Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Starten eines Asynchronmaschine als Generator - geht das?


von Schmittchen Schleichkatze (Gast)


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Hallo,

man kann mit einem elektirschen Magnetfeld einen Rotor antreiben, der an 
einer Welle hängt und damit was angetrieben werden kann.

Wie bekommt man das umgedreht hin, wenn ich einen Asynchronmotor habe, 
der keine echten Magneten hat, dass er auch als Generator funktioniert? 
Es müsste sich ja dann der Motor drehen, z.B. mit einer Kurbel, wenn 
kein Strom von aussen anliegt und angenommen, im Motor drinnen wäre ein 
sich drehender Magnet, dann würden die Spulen von dem Magneten induziert 
und man könnte dann eine Spannung bzw. einen Strom abgreifen.

Funktioniert denn eine Asynchronmaschine auch als Generator ohne 
Permanentmagnet?

von M. K. (sylaina)


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Schmittchen Schleichkatze schrieb:
> Funktioniert denn eine Asynchronmaschine auch als Generator ohne
> Permanentmagnet?

Nö, ein Magnetfeld musst du schon ins Spiel bringen, ohne Magnetfeld 
gibts keinen Generator.
Aber das Magnetfeld muss nicht durch Permament-Magneten erzeugt werden, 
das kann auch durch Spulen gemacht werden ;)

: Bearbeitet durch User
von hinz (Gast)


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Ja, die funktioniert, aber sie braucht dazu irgendwoher den 
Magnetisierungsstrom, und dazu braucht es Blindleistung. Die kann aus 
dem Netz an dem sie angeschlossen ist kommen, oder man realisiert das 
durch Kondensatoren.
Letzteres ist allerdings keine wirklich praxistaugliche Lösung.

von Harald W. (wilhelms)


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hinz schrieb:

> man realisiert das durch Kondensatoren.
> Letzteres ist allerdings keine wirklich praxistaugliche Lösung.

Nun, man kann solche Asynchron-Generatoren aber in jedem besseren
Baumarkt kaufen.

von LEler (Gast)


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>Funktioniert denn eine Asynchronmaschine auch als Generator ohne
Permanentmagnet?

Ja, allerdings muss sie dafür schneller drehen als die Netzfrequenz 
durch die Polpaarzahl.

>Die kann aus  dem Netz an dem sie angeschlossen ist kommen, oder man realisiert 
das durch Kondensatoren.

Yep!

>Letzteres ist allerdings keine wirklich praxistaugliche Lösung.
Die Kompensation stimmt nur für einen Betriebpunkt, aber trotzdem 
funktioniert es.

Alternativ kann man einen Umrichter mit active Frontend nehmen.
Der kann so konfiguriert werden, das er die ASM mit Blindleistung 
speisst und in das Netz nur Wirkleistungs abgibt.

von hinz (Gast)


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Harald W. schrieb:

> Nun, man kann solche Asynchron-Generatoren aber in jedem besseren
> Baumarkt kaufen.

Zeigen! Und bitte nicht anhand des Baumarktgeschwafels.

von Harald W. (wilhelms)


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hinz schrieb:

> Zeigen! Und bitte nicht anhand des Baumarktgeschwafels.

Nun, im Prospekt des Baumarkts steht bei den günstigen
Stromerzeugern "Asynchrongenerator". Warum sollten die
das reinschreiben, wenn es nicht stimmt? Synchrongene-
ratoren findet man da meist auch; die sind aber deutlich
teurer.

von hinz (Gast)


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Selbst die ganz billigen Chinakracher mit Zweitaktmotor haben einen 
Synchrongenerator mit Erregermaschine.

von Alfred B. (alfred_b979)


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LEler schrieb:
> Umrichter mit active Frontend

Was ist das? PFC mit Rückspeisefähigkeit?
P.S.: Also keine Dioden, oder wie?

