Überspannungsregelung beim Asynchrongenerator

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Überspannungsregelung beim Asynchrongenerator

Neuer Beitragvon steftn am Dienstag 3. Juli 2007, 15:40

Servus erstmal,

ich bin gerade beim bau eines Asynchrongenerators der mit einen Verbrennungsmotor angetrieben wird:

ich hab ein Problem, und zwar, wenn ich einen Verbraucher vom Drehstromnetz des Asynchrongenerators trenne, dann steigt kurzzeitig (naja, evtl. für ein paar Sekunden) die Spannung stark an (das ist deswegen so, da mein Antriebsverbrennungsmotor bei Stromverbraucherzuschaltung die Drehzahl erhöht, damit die Spannung (aufgrund der nun auftretenden Belastungsspannung) die Spannung des Generators nicht "unzulässig" weit sinkt und damit dessen Magnetfeld zusammenbrechen würde.

Folge: Bei Stromverbraucherabschaltung "weiß" der Verbrennungsmotor noch nicht, dass er sofort vom Gas gehen soll und aufgrund der trägheit der Masse läuft der Asynchrongenerator kurzzeitig mit zu hoher Drehzahl bei zu wenig Belastung --> dadurch steigt die Generatorspannung.

--> Ich will aber keine (kurzzeitige) Spannungssteigerung, da sonst elektronische Bauteile sicher darunter leiden. Nun könnte man dieses Problem vielleicht auch mit Kondensatoren als Puffer verwenden, aber wenn der Kondensator durch Stromverbraucherabschaltung voll ist und es nochmalig zu einer Verbraucherabschaltung kommt, dann steigt trotzdem die Spannung an.

Darum hab ich folgendes Gedacht und ich wollte fragen ob das evtl. klappen könnte (siehe Anhang: Schaltplan)
Erklärung:
Da der Asynchrongenerator Wechselspannung (idealerweise 50 Hz) liefert, benötige ich einen Brückengleichrichter, damit der Transistor entsprechend funktioniert (Am Gleichrichter liegt logischerweise weniger Spannung als der Generator liefert an).
Durch die schwankende Überspannung, die der Asynchrongenerator liefert, schwankt die Spannung am Gleichrichter dementsprechend mit. Es liegt also eine Spannung >= 230 V am Gleichrichter an.
Um eine nicht zu hohe Überspannung zu erhalten (z.B. nicht mehr als 240 V am Generator) ist entsprechend eine Zenerdiode zwischen den beiden Widerständen verbunden.
Ab einer gewissen Überspannung liegt auch an der Zenerdiode eine gewisse Spannung an (Zenerspannung) und die Diode wird leitend.
Durch die nun leitende Zenerdiode wird der Transistor durchgeschaltet und belastet somit den Asynchrongeneratorstromkreis Folge: Die Generatorspannung sinkt (der Transistor muss also einen hohen Strom schalten können, bei mir ca. 12-20A bei ca.220-240 V (evtl. Parallelschaltung von mehreren Transistoren notwendig))

Könnte diese Schaltung meine Idee realisieren? Oder hat jemand eine besseren Vorschlag?

Ich freue mich schon auf Antworten
mfg
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Neuer Beitragvon anders am Dienstag 3. Juli 2007, 17:20

Abgesehen von den Schwierigkeiten einige kW auf Transistoren zu verheizen, wird das so nicht funktionieren, da sich der Transistor nicht wie ein ohmscher Widerstand verhält.

Die von dir vorgeschlagene Schaltung kann ja nur die Spannungspitzen oberhalb etwa 240*1,4 = 340V kappen, während der Rest der Kurve unbeinflusst bleibt.
Das führt dazu, daß bei einer Überspannungsspitze eine nahezu rechteckige Kurvenform entsteht.
Deren Spitzenspannung liegt dann zwar nicht höher als die der 240V Sinusspannung, sodaß den Kondensatoren und Halbleitern kein größeres Ungemach droht, aber der Effektivwert kann bis zu 340V betragen und das reicht, um Glühlampen blitzschnell zu ruinieren.
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Spannungsanstieg

Neuer Beitragvon BernhardS am Mittwoch 4. Juli 2007, 07:50

Hallo,

man könnte an einen Verbraucher (Heizstäbe) denken, der über eine TRIAC-Schaltung zugeschaltet wird. Das könnte sehr schnell gehen, die Frage ist nur wie man das Einschalten auslöst.
Reihenschaltung Zehnerdiode-Optokoppler??

