17. Februar 2014

different generators / Unterschiedliche Generatoren

Generators are available in various technologies. They differ in their Current Type: electric DC generators and AC generators.

 DC generator play a subordinate role in cogeneration plants.

The alternator is divided into synchronous and asynchronous generator.

The synchronous generator

The synchronous generator is more expensive than the asynchronous in its design. However, it provides a more constant frequency and voltage. However, the prerequisite for this is a very precise and fast control. The generator can not be maintained despite a fast scheme is capable of voltage and frequency when the load changes consistently constant. The control of the synchronous generator consists of keeping the speed of the generator constant at the same revolution eg 1500 rpm. This is either electronically to an actuating motor to the throttle lever or a not so accurate mechanical centrifugal regulator. A 4-pole synchronous generator must be driven with 1500 1/min (read: rotations per minute). If this speed is followed exactly, a voltage of exactly 50 Hz is generated. As I said, this is not always to be expected. The desired output voltage of 230 volts is obtained with a second control stage. The voltage generated is not dependent on the speed, but the flow of the current through the armature. The armature is the moving part of the generator. The current flowing through the lines of the armature needs to be transmitted via slip rings. The current flows, a magnetic field is generated. The greater the current, the greater the magnetic field. The greater the magnetic field the greater the output voltage. The scheme measures the output voltage and controls according to the the armature current. 

 The asynchronous

The asynchronous generator is substantially simpler. He has no slip rings and therefore also no current flowing through the armature. The armature is shorted and is actually a cage with very few turns. Therefore it is also called squirrel cage or cage rotor.
If it is operated parallel to the mains he draws its excitation current from the grid. In the stand-alone system it needs to obtain its excitation current from the other side. With capacitors which the energy required is cached, manages the feat. Due to the simple structure, the asynchronous generator supplies the output voltage of 230 V with a frequency of 50 Hz only at full load.
 
However, this should not be expected in a stand-alone system. Therefore, there is as in the synchronous generator certain load-dependent variations of voltage and frequency. You have to decide which parameter you want to keep constant, so to speak. Since the frequency is not so much affected, the voltage is kept constant by a regulation. Unlike the synchronous generator, the output voltage is a function of speed. If the speed is changed, the voltage also changes. With a corresponding actuator which is mounted on the throttle lever of the engine, the rotational speed and thereby the voltage is changed. If in such a control process, the load is less, so the speed must be regulated back, so that the voltage remains constant. Only the frequency changes slightly. Now becomes clear why compensated in this type of generator in the island system only after a parameter. It regulates the output voltage to 230 volts and takes out a certain frequency deviation. Furthermore, it must be mentioned that the asynchronous generator operates economically. Because when engaged with a small load, the control, and reduces the rotational speed, it follows that the rotational speed-dependent consumption of the engine decreases. For the excitation capacitors must be provided. But this he is not as maintenance intensive and much cheaper to buy in terms of the synchronous generator. The follow-up costs for the scheme are not so high. The list of benefits is magnified when one considers what is required in parallel operation. Here, the asynchronous generator has a lot to offer: The grid synchronization, which is necessary when the generator is switched on is not very critical. In the synchronous generator, a further control must be installed. It is necessary to adjust the two frequencies (which the network and the generator) so that they fit in the Boost moment with each other. The asynchronous generator is simply switched in parallel operation. It synchronizes itself.

I start my CHP with the asynchronous and then I switch on the ignition. The motor switches to generator mode. It eliminates the cost of the starter and starter battery. It must be mentioned that this advantage in island mode is omitted, since no power for starting is available. Anyone who wants to be so equipped CHP for an emergency, needs starter and starter battery. But this is also true for the synchronous generator to.
If the public power grid maintenance is performed, a cogeneration plant which is operated with an asynchronous generator, after switching off the network also produce no electricity and therefore no feeding. This eliminates additional shut-off and safety devices.

summary

In summary, the asynchronous generator for the mini CHP is predestined. Even with the capacitor package it is much cheaper than the synchronous generator. He is a mass product. Therefore, it is available in large quantities with different designs. He has virtually no maintenance.
Only the frequency stability of the synchronous generator is an advantage but on closer inspection becomes less important, as in the stand-alone system is not a constant load can be expected.
 

This description can be found for the most part on www.dagego.de. Better to have it simply can not describe. Here is the link to the page. http://www.dagego.de/info_asynsyn.html 
  
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Generatoren gibt es in verschiedenen Technologien. Sie unterscheiden sich in ihrer Stromart: Gleichstromgeneratoren und Wechselstromgeneratoren.


Gleichstromgenerator spielen in Blockheizkraftwerken eine untergeordnete Rolle.
Der Wechselstromgenerator wird unterschieden in Synchron- und Asynchrongenerator.

