder die SLZ bei meiner Anlage nicht stimmt, oder mehr aus dem Wind rauszuholen ist.

Auf der Seite der Braun Windturbinen gibt es die Repellerblätter als Übersicht mit ausgewiesener Schnelllaufzahl. http://www.braun-windturbinen.com/produkte/repellerblaetter/
In meinem Falle sind die Blätter mit SLZ 7 angegeben.

Ich möchte das Ganze anhand von 2 Beispielpunkten erläutern:

Repellerdurchmesser ist bei der Anlage 5,30 Meter, der Umfang daher 16,65 Meter.
Aus den Aufzeichnungen der Anlage ist mir bekannt, dass die Anlage bei 300 Umdrehungen 5KW machen soll. Das geht auch aus den Angaben hervor, was der Hersteller „verspricht“, bei 9 m/s Wind = 5 KW – So weit alles plausibel.

Nun rechne ich: 300 RPM x 16,65 M = 4995 Meter pro Minute. / 60 Sekunden = 83,25 Meter / sekunde / SLZ 7 = 11,89 m/s Wind… (???)
Hier würde doch was nicht stimmen, oder? Umgedreht würde meine Rechnung gehen.
9 m/s * SLZ 7= 63 *60 s / 16,65 M/s = 227 Umdrehungen. Demnach müsste man doch bei 227 Umdrehungen bei optimalen Leistungsbedingungen demnach auch 5 KW ankommen oder sehe ich das falsch?? Wenn ich die SLZ 9 eintrage, dann kommt das hin.

2. Rechnung: Bei 5 M/s soll die Anlage 860 Watt machen. Aus den Aufzeichnungen ist bekannt, dass die Lastabnahme von 870 Watt bei 166 Umdrehungen erfolgt. Folglich:
166 UPM * 16,65 / 60 / SLZ = 6,58 m/s. Müsste der Wind nicht daher 6,5 Meter machen, um die 860 Watt zu erreichen? Auch hier würde die SLZ 9 wieder passen.

Läuft der Rotor schneller / langsamer als vorgesehen, sind doch sicherlich Verluste im Spiel, könnte ich mir vorstellen. Kann man die Leistung nicht daher aus dieser Formel der SLZ ableiten?

Die Anlage erreicht die Nennleistung, keine Frage. Für mich stellt sich nur die Diskrepanz zwischen den einzelnen Werten dar.

Ich freue mich auf Erleuchtung und eine fröhliche Diskussion 

Windige Grüße

Timo
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Re: Unplausible SLZ Antaris 6.5

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Gepostet: 11.01.2016 - 11:41 Uhr  ·  #2
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Re: Unplausible SLZ Antaris 6.5

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Gepostet: 11.01.2016 - 12:00 Uhr  ·  #3
Ahha okay, dann halt ich eine Verschiebung von 7 bis 9 doch relativ groß oder nicht? Wenn die Veschiebung sich auf das gesamte Drehzahlband auswirkt, dann kann es doch keine einfache Verschiebung sein?
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Re: Unplausible SLZ Antaris 6.5

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Gepostet: 11.01.2016 - 12:08 Uhr  ·  #4
Ich hab da keinen Zugriff auf breit erhobene Daten anhand derer ich sagen könnte, wie üblich so eine Abweichung ist. Außerdem mag es zwar sein, dass die Rotorblätter leicht unterfordert sind, es kann aber sein, dass andere Teile der Mechanik oder auch Elektronik das dann nicht mehr vertragen.
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Re: Unplausible SLZ Antaris 6.5

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Gepostet: 11.01.2016 - 12:35 Uhr  ·  #5
Grundsätzlich ist es schon so dass die SLZ leicht abweichen kann. Teilweise ist das sogar gewollt, allerdings genau entgegengesetzt so wie es bei dir vorzufinden ist.

