Notstrom Aggregat - Wie funktioniert die Regelung?

[wkrug]

Hallo,
ein Freund von mir hat ein altes Diesel Drehstrom- Notstromaggregat mit 7,5kW Leistung.
Bei dem soll lt. seinem Elektriker die Regelplatine defekt sein.
Diese hat er mir vorbeigebracht.
Auf der Platine sind 2 AVALANCE Dioden vom TYP DSA 1,8-11A und ein Bauteil das aussieht wie ein großer Scheiben Varistor.
Auf dem steht 1,2k/7 Durchmesser 25mm Dicke 6mm. Ansonsten ist keine Beschriftung mehr zu finden.

Die Platine hat 5 Anschlüsse.
Z1,W1,J,K,MP1.
Wobei K und MP1 miteinander verbunden sind.

An Z1 hängt die Anode der ersten Diode.
An W1 hängt die Anode der zweiten Diode.
Die Kathoden sind zusammengeführt und gehen auf den Anschluß J.
Das Scheibenteil hängt zwischen J und K-MP1.

Leider hab ich gerade keinen Zugriff auf den Generator um etwas zu messen, aber eventuell kennt sich ja jemand von Euch mit sowas aus und kann mir erklären wie das Ganze funktioniert.

Was ist dieses "Scheibenteil"? Mit dem Ohmmeter hat es keinen Durchgang und eine Kapazität von ca. 24pF. - Ein Kondensator scheint es also nicht zu sein.
31982
Bild des Bauteils

[ARetobor]

Hallo wkrug,
die Grundlagen der Erregung:

Durch Restmagnetismus wird eine Spannung induziert.
Die Spannung wird gleichgerichtet und auf die Erregerspule gegeben.
Dieser Prozess schaukelt sich auf und muß mit erreichen der Sollspannung
begrenzt werden.
Wenn ein Generator lange steht kann der Restmagnetismus in der Erregerspule
sehr schwach sein und es wird keine genügend große Spannung erzeugt.
Ein kurzer Stromstoß auf die Erregerspule reicht meißt zum Beseitigen.

Gruß
Klaus-Dieter

[wkrug]

Ok.
Das mit dem Restmagnetismus haben wir mit einem externen Magneten gemacht.
Danach lief der Generator an und lieferte Strom.
Ein paar Wochen später... Mitten im Lauf, also er lieferte da bereits Strom, fiel die Ausgangsspannug plötzlich aus.

Daraufhin holte mein Kumpel einen Elektriker und der sagte, das wohl die Regelplatine defekt wäre. Und das Teil hab ich gerade hier.

Die Kohlen wurden auch bereits überprüft, die machen aber einen guten Eindruck.

Das mit der Sollspannung / Regelung hatte ich mir schon auch gedacht, nur wie kann das mit den 3 beschriebenen Bauteilen klappen?
Mehr ist in dem Generator auch nicht drin.

[ARetobor]

Hallo wkrug,
daß der Fehler auf der Reglerseite liegt halte ich für unwahrscheinlich.(nicht ausgeschlossen)
Sehr oft sind die Kohlen (wenn es welche bei dieser Ausführung gibt) die Ursache.
Kein Kontakt ?
Ohne Messungen und Beschaltung am Objekt wird eine Analyse zum Ratespiel.

Gruß
Klaus-Dieter

PS
Zur Kontrolle kann man einen festen Erregerstrom einspeisen. (natürlich ohne Netzanschluß)
Als Hilflslast einfach 100 Watt Glühlampe.
Man sollte aber in Sachen Strom schon Wissen was man macht.

[wkrug]

Man sollte aber in Sachen Strom schon Wissen was man macht.
Keine Angst - Ich weiß da schon was ich tue und wo man besser mit den Fingern nicht hinlangt.

Was ich immer noch nicht verstehe, wie das Ganze funktionieren kann.
Eine höhere Ausgangsspannung würde ja bei den beiden Dioden gleichgerichtet und wieder in die Erregerwicklung eingespeist.
Was dann ja wiederum zu einer höheren Spannung führen würde usw.
So kann es also nicht gehen.

Die gleichgerichtete Spannung müsste ja ab einer gewissen Sollspannung am Leistungsausgang den Strom durch die Erregerwicklung reduzieren.
Da hab ich nun meinen Knackpunkt wie das gehen soll.
Die Spannung müsste ja einer anderen Spannung entgegen wirken, damit das eine Regelung werden kann.