: Bearbeitet durch User
von Tobi (Gast)


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Ich habe schon 500kW asynchron Generatoren gesehen in Kombination mit 
einen passenden Biogas Motor. Die Synchronisation eines asynchron 
Generators ist wesentlich einfacher als bei einen synchron Generator. 
Des weiteren kann der Motor über einen einfachen FU gestartet werden. 
Jedoch sind zur Kompensation der Blindleistung zwei große 
Kondensatorschränke notwendig.
Baumarkt Aggregate (bis jetzt zwei gesehen) waren bis jetzt nur synchorn 
Maschine, die im Erregerstromkreis ein Kondensator genutzt haben.

von L. H. (holzkopf)


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Schmittchen Schleichkatze schrieb:
> Funktioniert denn eine Asynchronmaschine auch als Generator ohne
> Permanentmagnet?

Ja.
Sag doch einfach mal, was Du vorhast, zu tun. :)
Oder geht es Dir um Theorie?

von Elektrofan (Gast)


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>>  Nun, man kann solche Asynchron-Generatoren aber in jedem besseren
>> Baumarkt kaufen.

> Zeigen! Und bitte nicht anhand des Baumarktgeschwafels.

https://de.wikipedia.org/wiki/Asynchrongenerator#Kondensatorerregter_Asynchrongenerator

von Elektrofan (Gast)


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PS: Ein Asynchronmgenerator mit Kondensatorerregung ist sinnigerweise 
ein Synchrongenerator ...

von A-Freak (Gast)


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€Electrofan:

Nein!

Ein Asynchrongenerator mit Kondensatoren zur Erregung ist ein Dynamo, 
aber niemals ein Synchrongenerator.

Synchronmaschine: Mit dem Läufer dreht sich ein festes Magnetfeld. Die 
Spannung im Stator ist synchron zur Umdrehung.

Asynchronmaschine: Im Läufer werden Wirbelströme induziert. Wird der 
Läufer gebremst wird er vom Ständerfeld weitergezogen - Motor. Wird der 
Läufer über das Ständerfeld hinaus beschleunigt - Gebnerator.

Dynamo: Das Magnetfeld wird nicht von einer fremden Stromquelle 
vorgegeben sondern vom selbst erzeugtem Strom abgezweigt.


Zur Ausgangsfrage:

Ja, natürlich geht das. Du kannst das sogar ganz einfach ausprobieren 
indem du einen Motor mit Kondensator nimmst und mit der Bohrmaschine 
drehst.

Kondensatormotoren sind meistens überraschend gute Generatoren die sich 
über Kondensator und Hilfsphase erregen.

Bis knapp über Nenn-Drehzahl kommt praktisch keine Spannung heraus, ab 
dieser Drehzahl wirst du sehr deutlich merken wie die Bohrmschine 
gebremst wird und aus dem Generator kommt plötzlich viel Spannung 
heraus.

von Elektrofan (Gast)


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@A-Freak:

Da könntest Du richtig liegen. Es ist immer eine Sache der 
Betrachtungsweise.

von Sascha (Gast)


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@a-freak: Der letzte Absatz ist Kappes. Ab welcher Drehzahl das 
passiert, hängt komplett von der Größe des Motorkondensators ab.
Der bestimmt nämlich die Resonanzdrehzahl.

Und die wird absichtlich größer als Netzsynchrondrehzahl gewählt damit 
der Motor sich im Falle eines Stromausfalls nicht selbst erregen kann.

Einen 3000rpm Motor wirst du schon auf deutlich über 3000 beschleunigen 
müssen um eine Spannung rauszubekommen. Und die Bohrmaschine wird nur 
abgebremst, wenn eine Last dranhängt.
Wenn die Last ausreichend kapazitiv ist, sinkt die Resonanzdrehzahl, ist 
sie induktiv erhöht sie sich.
Allein das macht Asynchrongeneratoren im Inselbetrieb sehr schwierig.

Die Begriffsverwirrung mit dem Dynamo kann ich nicht nachvollziehen. 
Gibts da Belege für?
Und wenn ja: Ein Synchrongenerator im Inselbetrieb nimmt den 
Erregerstrom aus dem selbst erzeugten Strom. Von woher auch sonst.