Im Anlaufbereich bzw. bei sehr wenig Wind bis sagen wir mal 4 m/s würde ich stets die SLZ etwas anheben, vom Auslegungsstandard ( bei dir also etwa 7) auf 8 oder gar 9. Da gerade schwacher Wind oft recht böig ist und die Anlage dann nicht so sehr im Drehzahlband pendelt bzw. bei leichter Mehrbelastung gleich die Spannung einbricht.

Zum oberen ende der Leistungskurve, also im Bereich der Nennlast macht man es genau umgekehrt. Hier würde ich ab 8 bis 9 m/s die SLZ langsam herabsetzen. Das ermöglicht ein früheres stallen der Blätter und somit einen sicheren Betrieb. Zudem wird die Mühe dadurch etwas leiser wenn man es nicht übertreibt.

Du kannst deine Leistungskurve ja aber anpassen und schauen was sich im Ergebnis verändert. Größer als Auslegungsschnellaufzahl sollte der Wert am oberen Ende der Leistungskurse auf jeden fall nicht sein! - zumindest in der Theorie.

Gruß
Max
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Re: Unplausible SLZ Antaris 6.5

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Gepostet: 11.01.2016 - 14:26 Uhr  ·  #6
Hallo Max, das istdoch schon mal eine Antwort, womit ich arbeiten kann ;o) Danke.


Nun ist das ganze doch etwas schwieriger. Kurze Erklärung dazu, ich betreibe den Smartwind 7.5 als Umrichter. Und wenn die Leistung in den oberen Drehzahlen, sprich oberhalb der der 7,5 KW kommt und die Leistung dann in die Bremse geht, macht der Smartwind ganz wilden Blödsinn und schmeisst mich aus dem Netz mit Error und Hinweis, Fehler Toleranzband.
Der Generator hatte wohl dann minimal einen Spannungseinbruch von 430 Volt auf 275 Volt.So steht es dann im Fehlerlog. Damit ist dann für ihn eine Vorgabe erfüllt wo er trennt. Dann geht das Ganze mit der Netzbeobachtung wieder los, und die ganze Energie geht flöten... Wenn es bei uns stark windet war das an einem Tag locker 50 - 70 Mal der Fall, so dass ich 30 KW/h ins Netz abgegeben habe, aber sensationelle 8 KW auf den Bremswiderstand. So soll es natürlich nicht sein. Daraufhin wurde seitens Hersteller die Leistung oben raus genommen, das ganze läuft stabiler, kommt aber immernoch vor. Mir ist allerdings immernoch nicht ganz klar, was einen enormen Spannungseinbruch von etwa 150 Volt verursacht. Sowas kann doch nur vom Umrichter selbst erfolgen, die Spannung geht ja nicht plötzlich flöten irgendwo, oder? Sonst bin ich mit dem ganzen System eigentlich zufrieden, nur das muss eben noch weg. Hast du da noch ne Idee??

PS: Von Smart Power Electronics hieß es dazu, wenn der Fehler weiterhin bestünde, müsste ich einen Kondensator dazwischen schieben, der diesen Spannungsabfall kompensiert...
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Re: Unplausible SLZ Antaris 6.5

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Gepostet: 11.01.2016 - 21:53 Uhr  ·  #7
Wie lange dauert denn dieser Spannungsabfall? Sind das nur Sekundenbruchteile? - sonst nützt da ein Kondensator auch nichts. Kannst du das ggf. mal aufzeichnen...? Ich würde den Fehler hier auch eher beim Wechselrichter vermuten
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Re: Unplausible SLZ Antaris 6.5

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Gepostet: 12.01.2016 - 10:04 Uhr  ·  #8
Hallo

Wenn der Wechselrichter ausgereitzt ist und den Bremmswiederstant mit einschaltet, muß die Spannung einbrechen und dann die Drehzahl sinken, das ist doch beabsichtigt oder ?