Mit dem vermutlichen Varistor hab ich mal in einigen Datenblättern von vergleichbaren Typen geschaut.
Der hätte bei mir viel zu wenig Kapazität - eventuell defekt?!
Den genauen Typ meines Bauteils hab ich noch nicht rausgekriegt.

[White_Fox]

Wo gehen denn die Anschlüsse der Platine ran? Wird über die Dioden zufälig das Polrad gespeist?
Das Bauteil müßte Peter bestimmt identifizieren können. :)

Was heißt alt denn ungefähr in Jahren ausgedrückt? Alt genug für eine mechanische Drehzahlregelung?

[ARetobor]

Hallo wkrug,

ohne Daten der Bauelemente kann ich nur eine grobe Theorie
erstellen.
Der Varistor hat vermutlich nur eine Schutzfunktion bei Überspannung.
Er wird sehr schnell niederohmig und unterdrückt dann den Regelkreis.
Wenn er defekt ist wird wohl keine Spannung entstehen.
Vermutlich kann man ihn zu Testzwecken erst mal weglassen.(Vorsicht)
Die Avalanche-Dioden werden wohl die Regelung übernehmen.
Lawinendurchbruchs (Avalanche-Durchbruch)
Es sind eine Art von Z-Dioden..
Spannung erreicht den Sollwert verhindert ihr Durchbruch ein weiteres ansteigen
der Spannung.

Nur eine Theorie, vielleicht hilft dieser Ansatz weiter.

Gruß
Klaus-Dieter

[wkrug]

Was heißt alt denn ungefähr in Jahren ausgedrückt? Alt genug für eine mechanische Drehzahlregelung?
Ich meine ja, das Teil dürfte aus den 80er Jahren sein und hat mal die Notstromversorgung in einer Behörde übernommen.


Nur eine Theorie, vielleicht hilft dieser Ansatz weiter.
Im Prinzip ja, nur wie kann dann eine Lastregelung stattfinden?
Das Ganze soll ja ab einer bestimmten Stromaufnahme bis zur Leistungsgrenze einigermassen stabil sein.

Die Dioden hab ich identifiziert, es handelt sich um DSA 1,8-11A Avalance Dioden von BBC IF=1,8A VRRM=1100V.

Mein Kumpel ist vorerst mal 14 Tage nicht zu errreichen - In der Zeit kann ich dann auch leider nicht an den Generator ran.
Das mit dem "defekten" Varistor hört sich plausibel an, werd mal an dieser Front weitersuchen.

[Peter(TOO)]

Was ich immer noch nicht verstehe, wie das Ganze funktionieren kann.
Eine höhere Ausgangsspannung würde ja bei den beiden Dioden gleichgerichtet und wieder in die Erregerwicklung eingespeist.
Was dann ja wiederum zu einer höheren Spannung führen würde usw.
So kann es also nicht gehen.
Man kann zwei Erregerwicklungen verwenden, welche einen entgegengesetzten Wicklungssinn haben.
Die Magnetfelder subtrahieren sich dann!

Die Haupt-Erregerwicklung ist dann mit dem Ausgang verbunden und erzeugt das Magnetfeld.
Die Hilfswicklung wird ab einer bestimmten Spannung zugeschaltet und regelt so das Magnetfeld zurück.

MfG Peter(TOO)

[ARetobor]

Hallo wkrug,
der Generator wird so dimensioniert sein,
daß bei Volllast der Erregerstrom gerade noch den Sollwert der Ausgangsspannung
erzeugt.
Sinkt die Last steigt die Ausgangsspannung, jetzt brechen die Dioden durch und es kann keine weitere Ausgangsspannungserhöhung erfolgen.

Gruß
Klaus-Dieter

PS
bitte daran denken daß die Spitzenwerte bei der Betrachtung eine Rolle spielen!!

[Peter(TOO)]

Danach lief der Generator an und lieferte Strom.
Ein paar Wochen später... Mitten im Lauf, also er lieferte da bereits Strom, fiel die Ausgangsspannug plötzlich aus.

Daraufhin holte mein Kumpel einen Elektriker und der sagte, das wohl die Regelplatine defekt wäre. Und das Teil hab ich gerade hier.

Die Kohlen wurden auch bereits überprüft, die machen aber einen guten Eindruck.

