Auf der suche nach einem Drehzahlsteller (Mechanisch)

[El Grande]

Hallo
Habe da ein kleines Problem. Baue gerade ein BHKW und benötige einen Drehzahlsteller für die Regelung einer konstanten Drehzahl am Diesel Motor.
Sie sollte bei Lastwechsel den Motor wieder angleichen. Da der Motor über einen Gaszug geregelt wird dachte ich an eine Motorsteuerung des Gaszuges mittels eines Scheibenwischermotors o.ä. Gäbe es da eine "analoge"Lösung?
einen Link, oder etwas fertiges?

Grüße alle

Petro

[dundee12]

nen servo?
Könnte man ja "hacken" wenn der kleine zug nicht reicht!
5€ bei Conrad!

[El Grande]

Wie wird den sowas angesteuert? Wie könnte eine solche Schaltung aussehen? Welchen Sensor o.ä. kann man verwenden? Abgrif an der LiMa?

Gruß
Petro

[Guy]

Hängt natürlich davon ab wieviel Geld du investieren möchtest.

Ich würde mit einem Induktivsensoren (sind leider nicht billig, so um die 80-100 Euro) die Drehzahl messen, und dann mit einem Servo, wie schon gesagt, den Gas regeln.

Sicher kannst du auch die Drehzahl aus der LiMa ermitteln. Mußtest die Spannung vor den Gleichrichterdioden abgreifen, da hast du dann eine Sinusspannung deren Frequenz der Drehzahl entspricht. Währe mir persönlich aber zu umständlich.

Du kannst das ganze aber auch rein Mechanisch lösen. Du brauchst eine Konstruktion mit Flieggewichte die vom Motor angetrieben wird, die Gewichte bewegen einen Hebel der den Gas verstellt.

Es gibt auch das Prinzip wo vom Lüfterrad des Motor so eine kleine Schaufel aus Plastik von der Luft angeblasen wird. Je langsamer der Motor dreht desto weniger wird die Schaufel angeblasen, und bewegt dann den Gashebel. ist aber nicht sehr präzise.

Bei den meisten Rasenmäher kannst du solche Konstruktionen sehen, die haben das, damit sie mehr Gas bekommen wenn sie in dichteres Gras kommen.

[Suggarman]

Habe da ein kleines Problem. Baue gerade ein BHKW und benötige einen Drehzahlsteller für die Regelung einer konstanten Drehzahl am Diesel Motor.


Das gibt es fertig zu kaufen und nennt sich Tempomat :-)

mfg

Stefan

[ranke]

Generell haben alle Dieselmotoren eine Drehzahlregelung. Bei herkömmlichen Motoren (also ohne Elektronikschnickschnack) ist diese Regelung über Fliehgewichte und Federrückstellung in der Einspritzpumpe eingebaut. Es handelt sich dabei um einen P-Regler. Es kann aber sein, dass die Regelverstärkung für den Einsatzzweck nicht ausreicht.
In diesem Fall müsste man entweder den vorhandenen Regler modifizieren (was wahrscheinlich schwierig ist), oder eine zusätzliche Regelung über den "Gaszug" einführen. Als Regelgrösse bietet sich die Frequenz der erzeugten Wechselspannung an (sofern es sich um Wechselspannung handelt?).
Dabei ist auch die Frage wichtig, ob eventuell eine Synchronisation mit einem vorhandenen Netz notwendig ist.
Ein grundsätzliches Konzept könnte also so aussehen:
1. Frequenz der erzeugten Wechselspannung messen
2. eine frequenzproportionale Spannung erzeugen
3. Die frequenzproportionale Spannung mit einer Sollspannung vergleichen (Differenzbildung)
4. einen Stellmotor mit der Differenzspannung ansteuern
Das ist jetzt noch ziemlich grob, ausserdem sind natürlich auch alternative Verfahren möglich (sihe auch den Beitrag von Guy).
Wenn du mehr wissen willst, stelle konkretere Fragen und erzähl mehr über deine Anlage.

[Guy]

Sicher kannst du auch die Drehzahl aus der LiMa ermitteln. musstest die Spannung vor den Gleichrichterdioden abgreifen, da hast du dann eine Sinusspannung deren Frequenz der Drehzahl entspricht. Währe mir persönlich aber zu umständlich.
Quote mich mal selbst.

Eine kleine Korrektur.

Natürlich entspricht die Frequenz nicht der Drehzahl wegen der Übersetzung. Ist aber kein Problem die Übersetzung zu berücksichtigen.