Bernhard
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Neuer Beitragvon steftn am Mittwoch 4. Juli 2007, 10:26

anders hat geschrieben:Abgesehen von den Schwierigkeiten einige kW auf Transistoren zu verheizen, wird das so nicht funktionieren, da sich der Transistor nicht wie ein ohmscher Widerstand verhält.

.


Der Transistor wirkt praktisch als (Widerstands-)Schalter (er hat natürlich auch einen gewissen Widerstand, soll aber nicht die Überspannung verheizen), der bei Überspannung den Vernichterwiderstand dazuschaltet. Der zugeschaltete Vernichter soll somit den Asynchrongenerator belasten und damit dessen Spannung senken.
Könnten vielleicht irgendwie Kondensatoren, die parallel zum Brückengleichrichter geschaltet sind die Spannung stabilisieren und Überspannungen dämpfen?

Nochmal eine kleine Erklärung wie ich mir das Vorstelle:
Der Asynchrongenerator liefert wie gewohnt Dreiphasenwechselstrom. Jede der drei Phasen wird je ein Brückengleichrichter zwischen Phase und Nullleiter geschaltet. Um die Verbraucher nun vor Überspannung zu schützen hatte ich mir eben diese Schaltung ausgedacht.
Außerdem kann die Schaltung (die wahrscheinlich nicht so funktionieren wird, wie ich meine) eine Unsymmetrische Belastung des Asynchrongenerators ausgleichen:

Beispiel: ist zwischen L1 und Mp ein Verbraucher, so sinkt die Spannung zwischen L1 und Mp --> Verbrennungsmotor muss nun die Drehzahl erhöhen
Aber: Gleichzeitig steigt auf L2 und L3 die Spannung stark an --> durch dieser Überspannungsschaltung (je eine pro Phase) werden somit L2 und L3 belastet, damit die Spannung nicht unzulässig steigt.

mfg u. danke für die antworten
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Generatorschieflast

Neuer Beitragvon BernhardS am Mittwoch 4. Juli 2007, 13:38

Hallo,

Beispiel: ist zwischen L1 und Mp ein Verbraucher, so sinkt die Spannung zwischen L1 und Mp --> Verbrennungsmotor muss nun die Drehzahl erhöhen
Aber: Gleichzeitig steigt auf L2 und L3 die Spannung stark an --> durch dieser Überspannungsschaltung
Eine gewisse Schieflast muss der Generator, bzw. die angeschlossenen Verbraucher schon aushalten. Bei regelmäßiger Schieflast musst Du Dir überlegen, ob der Sternpunkt geerdet, ungeerdet oder über eine Drossel geerdet wird.
Genauer kann ich es auch nicht erklären. Gib bei der Suchmaschine Deiner Wahl z.B. mal Generator, "geerdeter Sternpunkt", Reaktanzerdung als Suchbegriff ein.

Bernhard
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Re: Spannungsanstieg

Neuer Beitragvon steftn am Mittwoch 4. Juli 2007, 20:19

BernhardS hat geschrieben:Hallo,

man könnte an einen Verbraucher (Heizstäbe) denken, der über eine TRIAC-Schaltung zugeschaltet wird. Das könnte sehr schnell gehen, die Frage ist nur wie man das Einschalten auslöst.
Reihenschaltung Zehnerdiode-Optokoppler??

Bernhard


servus bernhard, vielleicht wäre sowas denkbar --> siehe angehängte Datei (nur wo soll ich die Zenerdiode einbauen, sodass es mir auch die Spannung sauber regelt???)

Das mit den Heizstäben als Verheizer ist eigentlich eine Prima idee, ich hab einen alten beheizbaren Boiler bei mir zuhause herumliegen, dessen Heizdrähte könnte ich für sowas hernehmen (wenn man ein bisschen weiter denkt, könnte man im Boiler darin sogar wasser erwärmen und diese Wärmeenergie sogar auch noch nutzen...). es geht natürlich was anderes auch.

Mit den Nullleiter erden, bei Unsymmetrischer Belastung ist glaub ich nicht so einfach, wenn z.B. L2 und L3 nicht angeschlossen sind aber stattdessen z.B. eine Glühlampe zwischen L1 und Mp hängt, darum hab ich eben gedacht, dass man L2 und L3 dementsprechend belastet (ich versteh noch nicht ganz, wie das Schaltungstechnisch zu lösen ist, also ohne belastung von L2 und L3)

steftn
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