Möglich ist auch ein Wicklungsunterbruch oder eine sonstige Unterbrechung, möglicherweise auch noch temperaturabhängig.
Ohne den Generator kann man den Fehler nicht wirklich finden, da man auch nicht wirklich weiss wie die Wicklungen aufgebaut sind.

Es gibt unzählige Möglichkeiten die Spannung zu regeln, z.B. auch über die Sättigung des Eisens oder elektromechanisch über das Gas des Motors. Jede hat ihre Vor- und Nachteile und sie werden auch in Kombination verwendet.

MfG Peter(TOO)

[wkrug]

Es gibt unzählige Möglichkeiten die Spannung zu regeln, z.B. auch über die Sättigung des Eisens oder elektromechanisch über das Gas des Motors.
Das hatte ich mir einfacher vorgestellt.
Ich dachte die Regelungen wären sich zumindest vom Prinzip her ähnlich.
Ich wart mal ab, bis ich wieder an den Generator ran komm und poste dann noch mal.

[Peter(TOO)]

Das hatte ich mir einfacher vorgestellt.
Ich dachte die Regelungen wären sich zumindest vom Prinzip her ähnlich.
Ich wart mal ab, bis ich wieder an den Generator ran komm und poste dann noch mal.
Jede Variante hat ihre Vor- und Nachteile, wie z.B. Kosten und Wirkungsgrad.
Bei 50W kann man mit 50% Wirkungsgrad noch leben, das sind dann 50W Verluste.
Bei 10kW wären es 10kW Verlust, da wird dann manche Heizung neidisch und der Spritverbrauch ist auch doppelt so hoch wie nötig!

MfG Peter(TOO)

[martinowitsch]

Hallo 'wkrug'!
Ich bin über diesen Beitrag gestolpert, weil ich ein ähnliches Problem mit genau den gleichen Komponenten habe.
In mienem Fall ist es ein Bosch DSOAD 7,5 Generator mit einem hatz Dieselmotor.
Der liefert statt 3x220 bzw 380V nur 3x170 V.
Bei Erhöhung der Drehzahl (wird mechanisch geregelt) komme ich zwar auf ca. 200V,
allerdings bricht die Spannung unter last ein.
Ich habe die Wicklungen durchgemessen, und die Widerstánde entsprechen dem Datenblatt.
Daher auch meine Vermutung, dass irgendwas entweder mit den Dioden (die sind mit Multimeter gemessen auch Ok),
oder mit dem Varistor was nicht stimmt ...
Ich hänge hier den Schaltplan, den mir die Firma Eisemann (Bosch Nachfolger) freundlicherweise zugeschickt hat, an.
Auch ich bin auf der Suche nach dem Ersatzteil - Varistor - vielleicht hast Du ja inzwischen eine Quelle entdeckt.
Vielen Dank und beste Grüsse aus der Südsteiermark, Martin

3554335542

[wkrug]

Ich würde Dir zustimmen.

Was Ich noch probieren würde ist, ob die eigentlich getrennten Wicklungen ( Erregerwicklung, Hilfswicklung, Ausgangswicklung ) eine Verbindung miteinander haben ( Wicklungsschluß ).

Meiner Meinung nach funktioniert das Ganze so.

Die Hilfswicklung W1, Z1, MP1 produziert die Spannung für die Erregerwicklung J - K.

Die Spannung der Hilfswicklung wird dann durch die beiden Dioden gleichgerichtet ( zwei Weg Gleichrichtung ) und der Erregerwicklung zugeführt.

Wird die Spannung am Varistor zu groß ( keine Last ) schaltet der durch und begrenzt damit die Spannung an der Erregerwicklung.

Wenn der Varistor also raus ist müsste die Ausgangsspannung ohne Last in die Höhe gehen.
Ob das der Generator ohne Schaden verträgt kann Ich leider nicht sagen.

Ich würde mal die Spannung mit einem Oszilloskop an der Erregerwicklung messen.
Dort müsste sich IMHO eine pulsierende Gleichspannung mit ca. 100Hz einstellen.
Fehlt da jede 2te Welle ist wohl eine Diode defekt.
Wenn der Varistor arbeitet sollten die Spitzen des Sinus gekappt werden.

Das was Ich schreibe sind Annahmen - Live gemessen hab Ich sowas nicht!

