Frage von Kuestenbruder, 39

Ich möchte für einen Generator PMG eine Übersetzung von 4 zu 1 ( 400rpm zu 100rpm) benutzen. Läuft der Generator der normal mit 100rpm läuft, damit kräftiger?

Ein 16KW PMG Generator läuft mit 100rpm normal. Doch wenn er an eine Last angeschlossen wird sinkt er auf 50rpm und produziert folglich weniger Strom. Kann eine Übersetzung von 400rpm auf 100rpm da Abhilfe leisten und das absinken verhindern? Sodass der Generator auch mit Last seine 100rpm macht?

Antwort
von fjf100, 14

Ein Generator wird von einen Motor angetrieben.

Ein Generator kann nur mit der Nennlast belastet werden ,hier 16 Kw.Für höhere Leistungen ist die Maschine nicht ausgelegt.

Wenn die Nenndrehzahl bei 100 min^-1 liegt und bei Belastung die Drehzahl auf 50 min^-1 absinkt,dann ist die Antriebsmaschine zu schwach oder die Drehzahlregelung funktioniert nicht.

Im Stromnetz liegt eine Frequenz  von f=50 Hz (Hertz) vor.

Wenn nun der Generator diese Frequenz bei 100 min^-1 liefert aber die Drehzahl auf 50 min^-1 sinkt,dann ist die Frequenz ja nur noch f=25 Hz.

Kommentar von Kuestenbruder ,

Der Generator arbeitet vom Werk aus mit nur 13.5 Hz bei 100rpm. Daher könnte eine Übersetzung funktionieren, denn die braucht er sowieso um die Hz auf 50Hz zu bringen. Möchte eine Batteriebank von 25 Batterien benutzen je Batterie 80A und 12VDC und einen entsprechenden Umformer der die AC des Generators in DC verwandelt und dann das ganze mittels eines Inverters wieder in AC mit 50Hz umwandelt.

Kommentar von fjf100 ,

Das geht über meine Fähigkeiten. Für sowas,brauchst du einen Elektrotechnikmeister oder Elektroingenieur.

Wenn das Nenndaten des Generators sind 13,5 Hz und Drehzahl 100 min^-1,dann kannst du nicht einfach die Drehzahl der Maschine um das 50 Hz/13,5Hz=3,7  fache erhöhen .

Die Maschine muss für solch eine Drehzahl gebaut sein,sonst fliegt sie auseinander.

Kommentar von Kuestenbruder ,

Hast natürlich recht, ist auch nicht so. Sondern die 50Hz werden nur dadurch erreichbar sein, wenn wir die Batterien laden und dann den Strom von 25 Batterien in den Inverter geben, da kommen wir dann auch auf 16KW Ausgang mit 50Hz und einem perfekten Sinus, aber eben nur durch den Inverter und nicht durch Erhöhung der Drehzahl. Mittels der Übersetzung wird nur der Motor schneller aber nicht der Generator. Das bedeutet dann, dass der Generator immer noch mit 100rpm läuft, aber kräftiger und das war die Frage: Ist dem so?

Kommentar von fjf100 ,

Nenndaten des Generators

Frequenz f=13,5 Hz

Nennleistung 16 KW (Kilowatt) 1000 Watt=1 KW

Nenndrehzahl n=100 min^-1

Bedeutet : Du kannst einen Verbraucher mit maximaler Leistung von 16 KW anschließen,der dann aber mit einer Netzfrequenz von 13,5 Hz arbeiten muss

Ausserdem muss noch die Nennspannung des Generators angegeben sein.

Bei 16 KW Leistung müsste das ein Drehstromnetz sein.

HINWEIS : Wenn der Generator mit einen Dieselmotor angetrieben wird,dann ist es besser,wenn man die Batterien über eine Solaranlage aufgeladen werden.

Falls das nicht möglich ist,ist es besser einen passenden Generator zu kaufen,der sofort 50 Hz bringt.

Man kann dann über einen Gleichrichter und Batterieladegerät die Batterien aufladen.

