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letzter Beitrag 9.14.2012 10:59 von  Knut
Windgenerator - Problem
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Autor Nachrichten
AKKA
Senator
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Posts:582


--
9.4.2012 10:13

    Auf unserem Schiff betreiben wir einen 350W Windgenerator (Permanentmagnet, 3 phasig mit Gleichrichter steht im Datenblatt). Der Anschluss an die Verbraucherbank erfolgt über einen Stop-Run-Schalter sowie einen Regler mit Lastwiderständen für Überschussenergie. Nach 6 Jahren einwandfreiem Betrieb zeigen sich jetzt Probleme. Stellen wir auf STOP (abbremsen durch Generator-Kurzschluss), weil Batterien voll und der Regler mit den Widerständen brummt, dann passiert immer wieder mal nach Umstellen auf RUN … gar nichts! Die Flügel drehen sich auch bei 20 Knoten Wind weiter mit der langsamen STOP-Drehzahl und liefern keinen Ertrag. – Mechanisch ist alles leichtgängig und der Generator steht richtig im Wind (auch die Flügel sind noch dran! :-))

    Nehme ich die Generatorkabel vor dem STOP-Schalter ab, müsste er lastfrei hochdrehen … macht er aber nicht, sondern bleibt stur auf STOP-Tempo. Rettung brachte bisher stets eine Böe ab 30 Knoten, die den Windgenerator dann doch hoch laufen und fortan normal arbeiten lässt. Wir haben dann wochenlang auf STOP verzichtet und hatten eine einwandfreie Funktion. Der Generator lief nach Windstille mit leichten Winden sofort und problemlos wieder an … alles leichtgängig und normal. Dann versuchten wir wieder einmal STOP und siehe, er nahm seine Arbeit mit RUN wieder auf. – Alles gut?

    Nein, denn beim nächsten STOP war das Problem wieder da. Er will nach STOP und Umschaltung auf RUN nicht auf Drehzahl kommen und bleibt auch bei bis 20 Knoten am Ankerplatz auf Langsamlauf, man kann die Umdrehungen noch gut mitzählen, als sei er weiter kurzgeschlossen und gebremst. Wir warteten auf die befreiende Böe … aber 30 Knoten hat man auch nicht alle Tage!

    Als die Geduld verbraucht war, ersetzten wir die Böe durch eine Bohrmaschine, mit der wir nach Abnahme der messerscharfen Flügel die Nabe auf Touren brachten und nach einigen Sekunden konnten wir 10Amp ablesen. – Jetzt arbeitet der wiederbelebte Windgenerator seit Tagen einwandfrei als sei nichts gewesen, aber auf die Stop-Funktion werden wir zunächst doch besser verzichten.

    Da das Problem nur nach STOP-Schaltung auftritt, möchte ich einen verdeckten Wackelkontakt-Kurzschluss in den Zuleitungen ausschließen, zumal dann bei RUN auch die angeschlossenen Batterien die Kabel glühen ließen, bzw. die Sicherung …

    Kann sich jemand einen Reim darauf machen und hat (amateurgerechte) hilfreiche Hinweise? - Muss etwas erregt werden oder schwächeln Magnetfelder? Was könnte den Generator "denken" lassen, dass er noch kurzgeschlossen ist?