Gruß Aloys.
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Re: Unplausible SLZ Antaris 6.5

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Gepostet: 12.01.2016 - 19:15 Uhr  ·  #9
Wenn das denn er Grund ist OK - dann sollte er aber auch nicht einfach aussteigen sondern entweder nach Abbremsen wieder auf den entsprechenden Kennlinienpunkt zurück fahren oder aber die Überschussleistung geht in den Stunt, wird also quasi abgekappt und den Rest "behält" der Wechselrichter.Wird nochmal deutlich mehr, dann greift ja die Helikoptersicherung die sicherlich auch entsprechend abgestimmt ist bzw. es sein sollte - also irgendwo ist der Wurm drin...
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Re: Unplausible SLZ Antaris 6.5

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Gepostet: 12.01.2016 - 19:23 Uhr  ·  #10
Hallo Aloys,
hallo Timo
Zitat
Wenn der Wechselrichter ausgereitzt ist und den Bremmswiederstant mit einschaltet, muß die Spannung einbrechen und dann die Drehzahl sinken, das ist doch beabsichtigt oder ?

Solch ein Bremscontroller mit Dummyload, ob intern im Wechselrichter verbaut oder als separate Einheit dazwischen geschaltet, arbeitet üblicherweise sehr subtil. Sobald die Spannungsgrenze des WR erreicht ist, bei maximal möglichem Eingangsstrom versteht sich, leitet der Controller die überschüssige Leistung in den Widerstand. Immer nur jeweils soviel dass die maximale Spannung gehalten wird.
Es entstehen dabei nur sehr kleine Spannungsrippel, je nach Güte des Reglers. Ich denke dass es sich dabei vielleicht nur um maximal 1 Volt handelt, möchte das aber hier nicht unterschreiben O-)

Der Wechselrichter kriegt von alledem nichts mit. Er arbeitet an seiner oberen Leistungsgrenze und gut ist es.

Zitat
Der Generator hatte wohl dann minimal einen Spannungseinbruch von 430 Volt auf 275 Volt.So steht es dann im Fehlerlog. Damit ist dann für ihn eine Vorgabe erfüllt wo er trennt.


So geht es natürlich nicht.
Mein uralt Analog-WR kann solche Spannungssprünge locker 'handeln', das liegt an der Schaltungstopologie. Die modernen WR haben da so ihre Probleme.

Dass Smart Power Electronics einen Kondensator "dazwischen schieben" will.... das ist wohl nicht die fachgerechte Lösung.
Zitat
die Überschussleistung geht in den Stunt, wird also quasi abgekappt

Die Lösung liegt meines Erachtens in der fachgerechten Parametrierung des Dummyloadcontrollers. Wenn dieser an der richtigen Spannungsgrenze anspricht und dann jeweils immer nur den Überschuss ableitet (in den Bremswiderstand) dann merkt der WR nichts von Sprüngen der Spannung an seinem Eingang. Ob das nun 10, 100 oder 1000 Watt sind. Wichtig ist nur dass das stufenlos geschieht und schnell genug.

Viel Spaß beim Windernten.

strawberry
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Re: Unplausible SLZ Antaris 6.5

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Gepostet: 12.01.2016 - 21:10 Uhr  ·  #11
Hallo zusammen,

Timo und ich haben da schon viel drüber diskutiert.
Ich habe dieselbe Anlage, nur mit der alten Steuerung und den SMA WindyBoys.
Diese Steuerung läuft richtig gut. Und so kann man doch einige markante Unterschiede feststellen.
Da wäre zum einen ja die Topologie des Wechselrichters. Unsere haben noch Trafos verbaut,
die neuen und die SmartWind WR's haben es halt nicht mehr. Da muss viel gerechnet werden.
Ebenfalls auffällig. Wenn wir an die 7,5 kW Leistungsgrenze fahren und die Steuerung die Überschuß
last in den Widerstand fährt, so werden diese 2x6 kW Bremswiderstand zusammen und mit voller Anforderung angefahren. So wird der Generator schön zackig abgebremst, und die Spannung bricht auch etwas ein und die Umdrehungen werden optisch weniger. Da passt also alles zusammen und läuft rund.