Zum Betrieb von Geräten wird dann ein Wechselrichter benutzt,der 50 Hz und 230 V Netzspannung bringt oder auch Drehstrom von 400 V Wechselspannung.

MERKE : Ein Generator läuft nicht kräftiger.Er bringt nur die maximale Leistung bei gegebener Sollspannung ,230 V Wechselstrom und 400 V Drehstrom

Hängt nur ein Verbraucher mit 5 KW Leistung am Generator,dann läuft er auch mit Nenndrehzahl.

Unterschied : Der Antriebsmotor ,der den Generator antreibt,muss weniger leisten - die 5 Kw + die Verluste.

Antwort
von dompfeifer, 23

Nur mit dem Getriebe sinkt die elektrische Leistung ab!

Wenn der Generator 16 kW mechanische Leistung aufnimmt, dann gibt er bei einem angenommenen Wirkungsgrad von 0,8 eine elektrische Leistung von 12,8 kW ab. Wenn Du nun noch ein Getriebe dazwischen baust mit einem Wirkungsgrad von z.B. 0,9; dann bleiben für die abgegebene elektrische Leistung nur noch 11,52 kW übrig. Mit dem Getriebe vergrößerst Du also die nutzlose Abwärme, und die abgegebene Leistung wird verringert.

Die Leistung einer Maschine mit Welle ist gleich Drehzahl mal Drehmoment. Mit dem Einsatz eines Getriebes wird das Verhältnis von Drehzahl zu Getriebe verändert, nicht die Leistung bei Vernachlässigung des Getriebe-Wirkungsgrades. Das Getriebe selbst führt aber auch nutzlose Wärme ab.

Mit dem Einsatz eines Getriebes kannst Du unter Inkaufnahme der Getriebeverluste z.B. die elektrische Frequenz verändern und/oder das Verhältnis von Spannung und Stromstärke im Rahmen der Nenngrößen des Generators. Die elektrische Leistung ist gleich Spannung mal Stromstärke. Aber danach hast hier ja nicht gefragt.

Kommentar von dompfeifer ,

Mittlerweile las ich Deinen Kommentar unter der Antwort von "fjf100". Dein Vorhaben ist beim besten Willen nicht nachvollziehbar! Da stellen sich mir einige Fragen: 

- Ist der Generator tatsächlich nicht auch mit 370 rpm zu betreiben, um auf die erwünschten 50 Hz zu kommen ? Das wären nur 6 Umdrehungen pro Sekunde! 

- Wozu sollen da unbedingt mit dem verlustreichen mechanischen Aufwand (Getriebe) 50 Hz bereitgestellt werden? Wozu willst Du ausgerechnet 50 Hz erzeugen und dann gleich wieder vernichten, indem Du die 50 Hz in 0 Hz wandelst, d.h. in DC? 

- Sind bei einem eventuellen gegebenen Bedarf die 50 Hz nicht energie-effizienter mit einem Frequenzwandler bereitzustellen? 

- Womit soll überhaupt der Generator angetrieben werden? 

- Wozu willst Du "die AC des Generators in DC" wandeln und "dann das ganze mittels eines Inverters wieder in AC mit 50Hz" wandeln? Worin soll der Sinn der Hin- und Rückwandlung liegen?

Kommentar von dompfeifer ,

Ich bemühe mich einmal um eine bildhafte Übersetzung Deiner etwas schwammigen Vorstellung von der "Stärke des Motors" : Nehmen wir an, "Stärke" sollte hier heißen, über eine gegebene Seilrolle ein Gewicht hoch heben zu können (Drehmoment). Wenn Du nun per Übersetzung die Drehzahl des Motors vervierfachst, reduzierst Du dessen "Stärke" in diesem Sinne auf ein Viertel. D.h. es kann nur noch ein Viertel des Gewichtes angehoben werden. Die Motorleistung (Drehmoment mal Drehzahl = Spannung mal Stromstärke) verringert sich dabei um die Verlustleistung des Getriebes. Der Motor wird damit also nicht "kräftiger" sondern schwächer.

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