    Andreas / AKKA
    Knut
    Skipper
    Skipper
    Posts:43


    --
    9.4.2012 11:06
    Hallo liebe Akka Crew,

    der Fehler liegt mit sehr großer Wahrscheinlichkeit in dem RUN/STOP Umschalter.
    Auf Stellung RUN ist der Windgenerator mit den Batterien verbunden. Beim Umschalten auf STOP wird zuerst die Verbindung zu den Batterien getrennt und dann die zwei Leitungen Plus und Minus vom Windgenerator kurzgeschlossen.
    Da wohl die Umschaltung meistens bei mehr Wind geschieht, fließt da auch ein relativ großer Strom. In den Jahren sind dann wohl die Kontakte verschlissen und "kleben" jetzt beim zurückschalten auf Run, dadurch bleibt der Generator kurzgeschlossen.
    Wenn nun durch viel Wind oder mechanisch der Generator auf höhere Drehzahlenn gebracht wird, fließt auch wieder ein höherer Strom, der bewirkt, dass sich die Kontakte wieder  lösen.
    Also am besten erstmal die Batterie vom Umschalter trennen und den Windgenerator mechanisch ganz stoppen. Dann den Schalter aufmachen und versuchen an die Kontakte zu kommen. Diese dürften etwas verschmort sein. Beste Lösung wäre ein neuer Umschalter, die Zweitbeste: Die Kontakte mit einer Nagelfeile oder sonstigen kleinen Feile oder auch Schleifpapier abschleifen, bis sie wieder sauber und schön parallel sind. Sicherstellen, dass sie gut schließen - und öffnen! Dann wieder alles zusammenbauen.

    Viel Erfolg und viele Grüsse, Knut.  
    Moskito
    Kommodore
    Kommodore
    Posts:191


    --
    9.4.2012 11:46
    Prüft auch mal die Kohlen von dem Erreger-Schleifer...

    Übrigens...schöne Grüsse nach Wallis..oder Futuna??? im TOM seid Ihr hoffntlich gut aufgehoben...

    :):)
    AKKA
    Senator
    Senator
    Posts:582


    --
    9.4.2012 12:32

    @ Knut

    Vielen Dank für den Hinweis, werde den Schalter näher untersuchen, OBWOHL "Nehme ich die Generatorkabel VOR dem STOP-Schalter ab, müsste der Generator lastfrei hochdrehen … macht er aber nicht, sondern bleibt stur auf STOP-Tempo." ... damit schien mir klar, dass es nicht am Schalter liegt! Ich werde auch mal probieren, den Generator-Kurzschluss direkt mit den Zuleitungskabeln herbeizuführen und dann wieder freigeben. ... wird er anlaufen?

    @ Moskito

    gerade heute in Fiji eingetroffen, Futuna wegen Wind und Wetter rechts liegen gelassen.

    Beste Grüße, Andreas
    sysantos
    Segler
    Segler
    Posts:8


    --
    9.5.2012 12:47
    Interessantes Thema.
    Wir fahren den Generator in gleicher Anordnung seit ca. 3 Jahren ohne (bemerkte) Probleme.
    Folgende Besonderheit tritt aber machmal auf: der Generator ist in Stop-Stellung, fährt aber gelegendlich trotzdem für einige Sekunden auf hohe Drehzahl hoch, um danach wieder selbständig abzubremsen. Äußerlich konnte ich keine Quelle für einen Wackelkontakt feststellen.
    Gibt es eine Erklärung dafür?
    Grüße
    SY Santos, Tom
    Lagune bei Olhao, Portugal
    Moskito
    Kommodore
    Kommodore
    Posts:191


    --
    9.5.2012 3:23
    Haben diese Gen nicht schleifringe zur Übertragung der Leistung vom Gen auf die Kabel???Irgendsoetwas habe ich doch im Kopf.
    Das kann natürlich auch eine fehlerquelle sein.

    :):)
    Atlantis-DCTF
    Kommodore
    Kommodore
    Posts:126


    --
    9.5.2012 10:07
    Hallo Andreas
    Nur mal so als Tipp.
    Wir hatten mal einen Wackelkontakt (Kurschluss) im Schleifringuebertrager
    Gruss
    Inge & Ernst
    AKKA
    Senator
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    Posts:582


    --
    9.6.2012 6:47

    @ Tom   
    kurzzeitiges Hochdrehen in Stop-Phase kennen wir nicht ... das hieße für mich, dass der bremsende Kurzschluss Aussetzer hat

    @ Moskito und Ernst 
    vermuteter Wackelkontakt  im Bereich Generator-Schleifkontakt ( und anderswo ),
    1)   warum sollte der immer nur dann auftreten, nachdem 8m entfernt am Stop-Schalter gedreht wurde?
    2)   müsste zudem bei RUN durch unterbrochene Verbindung zur Batterie lastfreies Hochdrehen auslösen .... is abba nich!