Ich denke, das da vll. noch etwas eingestellt und parametriert werden muss.

Der wichtigste Punkt ist m.E. die Sache mit der Bremse. Man kann da ja beim SW eine Kennlinie für den Bremswiderstand hinterlegen, bei welcher Umdrehung die Steuerung die Bremse wie belasten soll.
Nun wäre mein Tipp, diese Kurve einmal extrem anzuziehen, sodass die vollen 6 kW der Bremse auf nur z.B. 20 Umdrehungen mehr, d.h. über den 7,5kW des WR's, die vollen 6kW mit abruft um so den Generator abzubremsen, ehe er wieder in zu hohe Drehzahlen abdriftet.

Es ist nun die Frage, ob die 6kW an Bremse dies schnell genug hinbekommen ?

Bei uns schaltet sich ja die doppelte Bremse hinzu, wegen Heizpatrone.

Sollte dabei der Fehler weiterhin auftritt, so könnte das evtl. auch an der Hardware liegen, die sich vielleicht zu "Tode" rechnet.

Viele Grüße

André
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Re: Unplausible SLZ Antaris 6.5

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Gepostet: 13.01.2016 - 06:36 Uhr  ·  #12
Guten Morgen zusammen,

hier geht ja richtig der Wind ab - sehr schön ;-) Vielen Dank für die Beiträge schonmal.

Um das Ganze zu verdeutlichen: Dieser Fehler tritt nur bei Starkwind auf, eben auch nur wenn die Leistung des SmartWind ausgereizt ist und er den Rest oberhalb der 7,5 KW in den Bremswiderstand schicken muss. Von der Sache funktioniert das ja auch. Liegen also 8500 Watt an, dann nimmt der SW seine 7500 ab und 1000 gehen in den (Brems)widerstand. kommt nun aber entweder noch eine Böe, die noch etwas kräftiger ist, oder aber wird der Wind schnell schwächer, was zu 80 % der Fall ist, machts klack, Netztrennung erfolgt und 7, 8 oder auch mal 11 KW gehen ungehindert in den 6 !! KW (Brems)widerstand. Schön ist das nicht wenn man daneben steht, der Widerstand knackt und zätert so vor sich hin - pfeifft im wahrsten Sinne aus dem letzten Loch. Dafür ist er schließlich auch nicht gemacht. Wenn das mal passiert kann ich damit leben - nur geht es bei Starkwind aber eben so weit, dass er sich nach den 60 Sekunden für 0,1 Sekunden wieder aufschaltet und wieder trennt. Und das passiert dann auch bei 6 KW, was meiner Einschätzung nach nicht sein kann. Aber somit wieder zu erkennen ist da der Wechsel zwischen Widerstand und Netz. So kommt es dann zustande, dass von sag ich mal 5 möglichen KW/h, eine ins Netz geht und 4 verpuffen im Widerstand. Wird auch ganz schön warm im Raum! Noch dazu - worüber ich mir Sorgen mache, öffnet und schließt ja immer der Netz Schütz. Ob das auf Dauer so toll ist?

Wie User Stargazer hier schon sagte, das Thema ist schon seit längerem aktuell. Es wurden ja auch schon mehrere Versuche seitens Smart Power und Braun unternommen, indem man die Leistung in diesen Regionen etwas raus nimmt. Dies hat dann aber zur Folge, dass natürlich der Rotor schneller dreht und sich das Problem damit verschiebt. Wenn die Leistung innerhalb 20 Umdrehungen um 6 KW ansteigt, habe ich unter ziemlicher Sicherheit genau das gleiche Andre. Denn von bspw. 330 UPM = 7,5 KW auf dann 340 UPM und zusätzlicher 3 KW, so schnell kommt der Wechselrichter dann sicher nicht hinterher und die Spannung bricht wieder ein. Was ja ansich nicht schlimm ist, aber dieses Toleranzband ist irgendwie Käse.