@Harald Wilhelms: Wenn du die typischen 200€ Stromerzeuger nach Honda 
Design meinst: Nein, das sind Synchrongeneratoren.
Wenn du die 700W Zweitaktmoppel meinst: Ja, das sind Widerstandsläufer.
In dem Fall würde ich aber sagen, dass man die eher in den schlechteren 
Baumärkten kaufen kann, das sind nämlich Rotzgeräte.

von Elektrofan (Gast)


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1.) Der Elektrofan von 18:02 h ist ein anderer ...


2.) Vorstehend ist aber einiges durcheinandergeraten.

Zuallererst: Man muss zwischen Inselbetrieb und Betrieb am starren Netz 
streng unterscheiden.


Inselbetrieb:
*************

> Ein Asynchrongenerator mit Kondensatoren zur Erregung ist ein Dynamo,

Gerne.

> aber niemals ein Synchrongenerator.

Dann dreh solch ein Ding mal mit 3000/min (falls 2-polig) und miss die 
Frequenz ...

> Ab welcher Drehzahl das
> passiert, hängt komplett von der Größe des Motorkondensators ab.
> Der bestimmt nämlich die Resonanzdrehzahl.
> Und die wird absichtlich größer als Netzsynchrondrehzahl gewählt
> damit der Motor sich im Falle eines Stromausfalls nicht selbst erregen
> kann.

"Resonanzdrehzahl" gibt es in der Form NICHT (steht in Wikip. 
irreführend); solch ein Generator kann auch mit höherer oder niedrigerer 
Drehzahl betrieben werden, ein "Abgleich" auf Resonanz ist nicht 
notwendig.
Natürlich müssen die Kondensatoren den Magnetisierungsstrom aufbringen 
können + ggf. eine vom Verbraucher aufgenommene 'Blind'leistung !

Der Betriebspunkt wird von der Magnetisierungskennlinie bestimmt, erst 
im fast horizontalen Teil (weit 'rechts') bleibt die Spannung 
einigermassen konstant.
DADURCH wird die Grösse der Kondensatoren bestimmt, und 'etwas grösser' 
geht immer.

Der Generator kann sich selbst erregen, wenn Remanenz vorhanden ist
=> dynamoelektrisches Prinzip (wie beim selbsterregten DC-Generator).


Betrieb am starren Netz:
************************

Hängt die Asynchronmaschine am Netz, muss sie wirklich übersynchron 
angetrieben werden, um als Generator wirken zu können, s. Kennlinie

http://www.energie.ch/assets/images/article/Bilder/Diagramme/asynchronmaschine_kennlinie_2polig.gif

Die Magnetisierungsleistung kann dann auch vom Netz geliefert werden, 
Kondensatoren sind dann nicht nötig.

von Sascha (Gast)


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Deine Magnetisierungsleistung und meine Resonanz sind effektiv das 
gleiche.

Und so irreführend ist Wikipedia gar nicht, die argumentieren dort nur 
anders.

Und natürlich kann man die Drehzahl und damit die Frequenz ändern. Aber 
erstens will man das nicht wenn man einen Generator hat und zweitens ist 
das Haarspalterei. Bei kleinerer Drehzahl werden die Kondensatoren 
größer und andersherum.

Trotzdem bildet sich da ein Schwingkreis der erst für den 
Magnetisierungsstrom sorgt.

von Elektrofan (Gast)


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> Trotzdem bildet sich da ein Schwingkreis der erst für den
> Magnetisierungsstrom sorgt.

Gut, betreibt man eine 3~Asynchronmaschine im gewöhnlichen Fall als 
Motor und kompensiert ihn auf genau cos(φ)=1, hat man so gesehen 
natürlich auch einen "Schwingkreis".

Läuft solch eine Maschine aber im Inselbetrieb als Generator und man 
erhöht die Drehzahl, funktioniert das Ding immer noch - bei einem Radio 
ist man anderes gewöhnt ...   ;-)

von Günter Lenz (Gast)


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Schmittchen Schleichkatze schrieb:
>Funktioniert denn eine Asynchronmaschine auch als Generator ohne
>Permanentmagnet?