    Abbremsen durch kurzschließen des Generators, was passiert da eigentlich? Ein Magnetfeld bremst, wie entsteht das und wie wird das wieder abgebaut ...? Mag das jemand mal etwas erläutern?

    Bitte nicht aufgeben, nicht nachlassen ... auch der von uns sehr geschätzte Hersteller grübelt mit, kennt aber bisher keinen vergleichbaren Fall.

    Andreas
    Moskito
    Kommodore
    Kommodore
    Posts:191


    --
    9.6.2012 2:54
    Hallo die Akkaner,

    ich muss mich ...nach neuerlichem Lesen Eures Berichtes etwas korrigieren..
    Ihr habt einen Drehstromgenerator mit Permanentmagnet, der hat also durch den Magneten seine Erregung und damit keine elektrische Erregerwicklung mit Kohlenschleifer.

    ALSO...die Fehlerquelle fällt schon mal aus.

    Es gibt allerdings ein Schleifersystem, das das Drehen des Generators bei gleichzeitigem Abnehmen des Stroms ermöglicht...der WG kann sich also also um sich selbst drehen, ohne dass es "Kabelsalat" gibt, die Schleifer sind mechanische Kontakte auf einer Schleiferlaufbahn.
    mal laut gedacht, wenn da etwas nicht ii.O ist, dann kann der Generator seinen Strom garnicht abgeben...er ist aber auch nicht kurzgeschlossen, also nicht gebremst...

    Ich würde die Schleifer trotzdem nachprüfen...

    Bei abgeklemmtem StopSchalter wird der Generator trotzdem abgebremst....wenn er wirklich durch Kurzschluss abgebremst wird...was ja anscheinend so ist...dann kann auf der Strecke
    Ausgang Generator
    Schleifer
    Kabel zum Schalter

    noch ein Wackel-Kurzschluss Übergangswiderstand sein, der dem Generator bei wenig Wind Kurzschluss vorgaukelt und ihn bremst. Kommt richtig Wind auf, dann wird auch der Ladestrom/Kurzschlussstromm gross genug, um den Übergangswiderstand zu überwinden...so eine Art Frei/einbrenneffekt

    Windgens sind eigentlich sehr simpel aufgebaut...allerdings geht aus Eurer beschreibung nicht hervor, ob da noch eine elektronische Spannungsanpassung installiert ist.

    :):)
    Moskito
    Kommodore
    Kommodore
    Posts:191


    --
    9.6.2012 3:05
    Ach ja noch zur Erklärung der Bremswirkung......

    Die kinetische Energie des Windes treibt den Permanentmagneten an, der dreht sich und erzeugt im Staor einen elektrischen Dreh-Strom, der wird durch die Dioden gleichgerichtet und über zwei Kabel (+ und - ) auf die Schleifer gegeben. An die wiederum sind die Kabel angeschlossen, die zum Stop-Schalter gehen.
    Werden am Stop-Schalter die Kabel kurzgeschlossen, dann wird in der Statorwicklung ein Kurzschlussstrom (Der Generator dreht ja immer noch und erzeugt Strom) erzeugt, der, je nach seiner Stärke, dem System die antreibende kinetische Energie entzieht und es zum Stillstand bringt.

    (Übrigens:Wenn man den Kurzschlussstrom steuert, wird das zur elektrodynamischen Kurzschlussbremse. )

    also besser kann ich es auch nicht erklären.

    Nur zur Vollständigkeit...es handelt sich hier nicht um eine sog. "Wirbelstrombremse",
    Moskito
    Kommodore
    Kommodore
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    --
    9.6.2012 3:21
    und vielliecht noch was hinterher...wenn der Gen über den Stopschalter gestoopt wird und dann nicht anläuft, dreht er beim Abklemmen der kabel leicht oder könnte es auch sein, dass ein lager kaputt ist, eine kugel im lager klemmt unter beonderen bedingungen.Also Murphi in mechanisch..