[El Grande]

Hallo Leute

Erstmal möchte ich mich an alle hier bedanken die sich die Zeit nehmen das Problem zu lösen. Was ich noch hizufügen möchte ist, das ich wenig Erfahrung mit dem berechnen von Schaltungen habe so das ich mehr oder weniger nur "Nachbauer" bin. In der Mechanik sieht es dagegen völlig anderst aus. Das Projekt dient dazu die Abgase und Abwärme der Maschine (1,6l Golf,Diesel und 1,8l Ford Fiesta Diesel) als "Heizungsanlage" zu Mißbrauchen. Der Clou ist natürlich der Einsatz von Altpöl und Rapsöl. Bis dato war es auch kein Problem: Maschine an, Wärme raus, fertig. Bis aber mein Vater seines Zeichens "Hobby Dipl.Ing" auf die Idee gekommen ist: könnten auch eine Generator laufen lassen, um unsere kleine Halle(200qm) mit Strom zu versorgen. Also nicht ins Netz! Nur selbstversorger. So, nun steh ich da und brauche Rat.

Gruß Petro

[ranke]

Gut, über die Motoren wissen wir jetzt Bescheid.
Wie sieht es denn mit dem Generator aus, man will ja einige Kilowatt mechanischer Leistung in elektrische Leistung wandeln. Ich nehme an, dass 230Volt, 50 Hz rauskommen sollen? Ist der Generator schon vorhanden? Was für Verbraucher sollen an das Selbstversorgernetz?
Normalerweise sollte am Generator die Ausgangsspannung über das Erregerfeld geregelt werden (wie auch bei der Lichtmaschine vom Auto). Die Ausgangsfrequenz ist dann proportional zur Drehzahl. Das wäre dann über den angesprochenen Drehzahlregler zu machen.

[El Grande]

Hallo mal

Ja, Generator ist vorhanden. Ist für den Versuch, bevor wir einen Größeren besorgen, ein 2,2 KW der lediglich die Beleuchtung (ca. 1000-1500 Watt) versorgen soll. Mit der Lima(90 A) des Motors versorgen wir 2 Batterien a´100 AH mit Umschalter und Ladekontrolle. Dahinter haben wir einen Spannungswandler von 12 auf 230V und Versorgen damit mein 35 qm Büro in der Halle (Überwiegend Computer, Schredder, Schneideplotter,Tintendrucker)
alles in allem ca. 500-1000Watt in der Spitze). Dieses System hat sich bei uns super gerechnet. Ca. 1056 KW/Jahr (2005) eingespart sind ca. 180-190 TEURonen die der Urlaubskasse dienen. Ziel sollte sein jetzt noch die übrigen 1000-1500 Watt in "Bares" umzuwandeln.

Gruß Petro

[Guy]

Wenn du nicht ins Netz speist ist die Frequenz mal nicht so wichtig, sollte trotzdem nicht zu sehr abweichen, außer du betreibst nur Glühlampen. Wenn du aber wie du schreibst zwei Motoren nimmst, und dann auch zwei Generatoren die in einem Stromkreis arbeiten, dann wird das ganze schwieriger. Denn dann müssen deine Generatoren Synchronisiert werden und 100 % synchron laufen.

Eine fertige Schaltung wirst du kaum finden. Hier mal einen Link wie das Mechanisch aussehen kann.

http://www.physik.uni-muenchen.de/leifiphysik/web_ph11/umwelt-technik/07drehzahlreg/drehzahlreg.htm

[Vogon]

Üblicherweise benutzen solche Anlagen einen Asynchron-Generator.
Das ist eigentlich ein normaler Drehstrommotor der durch den Diesel angetrieben wird.
Als Motor bringt er Beispielsweise seine Nennleistung bei 1420 UpM. Wenn man die Motordrehzahl auf 1580 bringt, bremst er den Diesel mit seiner Nennleistung. Die Energie geht dann aber in das Netz !

Das ist doch einen Versuch wert.
Die Regelung kann dann über die abgegebene Leistung erfolgen.
Eine Synchronisation ist nicht notwendig.

Das habe ich so auch schon in einer alten Wassermühle gesehen.
http://www.windpower.org/de/tour/wtrb/async.htm

[ranke]

Hallo Petro,

Was weiss man über den Generator:
Leistung 2,2 kW, bei Drehzahl ? 1/min. Ausgang: 230V, 50 Hz? oder Gleichstrom, der über einen Wandler in Wechselstrom gewandelt wird?
Bauart?
Regelung der Ausgangsspannung über einen (vorhandenen?) Regler?
Direkt an Kurbelwelle geflanscht oder über ein Getriebe?

Von der Last wissen wir: Hallenbeleuchtung, wahrscheinlich Leuchtstoffröhren mit vorgeschalteter Drossel?

Ein paar Details könnten hilfreich sein.

1 bis 1,5 kW zusätzlich sind eigentlich nicht besonders viel für einen Motor, der 50(?) kW Nennleistung hat (etwas mehr wie 1 zusätzliche Lichtmaschine). Da muß man sich schon fragen, ob eine zusätzliche Drehzahlregelung des Motors überhaupt notwendig ist, oder ob es genügt, den Gaszug auf der ungefähren Solldrehzahl festzuklemmen. Allerdings ist die Stromaufnahme der Last stark frequenzabhängig (Drossel!). Hier sollte man mindestens einen automatischen Lastabwurf vorsehen, wenn die Ausgangsfrequenz deutlich unter 50 Hz geht.