Kurz auf die Beiträge von Max: Der Spannungsabfall dauert wohl nur eine zehntel Sekunde, höchstens zwei Zehntel, wenn ich das richtig gesehen habe. Wenn wir wieder diese Windverhältnisse haben, lasse ich den Log mal mitlaufen, da kann man das denke ich gut erkennen.

@ FamZim: Theoretisch ja, hier ist es aber so, dass die Leistungsabnahme einfach weiter geht. Man muss sich das vorstellen, als würde die Lastkurve bis 13 KW ( oder unendlich ) weitergehen, nur eben nicht mehr im Umrichter sondern ab 7,5 KW auf den Widerstand. Es dient also genau genommen nicht als Bremse, er fährt die Last einfach nur weiter ab. Ab 11 KW kommt dann die Helikopterstellung. Ich habe schon versucht die Bremskurve parallel zu setzen, wieder Toleranzbandfehler....

Es ist auch verwunderlich, dass immer diese ominösen 275 Volt im Log stehen, wenn er sich getrennt hat. Für mich sieht es so aus, als würde er sich an diesen Stellen, wo das passiert schlicht verrechnen, den Generator in dieser Zehntel Sekunde massiv belasten, und dann zum Ergebnis kommen, das war zu viel des Guten. Wie gesagt, es passiert immer nur, im Bereich wo die Kurve sich schon auf dem Widerstand befindet.

@ Strawberry: Dass die Alten das handlen können, so waren Stargazer und ich uns auch einig ;) Seine Anlage ist die gleiche wie meine, nur mit einer anderen Steuerung. Da kommt man auch ohne Überwachung solcher Geschichten aus. Die Überwachung abschalten sei jedoch nicht möglich, so Smart Power. Es muss auf jeden Fall in den Griff zu bekommen sein, das steht mal fest.
Ja doch, das wurde mir so gesagt, ich solle doch nen Kondensator dazwischen bauen. Wie das aussehen soll, weiß ich allerdings auch nicht.

Dazu sagen muss ich vielleicht noch, anders als bei Stargazer wird bei SmartWind die Leistung nach Umdrehungen gerechnet. Je mehr Umdrehungen, desto mehr Last. Andre hat die Volt Variante, vielleicht daher auch ein Unterschied. Zugegeben, die Umdrehungen ändern sich bei Starkwind natürlich wirklich schneller als ein Augenschlag, aber verrechnen dürfte in der Tat nicht sein. Habe aber fast die Befürchtung dass das der Fall sein könnte...
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Re: Unplausible SLZ Antaris 6.5

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Gepostet: 13.01.2016 - 08:27 Uhr  ·  #13
Das ganze erscheint mir auch stark wie ein Bug in der Programmierung bzw. ein "Rechenfehler". Die Spannung kann selbst bei stärkster Belastung nicht einfach für nur eine Zehntel Sekunde lang um die Hälfte abknicken. Wenn man den Widerstand vom Generator und dessen Zuleitung kennt könnte man mal ausrechnen, welche Belastung ein solcher Sprung theoretisch darstellt. Das System wäre dafür aber zu träge.

Davon mal abgesehen kenne ich ähnliches von den Ginglong Wechselrichtern in Verbindung mit deren eigenem Überspannungsschutz / Dumploadansteuerung. Dort sind Hysterien vorprogrammiert und man kann zwischen 3 oder 4 Varianten wählen, beispielsweise

Zuschaltspannung Dumpload: 600V - Abschaltung wieder bei unterschreiten von 450V.

Ich habe durchgemessen wie weit das in der Praxis stimmt und beim erstellen der Kennlinie Wartepaare knapp über den unteren Grenzwert gelegt so dass der WR beim Zuschalten nach Spannungsabfall durch den Dumpload sofort wieder ein Wartepaar zum rechnen hatte. Das hat recht gut geklappt. Selbst bei Starkwind [automatisch zensiert] jedoch das zeitintervall zwischen den Schaltungen 2-3 Sekunden minimum.
Daher vermute ich eben auch einen Fehler in der Logik des Wechselrichters.