    Wenn Ihr elektrisch nichts findet, dann denkt auch mal an neue Lager


    Und...auch die Statorwicklung kann einen Schlag abbekommen haben...ist aus eurer beschreibung heraus allerdings nicht so wahrscheinlich...
    :):)
    Knut
    Skipper
    Skipper
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    --
    9.6.2012 8:47
    Da ich die letzten zwei Tage unterwegs war, komme ich erst jetzt zu einer Antwort. Also wenn bei einem Generator - ganz egal was für Einer- ein Strom abgenommen wird, bildet sich eine Gegen EMK (Elektromotorische Kraft) aus, welche versucht den Generator abzubremsen. Das Magnetfeld welches sich durch die Stromentnahme bildet ist dem erzeugendem Magnetfeld entgegengeaetzt. Um die Drehzahl gleic h zu halten, muss die Antriebskraft vergrößert werden. Bei Dieselgeneratoren regelt in dem Fall der Motorregler die Einspritzpumpe auf. Da beim Windgenerator die Antriebskraft für den betrachteten Zeitraum relativ gleich bleibt, muss sich die Drehzahl verringern. Diese Drehzahlverringerung ist proportional dem abgenommenen Strom. Dadurch dreht sich der Windgenertator im Leerlauf mit einer viel höheren Drehzahl als bei einer Stromentnahme. Es stellt sich also immer ein Gleichgewicht zwischen Antriebskraft Wind, entnommenen Strom und Drehzahl ein. Wird der Generator kurzgeschlossen, fließt ein relativ hoher Strom. Ganz stehenbleiben kann er nicht, da dann kein Strom mehr fließen würde und keine Bremskraft vorhanden wäre. Deshalb stellt sich bei einem Kurzschluss eine relativ geringe Drehzahl ein.
    Was mich nun verwundert ist die Aussage, dass der Windgenerator auch stoppt wenn die Anschlusskabel am RUN/STOP Schalter abgeklemmt sind. Also die beiden Kabel Plus und Minus kommen direkt vom Windgenerator und es ist nichts mehr dazwischen??
    In dem Fall kann es sich nur um einen Kurzschluss auf dem Wege von den gleichrichtenden Dioden über die Schleifringe, welche den Strom vom beweglichen Genertator zum festen Mast überttragen, bis zum Kabelende handeln. Wernn das Kabelende offen ist, muss der Generator mit hoher Drehzahl drehen, wenn man die beiden Kabel verbindet, dreht er nur noch ganz langsam. Wenn dieser Zustand vorhanden ist, dann kann es eigentlich nur am Schalter oder den Verbindungen liegen. Stoppt der Generator trotz offener Kabelenden liegt es auf der Strecke Kabelenden - Windgenerator inclusive Schleifringe.
    Viele Grüsse, Knut.
    Atlantis-DCTF
    Kommodore
    Kommodore
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    --
    9.7.2012 12:58
    Das duerfte fuer einige Techniker interessant sein

    http://atlantis-sail.de/Umbau%20ein...etrieb.pdf

    Werde es im Forum als Artikel mit Link bringen.

    Gruss
    Ernst
    Atlantis-DCTF
    Kommodore
    Kommodore
    Posts:126


    --
    9.7.2012 7:55
    Hallo Knut

    Das sehe ich genau so wie Du.
    Hatte zum Schluss die Nase voll und bin auf russian technology umgestiegen.
    Seit 2007 keine Probleme mehr.

    Gruss
    Ernst
    AKKA
    Senator
    Senator
    Posts:582


    --
    9.8.2012 12:05

    Allen Postern für Hinweise, techn. Erläuterungen und wahrliche Fleissarbeit bei der Problemsuche herzlichen Dank. - Bisher hatte ich den Typ unseres Windgenerators nicht genannt, um kein schlechtes Licht auf das Produkt zu werfen, denn wir sind eigentlich seit 6 Jahren SUPER zufrieden ... techn. Details dazu auf www.superwind.com

    Zu den letzten Beiträgen und noch einmal zusammengefasst:

    -     mechanisch alles leichtgängig, Lager und Flügelverstellung OK

    -     die 8m Kabelstrecke zwischen Schalter und Generator hat keine weiteren Anschlussstellen … auch schließe ich einen versteckten Kurzschluss aus, denn der würde sicher im Lauf der 14 Wochen seit erstem Auftreten auch mal im RUN Betrieb auftreten und die Sicherung auslösen.

