Ersätta matare på elverk

[Squizer]

Har en längre tid gått och grubblat på en lämplig lösning på detta, men då det sträcker sig lite utanför mitt kunskapsområde så hoppas jag kunna ventilera fram lite bra idéer här. Först lite historia.


När ASEA började tillverka generatorer så var det antagligen årskurs 3B på närmaste lågstadium som fick uppdraget att ta fram en generator. Tyvärr så fick 3B bara till ett magnetiseringsfält med enormt effektbehov, som deras kolstapelregulator inte hade en chans att hålla liv i. Så lösningen blev att medelst remdrift hänga på en matare/förstärkare mellan kolstapelregulatorn och fältet. Å visst, det fungerar hyggligt men det fanns andra bättre lösningar redan då.

Det första problemet nu när dessa börjar bli till åren är att kolstapelregulatorn inte sköter sitt jobb på ett tillfredsställande sätt,
detta löser man dock ganska enkelt med en modern regulator istället för kolstapeln. Det är inga problem, problemet uppstår när matareländet brinner upp, den går inte att uppbringa i vilken kiosk som helst.

Så hur ersätter man då lämpligast denna matare?
Funktionen som behövs kan väl närmast liknas vid ett snabbt relä som följer regulatorn.
Jag har tittat lite på den IXFN som syns i schemat.
Men jag är ny på dessa effekt-FETar och sen var inte det här mitt huvudämne i skolan precis.

Lite fakta:
Regulatorn likriktar och jobbar på minus-sidan, Har tittat lite i oscilloskopet och varje puls slutar i noll-genomgången.
Fältet ligger på 6-10ohm nånstans.

Hur hade ni gjort?

[grym]

välkommen till forumet


det där kanske inte är ett helt enkelt problem

jag förstår inte riktigt hur regulatorn fungerar

en skissad bild på utgången av regulatorn vore bra

fungerar regulatorn bra?
byggde en regulator till mitt 5kw elverk och det var icke kul att få till allt så den reglerade ordentligt

allternativet är att bygga en helt ny regulator som passar ihop med effekttrissan

[sorry]

De regulatorer jag stött på har fungerat med vikter som ändrat sig efter belastningen .
Nackdelen där var att de var för långsamma så att de inte hann med vid snabba ändringar på uttagssidan .

Det är en sak om man bara kör en sak med jämn belastning hela tiden eller om man ska köra "lite allt möjligt"

Det har man då löst med ett motstånd som har gjort förändringarna lite långsammare så att regulatorn hunnit med .

[säter]

Sorry:
Det gäller väl frekvensregleringen?
Jag antar att detta gäller spänningsregleringen.

Är det stora problem med att matarmaskinen brukar ge upp?
En fördel kanske är lite snabbare reglering med helt elektronisk regulator.

[sorry]

Motorn i det här fallet som "drar" generatorn ändrar varvtal efter belastning den med precis som vattenturbinen gör . Och om man då inte har ett stabilt uttag så fungerar inte en regulator helt 100%-igt .
Finns väl flera olika typer och jag kan de som är viktbaserade .
Regulatorn ska ju hålla kraftkällan med en jämn belastning oberoende av hur mycket belastning man har på uttaget .

Jag fattade det som att det handlar om en varvtalsregulator , men kan ju ha fel som vanligt .

[Ranstam]

Hej

Det ser ut att vara en intressant konstruktion!, jag förstår inte riktigt hur magnetiseringssystemet fungerar dock. Är det så att "spänningsregulatorn" är en kol-potentiometer, som inte klarar av dom strömmar som behövs för att hålla utspänningen på en behaglig nivå? och att man därför har använt en extern generator på den stora, som stoppar in ytterliggare ström till fältet efter regulatorn? Är detta en del av en droop-funktion, som behövs för att köra flera aggregat parallellt?

En dieselgenerator ska hålla ett exakt varvtal, oavsett belastning. Det finns dock en "speed-drop" funktion på dom flesta regulatorer, mekaniskt finns dessa till och med på Woodward regulatorer. Den gör att aggregatet får sjunkande varvtal med ökande last. Ofta har man runt 4%, dvs aggregatet på tomgång ger 52Hz, och på maxlast 50Hz, detta är ett måste för att kunna fördela lasten mellan aggregat i parallelldrift. Man kan även ha isokrona generatorer som saknar den funktionen men då blir regleringen mer komplicerad. Pålastningsförmågan bestäms i stort av dieselmotorn, en turbodiesel i lastbils-storlek klarar ca 40% av maxlast som momentanpålastning utan att hosta till och trippa.

Även magnetiseringssystemet har ofta en droop funktion, svagt sjunkand spänning vid ökande last, ett måste för att den reaktiva effekten inte ska pendla mellan aggregat i parallelldrift.


//Alexander

[Squizer]

Hej på er och tack för visat intresse.
Jag ska ge er lite mer kött på benen.
Detta case avser spänningsregleringen på generatorn för att förtydliga mig.
Ska säga att detta jag skriver avser gamla volvo/scania maskiner.