[martinowitsch]

Hallo wkrug !

ich hab die Wicklungen zwar durchgemessen, aber auf Brücken hab ich nicht geachtet. Muss ich das nächste Mal, wenn
ich in der Nähe der Maschine bin, checken.
Inzwischen hab ich (vergeblich) versucht, so einen Varistor zu finden.
Das Problem ist, dass es scheinbar unterschiedliche Bezeichnungen gibt.
Während die einen meinen, dass 1,2k der Widerstand ist (keiner kann sagen
bei welcher Spannung ... 1200V macht genauso wenig Sinn wie 120V - was auch mit 1,2k nicht
passen würde ... ) meinen andere, das ist der mechanische Durchmesser
(es sind 13mm ..)

Deswegen hab ich vorhin gefragt, ob jemand weiss, welche Nennwerte dieser Varistor
nun eigentlich hat - und natürlich wo man einen mit solchen Werten dann herbekommt ...

Nur zum Verständnis (ich hab zwar eine elektrotechnische Ausbildung, aber die ist 40 Jahre her und
mein damaliger Professor würde sich beim Lesen diesr Zeilen wahrscheinlich im Grab umdrehen ;-)):
Kann ich mit einem Gleichstrom-Netzteil die Erregerwicklung dazu bringen, ihren Dienst zu tun ?
... währen ich das schreibe, denk ich mir, dass das nicht gehen wird, weil jede Spule braucht ein
sich änderndes elektrisches Umfeld (Spannung, Strom), damit sie irgendeinen Effekt hat ... so
bild ich mir das jedenfalls ein ... Kann aber auch sein, dass durch das Drehen des Rotors auch mit
Gleichspannung sich der Strom ändert und dadurch der gewünschte Effekt eintritt ... grübel ...
Naja, eventuell kannst jemand hier im Forum mich ein wenig 'auffrischen' ?

Jedenfalls recht herzlichen Dank an alle !!

[ARetobor]

Hallo,
den Erregerstrom kann man zu Testzwecken auch separat einspeisen.

Gruß
AR

PS
Regelkreis auftrennen nicht vergessen.
Mit wenig Strom anfangen.

[martinowitsch]

Danke, AR - also mit einem strombegrenzenden Gleichspannungs-Netzteil. Bleibt die Frage, bei wieviel Volt bzw (m)A ich anfangen soll :-)

Und: wie misst man so einen Varistor, damit festgestellt werden kann, ob der noch 'gut' ist oder nicht ? (wenn man nicht weiss,
welche Nenndaten (Begrenzerspannung) der eigentlich haben soll ...) Eventuell mit einem Vorwiderstand die Spannung langsam
ansteigen lassen und schaun, wann bzw wie schnell der dann 'kurzschliesst' (durchschaltet) ?

Danke nochmal & schönen Abend !

[ARetobor]

Hallo,
eine einstellbare Stromquelle 2 Ampere 200 Volt
wird wohl nicht jeder rumliegen haben.
Ich würde 230 Volt Netzspannung über einen
Einstelltrafo gleichrichten ,zum Schutz eine Glühlampe
ab 100 Watt und dann Halogen 500 Watt in Reihe , langsam
hochdrehen.
Dabei natürlich die Ausgangsspannung im Auge behalten.
Eine kleine Last in Form einer Glühlampe kann nicht Schaden.

Gruß
AR

PS
Mach doch mal ein paar Fotos vom Regler U.
Ach so, die Kohlen haben doch Kontakt?

[wkrug]

An meinem Generator hab Ich auch noch mal rum gemessen.
Letztlich hatten die Kohlen vom Kontaktband zum Schleifring einen Übergangswiderstand.
Wo genau kann Ich leider nicht sagen.
Mei Kumpel hat dann den Generator entsorgt, ohne, das wir den Fehler genau lokalisieren konnten.

Ich hätte evtl. die Kohlen ausgebaut und die oberste Schicht leicht angeschliffen.

[martinowitsch]

... so, ich hab die Avalange-Dioden beim Rei... und 'den' (bzw einen , der den Werten, die im Schaltplan als J-K Spannung angegeben sind) Varistor bei 'Henri' bestellt.
sollte diese Woche noch eintrudeln. am Wochenende bzw nächste Woche fahr ich dann mit Lötkolben , Messgeräten, Hilfsgenerator , Akku und Oszi aufn Berg
und dann schaun wir weiter. Werde anher berichten, wie es ausgegangen ist :-) vielen Dank fïr die Tipps und schönen Abend !