Gruß
Max
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Re: Unplausible SLZ Antaris 6.5

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Gepostet: 13.01.2016 - 09:13 Uhr  ·  #14
Sooo jetzt habe ich ganz zwischendurch ein Paradebeispiel, innerhalb der letzten Stunde 10 mal das Netz verlassen, Klasse!!!

Ich habe 3 Bilder mal angehangen.... Ich werde noch wahnsinnig !!!

Im ersten kann man schön erkennen, dass er so um die 10 Sekunden schon über der Leistung vom SW ist, der WInd lässt nach, er kommt wieder in den Leistungsbereich des SW und zack, raus!

Im drittem Bild sieht man schön, wie er aus von außen sich auf das Netz aufschalten will, macht er auch kurz, schon bricht die Spannung massiv ein und er fliegt im hohen Bogen wieder raus. Das kann doch nicht normal sein.... :-(

Max, ich kann die nur die Leitungslänge jetzt aus dem Stehgreif sagen, 85 Meter 10 Quadrat, 24 im Masten flex Kabel mit 4 Quadrat.
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Re: Unplausible SLZ Antaris 6.5

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Gepostet: 13.01.2016 - 09:48 Uhr  ·  #15
und der Generatorwiderstand ist wie groß ? (also gemessen zw. 2 Phasen...)

Aber so wie das aussieht ist das eindeutig ein Fehler im WR. Was sagt Braun zu der Geschichte?
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Re: Unplausible SLZ Antaris 6.5

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Gepostet: 13.01.2016 - 09:52 Uhr  ·  #16
Hallo

Kann man auch mal den Strom zum Bremswiederstand loggen ?
Wenn der zuerst 1/10 sek voll eingeschaltet wird, und erst dann geregelt, (Startproblem) sähe es doch auch so aus, mit dem Spannungseinbruch ?

Gruß Aloys.
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Re: Unplausible SLZ Antaris 6.5

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Gepostet: 13.01.2016 - 10:50 Uhr  ·  #17
Generatorwiderstand kann ich dir zur Zeit nicht sagen, bin nicht vor Ort. Das muss ich mal messen wenn ich am WR bin.
Braun sagt zu der Geschichte, dass man sich das vorstellen müsste als würde man am Berg mit dem Fahrrad nen Gang runter schalten müssen wegen Überbelastung, und daher die Leistung oben rum etwas weg nehmen.

Manchmal wird der Hund in der Pfanne verrückt, jetzt hab ich eben die Anlage 20 Minuten abgeschaltet, wieder an, jetzt hat er bestimmt 20 mal oberhalb der 7500 gearbeitet und sauber wieder runter gekommen. und plötzlich dann wieder, 100 Volt weg, raus ausm Netz. Es muss doch also gehen, Generator muss in Ordnung sein.
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Re: Unplausible SLZ Antaris 6.5

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Gepostet: 13.01.2016 - 11:05 Uhr  ·  #18
Hallo zusammen,

da Timo und ich ja den gleichen Bremswiderstand haben, demnach ja die Einstellung in der Steuerung für die Ohm-Zahl gleich sein. Oder zumindest halt der Wert hinterlegt sein. Ich habe vorhin mit Timo nochmal kurz über das Thema gesprochen. Im SW ist ein Wert von 18 hinterlegt. So wird es auch von SPE auf deren Homepage genannt. Doch ich habe vorhin bei unserem Bremswiderstand eine Zahl von 85 Ohm gemessen.

Jetzt wäre die Frage, ob es da eventuell zu dem Fehler kommen kann, weil der Wert nicht stimmt ? Und vor allem, was würde passieren, mit der Steuerung ansich, wenn man den Wert auf 85 stellen würde ?

VG

André
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