Dieselmotorn håller varvtalet mer eller mindre konstant. 50hz, kan brukar dala 1-2 hz från tom till fullast, så 52 brukar man få ligga på tomt.
Dessa gamla hederliga volvo/scania kan man nästan släppa full last på direkt, SMOCK! Det röker till men de tappar inte nämnvärt nåt varv.
Så vi kan säga att frekvensen håller sig mellan 48-52hz i alla driftlägen.

För att sedan få någon spänning ur generatorn när den väl snurrar trycker man på likström genom rotorns fältlindning.
På de här gamla går det via kolborstar över till rotorn. På modernare kör man växelström och har en roterande likriktare för att slippa borstarna.
För att då hålla en spänning på 400v ur generatorn vid varierande last så behöver man ha en ganska rapp regulator.

Problemet är att på de här gamla är magnetiseringsströmmen så hög att regulatorn brinner upp direkt om man inte har den här mataren emellan
som förstärker strömmen från regulatorn. Som ni ser på min första ritning så tar vi fas-nolla och likriktar för att sedan trycka igenom fältlindningen istället för mataren.
Förenklat så behövs ett "snabbt relä" som följer regulatorns pulser och släpper ut likspänningen över fältet efter dennas pulser.

Bifogar en bild på regulatorn och en länk till hela manualen om det är av intresse.
Dessa använder vi ofta när vi moderniserar elverk med mycket gott resultat.
Men utan mataren har den inte en chans


Som ni ser så ligger utgången till fältet mellan 1-3
Sen kopplar man ihop feeding/sensing för enklast möjliga inkoppling, och matar in nollan och en fas sen är det bara att köra.


Manualen
http://www.xlogic.se/sr7.pdf

[Squizer]

Jag slängde ihop en liten ritning.
Så kanske det går lättare att greppa.

[svanted]

fungerar den som den är nu?
går det att mäta fältspänningen vid max/min last?
eller finns det i domkunetationen vilken spänning fältlindningen kan tänkas behöva?
det är intressant när man ska dimensionera fältdrivningen.

det kan tänkas att drivningen behöver max kanske 50V vilket skulle göra konstrktionen mycket enklare.

[sorry]

Äter den kolen med eller ser de fina ut ?

Du ska inte behöva mickla med något mellan generator och magnetisering utan du har något fel i mgnetiseringsenheten som ställer till det .
Kontrollera alla kopplingar och kablar så inget är glappt eller att isoleringen är "trasig" .

Hör generator och magnetiseringen ihop så de har samma arbetsvarvtal ?

När maagnetiseringen på någon av generatorerna här strulat och de ätit kol så har det oftast varit sliten kollektor eller en av lindningarna som inte varit helt ok och då stört .
Men har aldrig råkat ut för att generatorn brunnit för det .

Enda gången det brann så var det för att svänghjulet skenade pga minskad belastning så generatorn snurrade för fort .
Gav ut över 500 V på 220 nätet .
Då fungerade inte den delen som ska dra igen

[Squizer]

För stunden har jag inget defekt elverk, det finns inget som är trasigt.
Detta är i förebyggande syfte. Vi har flera gånger fått in elverk som mataren brunnit ner pga dåliga kol osv.
Så när nästa kommer in hade det varit kul med en färdig lösning.

Det som jag tycker är enklast är något form av "switch" som lägger ut likriktad 230v på fältet,
som då styrs av PWM signalen från den regulatorn som jag visade här ovanför.

[svanted]

tror inte ngn kan ge dig ett enkelt svar på hur konstruktionen ska se ut....
det här är snarare ett utvecklingsarbete från en labbkoppling på bänk för senare montering av en prototyp i generatorn med säkerligen en hel del test och utvärdering.
för det är ju inte helt riskfritt, blir det fel grillas ju de flesta laster på generatorn...
som därför behöver en fristående krets för nödstopp...

[Ranstam]

Är generatorn tänkt att arbeta mot ett ö-nät, eller ska den även kunna köras mot det stora elnätet? Generatorn är väll försedd med skydd för backeffekt, under/över-spänning/frekvens?

[Squizer]

Vi backar tillbaka lite och glömmer allt vad generator och elverk heter.
Så tittar vi på denna ritning istället.
I rutan där IXFN är så behöver jag någonting som klarar av att mata fältet efter den PWM signalen som kommer från regulatorn.
Fältet är på ungefär 6ohm, så det ska va rätt kraftiga grejer. IXFN serien är bara ett förslag.
Regleringen sköts av generatorn så det jag eftersträvar är en reläfunktion enkelt uttryckt.

Spänning ut från regulatorn = DC ut över fältet
Inte spänning från regulatorn = DC av

Av och på, och när på så är det full kräm som ett relä, fast snabbare.
Hade det funnits något lämpligt solid-state/halvledar relä så hade det nog fungerat. Men jag har inte hittat något.

[svanted]

läser du vad som skrivs?

det finns knappast ngn färdig burk som fungerar....
OM du hittar ngn så är risken stor att den kommer att självsvänga eller beté sig konstigt..
så att du i vilket fall måste modifiera den, och det går inte utan elektronikkunskaper som du haft om du inte behövt fråga här....så då är vi tillbaka på mitt förra inlägg.