    -     das Problem anhaltender Langsamlauf tritt bisher nur auf, nachdem auf Stop geschaltet und so der Brems-Kurzschluss ausgelöst wurde. Weder Schalten auf RUN noch Abnehmen der Kabel bringt den Generator wieder auf Tempo, ggfs. tagelang (kein lastfreies Hochdrehen trotz 20 Knoten Wind) … erst eine Böe (ab 30Kn) oder die Methode mit der Bohrmaschine erweckt ihn wieder zu normalem Leben

    -     da das Problem auch nach Abnahme der Kabel vor dem Schalter anhält, fällt dieser wohl als Verursacher aus

    -     einmal belebt, benimmt sich der Generator wochenlang bei allen Wind- und Nichtwindbedingungen völlig normal.

    So sehe und verstehe ich das, zudem glaube ich, dass nun (fast) alles schon einmal in den verschiedenen Beiträgen gesagt wurde. - Warum wir die hier vorgestellte Störung haben, gilt es immer noch zu ermitteln, aber da muss ich wohl die vielen Tipps und Vermutungen am Objekt mal abarbeiten, z.B. Brems-Kurzschluss-Versuche ohne Schalter direkt an den Generatorzuleitungen (ohne Batterie).

    Nochmals vielen Dank, aber gerne jetzt noch den entscheidenden Hinweis, der hier bisher nicht erwähnt wurde

    Andreas aus Fiji
    Knut
    Skipper
    Skipper
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    --
    9.8.2012 9:49
    Also, wenn die Zuleitungskabel am unteren Ende frei sind und ein zeitweiser Kurzschluss auf dem Weg zum Windgenerator auszuschließen ist, dann kann es eigentlich nur noch im WG selbst liegen. Messt doch einmal die Spannung unten am Kabelende. Wenn der Generator gebremst ist, dürfte dort kaum eine Spannung zu messen sein, denn es ist ja irgendwo ein Kurzschluss.
    Auf dem Foto in den technischen Beschreibungen sieht man die beiden schwarzen Schrauben der Schleifbürsten, welche die beweglichen Teile mit den festen Teilen verbindet. Wenn der Generator langsam dreht eine der beiden Schrauben herausdrehen. Dreht er nun schneller, dann liegt der Kurzschluss bei den Schleifbürsten.
    Es kann ja gut sein das sich im Laufe der Jahre so viel Kohlenstaub an den Schleifbürsten festgesetzt hat, dass es dann ab und zu, zu einem Kurzschluss kommt, welcher bei einem höheren Strom, bedingt durch viel Wind oder Bohrmaschine, wieder freibrennt.
    Etwas schwieriger ist zu erklären warum der länger währende Kurzschluss meistens dann auftritt, wenn der STOP Schalter betätigt wird. Eventuell springt durch den höheren Strom ein Funke über, welcher die Kurzschlussbedingungen an den Kohlen hervorruft.
    Auf jeden Fall sollte man die Kohlebürsten einmal entfernen und sich die Sache genau ansehen.
    Kohlebürsten sind ja auch ein Verschleißteil und nach 6 Jahren könnten diese nun eben verschlissen sein.
    Ist natürlich wahrscheinlich schwierig da oben zu arbeiten, vielleicht macht es Sinn den gesamten WG zu demontieren. Dann auch die Leitungen auf Isolationswiderstand durchmessen.

    Viele Grüsse, Knut

    PS. Superwind ist ein guter WG, habe damit bisher auch nur beste Erfahrungen gemacht.
    AKKA
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    --
    9.10.2012 5:29

    @ Knut, zu den Punkten aus vorstehendem Text

    Wenn der Generator bei Auftreten der Störung und 20 Knoten Wind nur mit STOP-Drehzahl läuft, vielleicht 2-3 Umdrehungen/Sek., dann liegen an den offenen Kabelenden der Zuleitung nahe 2 Volt an ... also kein Kurzschluss zwischen Schalter und WG, obwohl er so tut als ob? - Den WG könnte ich noch einmal vom Besan nehmen, um bitte was wie zu messen? - Derzeit läuft der WG seit letzter Bohrmaschinen-Zwangsbelebung schon wieder 3 Wochen einwandfrei ... um ihn/uns nicht zu ärgern, haben wir aber auf STOP verzichtet.

