Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Stromerzeuger mit MCU regeln?


von Bert 0. (maschinist)


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Hallo,

ich habe hier einen der üblichen 2KW 4-Takt Stromerzeuger der rustikalen 
Bauart: Synchrongenerator mit Fliehkraftregelung, über einen 
verstellbaren Federzug wird die Drosselklappe des Vergasers betätigt.

Diese Regelung mag ja für Baustellenbetrieb mit Flex und Halogenstrahler 
ausreichend sein, nicht aber für meine Funkzwecke: Angeschlossen werden 
soll eine 400W-Röhren-PA GI7b für 70 cm. Die hat z.B. eine 
Unterspannungserkennung und schaltet ab, wenn der Generator bei 
Lastwechsel mit der Regelung nicht nachkommt.

Meine Idee ist nun, diese mechanische Primitivregelung durch Einsatz 
eines AVR-Mikrocontrollers aufzubessern. Als Kenngröße soll erstmal die 
Ausgangsfrequenz des Generators auf 50 Hz gehalten werden. Als Messgröße 
würde ich mit einem Hallsensor die Drehzahl der Schwungscheibe 
aufnehmen.

Die mechanische Realisierung ist dank des großzügigen mechanischen 
Designs ohne Probleme machbar. Die Drosselklappe soll dann mit einem 
entsprechenden Modellbau-Servomotor betätigt werden.

Was meint Ihr, welche Sicherheitsmerkmale eine entsprechende 
AVR-Software mitbringen muß, damit das System nicht in irgendwelche 
katastrophalen Zustände gerät?

Ist es sinnvoll, weitere Größen zur Regelung heranzuziehen? Eine direkte 
Strommessung wäre über einen Meßwandler möglich, ist dieser Wert evtl. 
direkter, als die Abnahme der Drehzahl (Trägheit des Ankers)?

Im geplanten Contest SSB-Betrieb gäbe es im wesentlichen zwei 
Betriebszustände: Empfang mit relativ geringem Strombedarf und Sendung 
mit bis zu 1KW Generatorleistung. Haltet Ihr es für sinnvoll, eine 
"lernende" Regelung zu implementieren, die z.B. den Vergaserstellwert 
der letzten Sendephase merkt, um ihn als Startwert der nächsten 
Sendephase zu verwenden?

Habt Ihr sonst konstruktive Anmerkungen zum geschilderten Problem?


73 de Bert, DD5XL

von Markus M. (Firma: EleLa - www.elela.de) (mmvisual)


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Nimm ein Wechselrichter und Akkus.
Damit kannst Du immer senden und die Spannung ist stabil. Allerdings 
muss es ein qualitativ hochwertiger Wechselrichter sein.

Den Generator nur zum Laden der Akkus. Evt. könntest Du auch lautlos 
über Solarzellen laden.

von Bert 0. (maschinist)


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Danke für die Antwort, aber:

Ein Contest geht in der Regel über 24h!
Einen Wechselrichter bräuchte ich, wenn Gleichspannung zur Verfügung 
stände, ich habe aber keine Akkus, daher der Stromerzeuger.


Gruß...Bert

--

von Purzel H. (hacky)


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Ich wuerd auch einen Wechselrichter vorschlagen. Einen Benziner praezise 
zu regeln ist nicht trivial. Ein Modelbauservo an den Vergaser ist nicht 
genuegend, viel zu langsam.

von Thomas R. (Gast)


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Im SSB-Betrieb hast du Leistungsaufnahmeschwankungen im 
Sprachfrequenzbereich.
In diesem Frequenzbereich ist keine Verbrennungsmotorregelung machbar.
Mein Vorschlag wäre ein Generator mit Inverter (z.B. Honda EU 10i) und 
hoffen, dass dessen Regelung dafür taugt.

von Bert 0. (maschinist)


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Thomas R. schrieb:
> Im SSB-Betrieb hast du Leistungsaufnahmeschwankungen im
> Sprachfrequenzbereich.
> In diesem Frequenzbereich ist keine Verbrennungsmotorregelung machbar.
> Mein Vorschlag wäre ein Generator mit Inverter (z.B. Honda EU 10i) und
> hoffen, dass dessen Regelung dafür taugt.

