Drehzahlregelung bei einem generator?
Ich möchte einen kleinen generator aus einem asynchronmotor und einem 6,5 ps motor bauen.
Wie kann ich die drosselklappe (gashebel) ansteuern um immer die perfekte drehzahl zu haben damit ich immer 230V 50Hz als ausgangspannung bzw frequenz herausbekomme?
4 Antworten
Früher wurde so was mit einem Fliehkraftregler gemacht. https://de.wikipedia.org/wiki/Fliehkraftregler
Der wurde schon sehr früh bei den ersten Dampfmaschinen eingesetzt.
Stromerzeuger und Rasenmäher hatten früher eine kleine Klappe die vom Motor angesaugt wurde die direkt mit der Drosselklappe des Vergasers verbunden war. Der Luftstrom in den Motor rein ist relativ proportional zur Drehzahl
Das reicht für einfache Drehzahlregelungen aus. Die Netzfrequenz muss nicht genau 50Hz sein, die darf um ±10% schwanken.
Genauer wurde das mit einem analogen Regler gemacht. Ein Sensor wandelt die Drehzahl in eine Spannung um (IST-WERT) die dann mit der Spannung eines Potis (SOLL-WERT) verglichen wurde. Per PID Regler wurde dann die Drosselklappe gestellt.
Heutzutage nimmt man für so was natürlich ein digitales System. Das braucht man nicht abgleichen und die Bauteile dafür sind sogar viel billiger als die vielen einfachen Bauteile die man für analoge Systeme braucht.
Hier könnte man einen Arduino verwenden der dann das Regelverhalten mathematisch abbildet und dann einen einfachen Modellbauservo am Gaszug steuert.
Aber der Trend geht heutzutage zum Inverter. Der Motor kann dann immer auf der für den Verbrauch optimalen Drehzahl laufen während der Inverter dann Spannung und Frequenz dann elektronisch immer perfekt auf den Sollwert gehalten umwandelt. Hier benutzt man dann die Spannung im Generator um zu entscheiden ob der Motor "gas geben" muss oder er zu viel Leistung bzw. Drehzahl und damit Verbrauch bringt.
Für ein Selbstbauprojekt wäre die Inverterlösung einfacher und man bekommt dabei auch mehr Wirkungsgrad. Denn hier können Lastschwankungen nicht zum Schwingen der Regelung führen bzw. Regelabweichungen produzieren.
Hat man Platz und muss kein Gewicht sparen, wäre es am einfachsten eine USV mit kaputten Akkus zu kaufen, die Akkus durch 2 (24V versiuon) bzw. 4 (48V) Autobatterien zu ersetzen und an den Motor dann 2 Lichtmaschinen (12V bzw. 24V) dran zu hängen und direkt an die Batterien anschließen. Die USV bedient sich dann aus den Batterien. So kann man den Motor auch komplett abstellen während wenig Strom gebraucht wird oder kurz für kleine Wartungsarbeiten bzw. betanken. Da die Lichtmaschinen selbst regeln, ist es sehr einfach eine Motorregelung selber zu bauen. Hier kann man die Akkuspannung (also geschätzter Ladestand) heranziehen um zu entscheiden wie schnell der Motor laufen muss.
grundsätzlich ne gute idee, muss aber von gewöhnlichen limas abraten da diese einen grottenschlechten wirkungsgrad haben. hier würde ich zu permasynchronmotoren aus dem modellbau oder e-scooter bereich raten. entweder direkt über gleichrichter oder über einen windkraftladeregler.
Ich würd das mit einem Arduino oder sowas machen. Der misst die Spannung und könnte einen Stepper ansteuern, der die Leistung des Benziners einstellt. Speziell wäre dann noch der Leerlaufbetrieb, also wenn niemand Leistung bezieht, sollte der Motor ja nicht laufen... Dann müsstest du auch einen Sensor für die Drehzahl haben, damit das klappt.
Gar nicht.
Du kannst mit nur einer Stellgröße nicht zwei unabhängige Größen (Spannung und Frequenz) zugleich regeln.
Außerdem ist das System (Gashebel --> Drehzahl) viel zu träge.
Das, was du vorhast, geht nur mit nachgeschaltetem Gleich- und Wechselrichter.
das konventionelle system ist nicht nur träge, es benötigt auch etwas spielraum da es für jede drosselklappenstellung nur eine drehzahl gibt. so pendelt die frequenz zwangsläufig je nach last zwischen ober und untergrenze
ohne einer Mechanik, die das macht, gar nicht...
suche nach mechanischem governor...
Hier fehlt dir aber das technische/elektronische Wissen. Wenn man nur fertige Komponenten zusammen bauen kann, stimmt das sicherlich. Aber mit einer eigenen Steuerung und etwas Feingefühl läßt sich das mit einem Controller aufbauen. Als Controller kann man hier natürlich sich wiederum mit einer fertigen Komponente dem Andurio helfen.