    Frank+Goethe: "Der Worte sind genug gewechselt, lasst mich auch endlich Taten sehn!" .... also habe ich heute die Schleifkontakte überprüft, alles sauber und leichtgängig, Kohle nach 6 Jahren noch 13,3 statt neu 13,5mm. Am Generator Plus mit eingesetzter Kohle gegen Masse oder Minus-Kohle gemessen zeigt bis 14,5V. Nehme ich eine Kohle raus, geht die Drehzahl lastfrei hoch bis mech. Regelung (Flügelgeräusch ändert sich) und liefert bis 29V. Gemessen bei 8 bis 13Knoten Wind und ab 10 Knoten fließen Amp. - Alles richtig.

    Dann der Versuch Kurzschluss: Zuleitungskabel vor dem Schalter abgenommen, Drehzahl steigt ... kurzgeschlossen ... Langsamlauf, Kabel getrennt ... läuft wieder an. 5x probiert und dann gleiches mit dem Stop-Schalter, alles (heute) OK. - Wie soll man da forschen???

    Ich beobachte weiter. Beste Grüße aus Savusavu

    Andreas
    Knut
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    --
    9.11.2012 7:17
    Wenn 2 V an den Kabelenden anliegt und der Generator nur langsam dreht, dann ist da schon ein Kurzschluss. Dieser hat zwar keine Null Ohm, sondern vielleicht nur einen Ohm. Über diesen Kurzschlusswiderstand fließt dann ein Strom und es fälltt eine Spannung an diesem Widerstand ab, eben diese 2 V. Genau wie bei einem Shunt, beispielsweise wie bei den Strommessungen beim Batteriemonitor.
    Da man die Dioden wohl ausschließen kann, denn entweder sind sie kaputt oder heil, aber mal heil mal kaputt gibt es nicht, kann es sich nur um einen unvollkommenden intermittierenden Kurzschluss handeln. Vielleicht verursacht durch eine Kriechstrecke durch Kohlestaub oder leitende Salzwasserbeläge?
    Eventuell hat das herausnehmen der Kohlebürsten ja auch schon was gebracht, denn nun tritt der Kurzschluss ja nicht mehr auf. Eventuell könnte man auch das gesamte Innenleben noch reinigen. Mehr fällt mir dazu nun auch nicht mehr ein.

    Viele Grüße aus dem kenianischen Hochland, Knut.
    AKKA
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    9.12.2012 5:18
    Knut,
    Post für Dich - falls Du TO-Home überblätterst, hast Du nicht sehen, dass dort oben links eine Nachricht liegt.

    Habe heute an den vor dem Schalter abgenommenen Generatorkabeln den Widerstand bei stehendem Rotor gemessen ... unendlich = OK = kein Minikurzschluß. Sobald die Störung wieder auftritt, werde ich nochmals messen. Gruß, Andreas
    AKKA
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    9.13.2012 11:19

    Problem erkannt und behoben!

    Hatte mich bisher gescheut den Windgenerator zu zerlegen, da ich eher das Umfeld im Verdacht hatte, aber im Gehäuse lag das Problem. Im Lauf der 6 Jahre Dauerbetrieb hat sich ein Steckkontakt minimal losgewackelt, die leitende Verbindung wurde schlechter, und er wandelte sich zum Heizwiderstand. Er wurde so heiß, dass er sich bei einem anliegenden Kabel in die Isolierung brannte ... und zeitweilig (Stop-) Kurzschluss erzeugte, der das Anlaufen des Generators verhinderte bis er wieder losgewackelt wurde. - Das war simpler als gedacht und jetzt "ampere-t" er wieder!

    Das war's, Andreas
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