[El Grande]

Guten Morgen Ranke
Die Drehzal wäre 3000 U/min, 230 V 50 Hz. Der Regler scheint im Gehäuse zu sein. Es kommt eine kleine Stange heraus die an dem Gaszug des Benzinmotors(Motor ist defekt) hängt und diesen automatisch regelt.

Du hast vollkommen Recht. Ich glaube nicht das der Motor bei einem zusätzlichem KW oder auch zwei in die Knie geht.

Mein Gedanke war eigentlich nur, das wenn es mit dem "Kleinen" Generator klappt, wir einen größeren (vieleicht 10-20 KW) installieren und evtl. dann an das Netz gehen könnten (Natürlich im Moment nur Zukunftsmusik :-b ).

Deshalb wollte ich auch die Zeit nutzen, etwas Erfahrung mit dieser Steuerung zu sammeln. In diesem Zusammenhang, habe ich mich ein wenig im Netz umgeschaut ob es da eine "Digitale Lösung" gibt und habe im Robotershop ein Board entdeckt: das RN-Control 1.4 Mega32 . War mir auf anhieb sympatisch,
allerdings ist mein Basic-Wissen ein wenig eingestaubt. Was meint Ihr dazu? Wäre das nicht eine bessere Lösung? Könnte mir vorstellen: If drezahl a <1580 than make output schneller =1580 rpm einstellen....oder so ähnlich :cheesy:

Gruß Petro

[ranke]

Hallo Petro,
das RN board habe ich mir auch vor einiger Zeit gekauft. Bin recht zufrieden damit. Ich wollte mich etwas in die Mikrokontrollertechnik einarbeiten, dafür ist es gut geeignet und außerdem preiswert, man kann also nichts verlieren, nur gewinnen!
Für dein Vorhaben ist es, denke ich, auch gut geeignet.
Als Drehzahlsensor könnte man einen Schrittmotor (als Generator) nehmen, als Steller z.B. einen Scheibenwischermotor.

[Vogon]

Hallo Pedro,
wenn du einen Drehstrommotor auftreiben kannst, dann probiere es doch mal aus. So ein Motor ist sehr robust und sollte die etwas höhere Drehzahl aushalten.
Das Prinzip ist einfach:
Wenn der Motor unterhalb seiner Synchronen Drehzahl ist, nimmt er die Leistung aus dem Netz auf.
Dreht der sich schneller, liefert er die Bremsleistung ins Netz.
Das kannst du am Zähler beobachten. Deshalb bauen die Stromlieferer dann auch Zähler mit Rücklaufhemmung ein, damit sie dir die Energie nicht bezahlen müssen.

[El Grande]

Hallo Leute

Find ich super.Man könnte dann die erzeugte Spannung des Schrittmotors in das Board geben und das Ausgangssignal an einen Servo, oder? :-k
Ich hoffe ich bekomme es mit meinem Basic noch hin. [-o<


Petro [-o<

[ranke]

Man könnte dann die erzeugte Spannung des Schrittmotors in das Board geben und das Ausgangssignal an einen Servo, oder?

Ja, so etwa habe ich mir das auch gedacht.
Für die Verwendung des Schrittmotors als Generator gibt es hier eine Anregung:
http://www.b-kainka.de/bastel2.htm

[El Grande]

Hallo Jungs

So langsam komm ich selbst auf Touren. Ist ja richtig genial. Ich hab so´n Teil in einer Elektroschrottkiste gefunden. Auf dem Schrittmotor steht allerdings nur AEG S027/100 und hat 5 Drähte. Müßte mal nachschauen wie das Ding belegt ist. Wenn ich es recht geschnallt habe müßte ja die Spannung propotional zur Drehzahl am Schrittmotor steigen.

Das bedeutet das ich die Spannung bei 1500 U/min am Dieselmotor messen müßte und diese Größe als Referenz erhalte die ich dann als Eingangssignal an das Board weitergebe, er es vergleicht und als Ausgangssignal einen Servo dazu veranlast den Gaszug zu regeln

Bei einer Übersetzung von 1:2 erhalte ich dann 3000U/min am Generator und habe dann die Kriterien 2,2 KW bei 3000U/min erreicht.
Bei dieser Leistung könnte es vieleicht auch mit 1:3 klappen da der Dieselmotor ausreichende Leistung besitzt

Ich hoffe meine Denkweise ist richtig
Gruß Petro O:)

[ranke]

Müßte mal nachschauen wie das Ding belegt ist

Wahrscheinlich sind die Mittelanzapfungen der beiden Spulen intern verbunden, deshalb nur 5 Anschlüsse. Die Widerstände der Spulen sind normalerweise in einem Bereich, daß man sie bequem mit einem Multimeter messen kann.


Ich hoffe meine Denkweise ist richtig

Hab ich schon den Eindruck! :)