Ja, ich habe aber auch die Elkos im Netzteil der Endstufe, die das ein 
wenig kompensieren.

Tatsache ist: An der Generatorlösung geht nichts vorbei, ich will keinen 
zusätzlichen Zinnober wie Gleichrichtung und erneute 50Hz Invertierung.

Im SSB-Betrieb habe ich, abhängig von Op, MicGain, Kompressor etc. einen 
reproduzierbar voraussagbaren Strombedarf, das müßte doch möglich sein, 
quasi eine Zweipunktregelung zu implementieren, deren Lastzustand 
dynamisch nach dem im Sendefall benötigten Mittelwert vorgesteuert wird?

73 de Bert

von Falk B. (falk)


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@  Bert Braun (maschinist)

>Im SSB-Betrieb habe ich, abhängig von Op, MicGain, Kompressor etc. einen
>reproduzierbar voraussagbaren Strombedarf, das müßte doch möglich sein,
>quasi eine Zweipunktregelung zu implementieren, deren Lastzustand
>dynamisch nach dem im Sendefall benötigten Mittelwert vorgesteuert wird?

Bevor hier mal wieder der Teufel an die Wand gemalt wird.

Hast das schon mal getestet? Ich denke die Schwankungen im 
Sprachfrequenzbereich bekommt die Regelung kaum mit, die Trägheit des 
Generators bügelt das glatt. Für den Rest muss er überdimensioniert 
werden, dann läuft das.

MFG
Falk

von Bert 0. (maschinist)


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Falk Brunner schrieb:

> Hast das schon mal getestet? Ich denke die Schwankungen im
> Sprachfrequenzbereich bekommt die Regelung kaum mit, die Trägheit des
> Generators bügelt das glatt. Für den Rest muss er überdimensioniert
> werden, dann läuft das.

Hi Falk,

ja, ich habs getestet in der Originalkonfiguration, da geschieht es beim 
Schalten der PTT und Einsetzen der Modulation, daß der Stromerzeuger 
kurzzeitig derart "in die Knie geht" daß die PA abschaltet, der 
Durchgang ist dann verloren, die PA braucht etliche Sek, um wieder 
verwendbar zu sein.


73 de Bert

--

von Dom (Gast)


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Falls das mit der Regelung nichts wird, wie wär's denn mit 'ner USV 
zwischen Generator und Endstufe?

von Peter (Gast)


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Die Idee mit der USV finde ich gut.
Ansonsten finde ich Deinen Ansatz mit dem Servo garnicht schlecht.

Ich würde allerdings einen einfachen Regelkreis machen und nur die 
Frequenz oder Spannung messen. Je nachdem was für Deine Anwendung 
relevanter ist.

Den Strom brauchst Du meiner Meinung nach nicht messen, denn wenn die 
Ankerdrehzahl gleich bleibt (Trägheit) und der Strom raufgeht, bricht 
die Spannung zusammen. Wenn dann der Anker langsamer wird, reagiert die 
einfache Regelung. Spannung wäre daher etwas schneller. Dann hast Du 
aber das Problem, dass Deine Frequenz nicht mehr stabil ist...

Das ganze System wird dann vermutlich hübsch nichtlinear. Trotzdem würde 
ich mit einem PID ran gehen und hoffen, dass er um den Arbeitspunkt 
einigermaßen lineares Verhalten zeigt.

Jo, und dann viel Spaß beim Einstellen, wird vermutlich ne hübsche 
Schwingungsneigung haben. Alles im allen, viel Arbeit, daher fand ich 
das mit der USV gut, aber selber versuchen ist natürlich schon cooler.


Servos kriegst Du z.B. hier günstig:
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