Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik einphasigen Synchrongenerator zu Wechselrichterkreis zuschalten


von mgolbs (Gast)


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Hallo,

ich würde gern zu einem z.B. 2kW einphasigen 230V Sinuswechselrichter 
einen einphasigen Synchrongenerator zuschalten (z.B. max. 1kW, 230V). 
Alles für eine Insellösung, kein Bezug zu öffentlichem Netz...

Geht das überhaupt, wenn ich z.B. folgendes beachten würde?
# Spannungsdifferenz höchstens 5 % UN
# Frequenzabweichung höchstens 1%  fN
# Fehlwinkel höchstens 10° zwischen den Nulldurchgängen U


Kann ich dann den Wechselrichter sowohl als Energiequelle wie auch als 
Ladeeinheit nach passender Parametrierung verwenden?

Über Infos und eine rege Diskussion würde ich mich freuen.

Gruß Markus

von Schnapsdrossel (Gast)


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Wäre nicht schlecht, man wüsste genaueres über Dein Vorhaben, z.B. wofür 
überhaupt so eine Schaltung.

von mgolbs (Gast)


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Hallo,

danke für die Rückmeldung. Mir geht es eher um die grundsätzliche 
Machbarkeit, mögliche Probleme... Also nichts was das öffentliche Netz 
angeht...

Wenn die Kopplung "frequenzsynchron", "phasensynchron" und 
"spannungssynchron" erfolgen würde, spräche dann was dagegen?


Gruß Markus

von Torsten M. (torsten_m52)


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Spannungssynchron (also Mittel- und Scheitelwert) wird nicht 
funktionieren, weil wohl kaum regelbar ... ist aber auch nicht nötig.

Wenn Frequenz- und Phasensynchron (also die Nulldurchgänge und 
Richtung), dann sollte das schon funktionieren.

Oder habe ich da jetzt was vergessen? Machen die EVUs doch (stark 
vereinfacht) auch nicht anders ...

von Udo S. (urschmitt)


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Die Frage ist ob der Sinuswechselrichter wirklich einen Sinus 
produziert.
Wenn nicht wird das zu Blindströmen zwischen dem Wechselrichter und dem 
Synchrongenerator führen.

von Torsten M. (torsten_m52)


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Ich bin bei meiner Aussage natürlich von einem ordentlichen 
Sinuswechselrichter ausgegangen ... mit allem anderen brauch man die 
Überlegung gar nicht weiterführen.

Frequenzabweichung von 1% geht übrigens gar nicht. Nach 50 Perioden 
(also 1s bei Netzfrequenz) hättest Du dann ja gegenläufige Phasen ... 
zumindest wenn die Abweichung konstant 1% positiv oder negativ ist.

Phasensynchronität und Frequenzabweichungen schließen sich gegenseitig 
aus.

von flip (Gast)


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># Frequenzabweichung höchstens 1%  fN
NEIN. sowohl der WR als auch der Genarator haben die eigene zeitbasis. 
entweder 100% synchron oder muss der eine sich nach dem anderen richten. 
(Ich erinnere mich an die verwüsteten bilder eines nicht ganz synchron 
aufgeschalteten Kraftwerkes) entweder ansynchroner generator oder netz 
(bzw generatorsynchroner WR).
Es sei denn der Generatorantrieb kann sich an die WR-frequenz anpassen. 
um dann strom einzuspeisen muss der generatur auf das grad winkelgenau 
gedreht werden.

von Johannes E. (cpt_nemo)


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mgolbs schrieb:
> Geht das überhaupt, wenn ich z.B. folgendes beachten würde?
> # Spannungsdifferenz höchstens 5 % UN
> # Frequenzabweichung höchstens 1%  fN
> # Fehlwinkel höchstens 10° zwischen den Nulldurchgängen U

Im Moment des Zuschaltens sollte das so funktionieren, danach musst du 
allerdings dafür sorgen, dass die Phase des Generators auch synchron zur 
Phase des Wechselrichters bleibt.

Ein Synchronmotor als Generator wird von sich aus schon synchron 
bleiben, weil bei einer Abweichung des Phasenwinkels ein Drehmoment in 
die entgegengesetzte Richtung entsteht, so dass der Generator 
entsprechend beschleunigt oder gebremst wird.

Das schwierige daran wird die Regelung sein; irgendwie muss dem 
Generator Leitung zugeführt werden. Wenn diese Leistung zu groß ist, 
dann kann es passieren, dass der Generator die Synchronität verliert und 
schneller dreht als die Netzfrequenz. Es kann auch sehr leicht pasieren, 
dass sich das System irgendwie aufschwingt.

Im öffentlichen Stromnetz wird die Regelung über die Netzfrequenz 
gemacht; bei hoher Last werden die Generatoren langsamer und die 
Frequenz sinkt. Vermutlich wird das dein Sinus-Wechselrichter aber nicht 
machen, der hat eine konstante Ausgangsfrequenz. Deshalb kann man 
darüber die Generator-Leistung nicht regeln.

von mgolbs (Gast)


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Hallo,

danke für die rege Diskussion und die vielen tollen Hinweise.

Ich würde den richtigen Sinuswechselrichter so auslegen (kaufen :-)) das 
dieser in der Leistung deutlich höher liegt als was der 
Synchrongenerator an Leistung jemals liefern würde -z.B. Faktor 2 
dazwischen.

Der Synchrongenerator sollte vom Moment her immer speisen. Es würde aus 
dem Inselnetz sofort elektrische Energie entnommen (auch anteilig) und 
der Rest der eingespeisten elektrischen Energie des Synchrongenerators 
würde über den Wechselrichter in einen Gleichstromspeicher (12bzw. 24V) 
fließen. Der Gleichstromenergiespeicher ist so ausgelegt, dass er 
ausreichend von der Kapaztität dimensioniert ist....

Dann würde die Frage Reglung gar nicht mehr stehen, oder? Nur die 
Kopplung wäre zu beachten. Habe ich das richtig verstanden?


Gruß Markus

von Johannes E. (cpt_nemo)


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mgolbs schrieb:
> ... und
> der Rest der eingespeisten elektrischen Energie des Synchrongenerators
> würde über den Wechselrichter in einen Gleichstromspeicher (12bzw. 24V)
> fließen.

Ein normaler Wechselrichter hat üblicherweise nur eine Richtung, in der 
Energie übertragen wird. Für das, was du machen möchtest, brauchst du 
ein Gerät, das bidirektional arbeitet. Hast du so ein Gerät?

mgolbs schrieb:
> Dann würde die Frage Reglung gar nicht mehr stehen, oder? Nur die
> Kopplung wäre zu beachten. Habe ich das richtig verstanden?

Warum nicht? Irgendwann wird die Batterie voll sein, dann muss die 
Leistung des Generators reduziert werden. Auch schnelle Last-Änderungen 
an deinem Inselnetz können sich auf den Generator auswirken bzw. zu 
Schwingungen führen.


Wenn der Wechselrichter von der Leistung her deutlich größer als der 
Synchrongenerator ist, wann wäre es vermutlich einfacher und sinnvoller, 
direkt mit dem Generator die Batterie zu laden (über einen 
Gleichrichter) anstatt ins Stromnetz einzuspeisen. Dann könntest du 
einen ganz normalen Wechselrichter einsetzen.

von mgolbs (Gast)


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Hallo,

danke für die Antwort und Diskussion. Einen bidirektional 
Wechselrichter.. Gibt es so etwas am Markt als Großserienlösung 
überhaupt?

Wir würde ein Standardwechselrichter bei Rückspeisung reagieren, 
systembedingt vom Aufbau her?

Gruß und Dank Markus

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