Ja, ich habe es schon gefühlt bekommen, als ich bei einem
Rasenmäher, ohne ihn auszuschalten, den Stecker gezogen hatte
und dann die zwei Stifte angefast habe. Er ist durch den
Schwung noch einen Moment weiter gelaufen.

von Sascha (Gast)


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Elektrofan schrieb:
>> Trotzdem bildet sich da ein Schwingkreis der erst für den
>> Magnetisierungsstrom sorgt.
>
> Gut, betreibt man eine 3~Asynchronmaschine im gewöhnlichen Fall als
> Motor und kompensiert ihn auf genau cos(φ)=1, hat man so gesehen
> natürlich auch einen "Schwingkreis".
>
> Läuft solch eine Maschine aber im Inselbetrieb als Generator und man
> erhöht die Drehzahl, funktioniert das Ding immer noch - bei einem Radio
> ist man anderes gewöhnt ...   ;-)

Das liegt unter anderem daran, dass die Resonanz gut gedämpft ist und 
daher auf einen etwas breiteren Frequenzbereich gestreckt.

Und das was du oben schreibst mit cosphi=1: Das ist genau das, was man 
bei einem Asynchrongenerator im Inselbetrieb machen muss.

Im Netzbetrieb nicht, da kommt die Blindleistung vom Netz und man kann 
sich das Geld für die großen Kondensatoren sparen.
Ausserdem will das EVU das nicht, weil die Dinger dann Bei Stromausfall 
einspeisen können. Und zusätzlich wollen die dann noch, dass sich der 
Generator selbst vom Netz trennt.
Warum? Weil bei Stromausfall die Antriebsmaschine (z.B. ein 
Verbrennungsmotor) solange hochdreht, bis wieder die Resonanzdrehzahl 
erreicht ist und das Ding doch wieder Strom einspeist.

Nur dann halt mit 70Hz oder sowas und das ist dem EVU nicht sonderlich 
Recht.

von Alfred B. (alfred_b979)


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Elektrofan schrieb:
> bei einem Radio
> ist man anderes gewöhnt ...   ;-)

Das Radio mag Deine Argumentation unterstützen. Aber dann wären auch nur 
Open-Loop-LLCs (Dauerbetrieb auf Load Independent Point) wirklich 
Resonanzwandler. Oder man würde man dann gar auch nur Schwingkreise in 
Resonanz Schwingkreise nennen. Ist aber nicht so.

Ist wirklich Definitionssache, denke ich.

: Bearbeitet durch User
von Elektrofan (Gast)


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> Und das was du oben schreibst mit cosphi=1: Das ist genau das, was man
> bei einem Asynchrongenerator im Inselbetrieb machen muss.

Es wäre ziemlich unpraktisch, bei variabler Last immer die 
Erregungskondensatoren anpassen zu müssen.

Man muss es eben NICHT selbst machen,
und genau HIER liegt der Hase im Pfeffer => Beispiel:

Angeschlossen sei eine zunächst rein reelle Last (3 gleiche 
Widerstände).
Das System läuft mit konstanter Drehzahl stabil auf dem sich 
einstellenden Arbeitspunkt.
Jetzt ändert man nur den cos(φ) der Last in Richtung induktiv.
Dann zweigt die Last kapazitiven Strom ab, ergo bleibt weniger 
Magnetisierungsstrom für den Generator selbst übrig.

Oder anders:
Die für die Erregung zuständige Kapazität wird geringer,
der Arbeitspunkt auf der Magnetisierungskennlinie verschiebt sich nach 
links, in Richtung "weniger Sättigung".

Was heisst das aber weniger Sättigung bei einer Induktivität ? => Die 
Induktivität wird grösser, der "Resonanzkreis"
stellt sich selbst richtig ein !

Das alles läuft natürlich, wie schon gesagt, synchron
- wie in jedem Schwinkreis    ;-)

Wird aber der von der Last geforderte kapazitive Strom zu gross,
gibt es irgendwann keinen Arbeitspunkt mehr, dann entregt sich der 
Generator.

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