Der Synchrongenerator

Der Synchrongenerator ist in seiner Bauart aufwendiger als der Asynchrongenerator. Er liefert jedoch eine konstantere Frequenz und Spannung. Die Voraussetzung dafür ist jedoch eine sehr präzise und schnelle Regelung. Der Generator ist trotz einer schnellen Regelung nicht in der Lage die Spannung und die Frequenz bei Lastwechseln konstant zu halten. Die Regelung des Synchrongenerator besteht aus halten der Drehzahl des Generators konstant auf der gleichen Umdrehung z.B. 1500 Umdrehungen. Das geht entweder elektronisch mit einem Stellmotor am Gashebel oder mit einem nicht ganz so genauen mechanischen Fliehkraftregler. Ein 4 poliger Synchrongenerator muss mit 1500 1/min (sprich: Umdrehungen pro Minute) angetrieben werden. Wenn diese Drehzahl exakt eingehalten wird, wird eine Spannung mit genau 50 Hz erzeugt. Wie gesagt, das ist leider nicht immer zu erwarten. Die gewünschte Ausgangsspannung von 230 Volt wird mit einer zweiten Regelstufe erreicht. Die erzeugte Spannung ist nicht von der Drehzahl abhängig, sondern von dem Strom der durch den Anker fließt. Der Anker ist das sich bewegende Teil im Generator. Der Strom, der durch die Leitungen des Ankers fließt, muss über Schleifringe übertragen werden. Fließt der Strom, wird ein Magnetfeld erzeugt. Je größer der Strom, desto größer das Magnetfeld. Je größer das Magnetfeld desto größer die Ausgangsspannung. Die Regelung misst die Ausgangsspannung und regelt entsprechend den Ankerstrom. Das darf aber in einer Inselanlage nicht erwartet werden. Daher gibt es wie beim Synchrongenerator gewisse lastabhängige Schwankungen von Spannung und Frequenz. Man muss sich sozusagen entscheiden welchen Parameter man konstant halten will. Da die Frequenz nicht so sehr beeinflusst ist, wird mit einer Regelung die Spannung konstant gehalten. Anders als beim Synchrongenerator ist die Ausgangsspannung drehzahlabhängig. Wird die Drehzahl geändert, ändert sich auch die Spannung. Mit einem entsprechenden Stellmotor, der am Gashebel des Motors montiert ist, wird die Drehzahl und dadurch auch die Spannung geändert. Wird bei einem solchen Regelvorgang die Last kleiner, muss also die Drehzahl zurück geregelt werden, damit die Spannung konstant bleibt.

Der Asynchrongenerator

Der Asynchrongenerator ist wesentlich einfacher aufgebaut. Er hat keine Schleifringe und deswegen auch keinen stromdurchflossenen Anker. Der Anker ist kurzgeschlossenen und ist eigentlich ein Käfig mit sehr wenigen Windungen. Daher heißt er auch Kurzschlussläufer oder Käfigläufer.
Wenn er netzparallel betrieben wird, bezieht er seinen Erregerstrom aus dem Netz. In der Inselanlage muss er seinen Erregerstrom von anderer Seite beziehen. Mit Kondensatoren in denen die dafür nötige Energie zwischengespeichert wird, gelingt das Kunststück. Durch die einfache Bauart bedingt, liefert der Asynchrongenerator die Ausgangsspannung von 230 V mit der Frequenz von 50 Hz nur bei Volllast. Lediglich die Frequenz ändert sich geringfügig. Jetzt wird klar warum bei diesem Generatortyp in der Inselanlage nur nach einem Parameter ausgeregelt wird. Man regelt die Ausgangsspannung auf 230 Volt und nimmt eine gewisse Frequenzabweichung hin.
Desweiteren muss erwähnt werden, dass der Asynchrongenerator ökonomischer arbeitet. Denn wenn bei einer kleinen Last, die Regelung eingreift und die Drehzahl reduziert, folgt, dass der drehzahlabhängige Verbrauch des Motors zurückgeht. Für die Erregung müssen Kondensatoren bereit gestellt werden. Dafür ist er jedoch in Bezug auf den Synchrongenerator nicht so wartungsintensiv und wesentlich günstiger in der Anschaffung. Auch die Folgekosten für die Regelung sind nicht so hoch. Die Liste der Vorteile wird vergrößert, wenn man betrachtet, was im Netzparallelbetrieb gefordert ist. Hier hat der Asynchrongenerator einiges zu bieten: Die Netzsynchronisation, die erforderlich ist, wenn der Generator zugeschaltet wird ist nicht ganz unkritisch. Bei dem Synchrongenerator muss eine weitere Regelung installiert werden. Sie ist nötig, um die beiden Frequenzen, (die des Netzes und die des Generators) so anzupassen, dass sie im Zuschalt Augenblick zueinander passen. Der Asynchrongenerator, wird im Netzparallelbetrieb einfach zugeschaltet. Er synchronisiert sich selbst. 

Ich starte mein Blockheizkraftwerk mit dem Asynchrongenerator und dann schalte ich die Zündung ein. Der Motor  geht dann in den Generatorbetrieb über. Es entfallen also die Kosten für Anlasser und Starterbatterie. Es muss aber erwähnt werden, dass dieser Vorteil im Inselbetrieb entfällt, da ja kein Netzstrom zum Starten vorhanden ist. Wer also sein BHKW für den Notfall gerüstet haben will, braucht Anlasser und Starterbatterie. Aber das trifft auch für den Synchrongenerator zu.
Werden am öffentlichen Stromnetz Wartungsarbeiten durchgeführt, kann ein BHKW das mit einem Asynchrongenerator betrieben wird, nach dem Abschalten des Netzes auch keinen Strom mehr erzeugen und damit auch nicht Einspeisen. Damit entfallen zusätzliche Abschalt- und Sicherheitseinrichtungen.

Zusammenfassung

Zusammengefasst ist der Asynchrongenerator für das Mini BHKW prädestiniert. Sogar mit dem Kondensatorpaket ist er wesentlich günstiger als der Synchrongenerator. Er ist ein Massenprodukt. Daher gibt es ihn in großen Stückzahlen mit unterschiedlichen Bauformen. Er muss so gut wie gar nicht gewartet werden.
Lediglich die Frequenzkonstanz des Synchrongenerators ist ein Vorteil der aber bei genauer Betrachtung an Bedeutung verliert, da in der Inselanlage keine konstante Last erwartet werden darf.

Diese Beschreibung ist zum größten Teil auf www.dagego.de zu finden. Besser hätte man es einfach nicht beschreiben können. Hier der Link zur Seite. http://www.dagego.de/info_asynsyn.html

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