DE3523066A1

DE3523066A1 - Generator mit verbrennungsmotorantrieb

Info

Publication number: DE3523066A1
Application number: DE19853523066
Authority: DE
Inventors: Eduard 8063 Odelzhausen Seidl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-06-27
Filing date: 1985-06-27
Publication date: 1986-01-16

Description

Generator mit Verbrennungsmotorantrieb
Die Erfindung betrifft einen Generator zur Stromerzeuun, der mit einem Verbrennungsmotor, insbesondere mit einem Dieselmotor einfachster Bauart, z.B. von einem Einzylinderdieselmotor anretrieben wird.
Bei derartigen Generatoren kommt es insbesondere im Bereich niedriger Drehzahlen bei starren Verbindungen zwischen Generator und Motor od r bei Rutschkupplungen üblicher Bauart zu erheblichen Spannungs-u. Drehzahlschwankungen bei wechselnder Belasten, des -enerators, wobei Kolbenstöße sich in der Generatorspannung bemlerkbar machen, insbesondere wenn das Aggregat bei sehr niedrigen Drehzahlen im Sparbetrieb mit minimalem Verbrauch an Energie gefahren werden muß, was z.B. bei der Stromversorgung von Schutzrumen, Bunkern u. drgl. oft vorkommen kann. Dies gilt auch für die Verwendung des Aggregates in Einfamillienhäusern, Wald-, Gebirgs-, u. Fischerhütten oder in Notstromanlagen von Krankenhäusern u.
von Landwirtschaftlichen Betrieben.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, daß ein mit einer relativ großen Schwungmasse versehener Generator über einen hydromechanischen Wandler drehelastisch mit der Anriebswelle des Motors verbunden wird, wobei das belastungsabhängige, sich ändernde Drehmoment am Generator durch geregelte Drehzahlen des Antriebsmotors ausreC^lichen wird. Die Regelung erfolgt in dem Maße, wie die Generatorfrequenz von der Frequenznorm abweicht.
I)er vom Füllungsgrad (Hydrauliköl im Wandler) und vom Drehmoment abhängige Schlupf des Wandlers, welcher der Leistungskurve des Antriebmotors kennlinienspezifisch angepaßt sein soll, ermöglicht einen Betrieb auch noch bei sehr niedrigen Drehzahlen bei geringer Generatorleistung. Bei guter Abstimmung steigt dann die Drehzahl des Ant-rLebsmotors entsprechend dei Generatorbelastung ohne eine Änderung der Generatorfrequenz.
Die hierbei entstehende Schlupfwärme wird in der Kupplungsflüssig keit gespeichert und an die Kupplun-,soberfläche abgeführt.
Die relativ große Schwunrmasse am generator bewirkt dabei den erforderlichen Beharrungszustand des A,grerates und erleichtert bei einer plötzlich auftretenden Generatorbelastung das Nachregeln der Motordrehzahlen. Außerdem werden dadurch die Rolbenstöße, die sich in den unteren Drehzahlbereichen selbst bei Mehrzylinderdieselmotoren bemerkbar machen , in Verbindung mit der drehelastischen Antriebstechnik vollkommen neutralisiert.
Bei schwankendem Strombedarf kann so in Verbindurlg mit einem Generator mit doppelter oder mehrfacher Wicklung ab etwa 75C U/min aufwärts problemlos und einfach geschaltet werden, um einen weiten Drehzahlbereich optimal abzudecken.
Beispiel: Generator unbelastet 8-polig, 750 UAin. Motor 800 U/ min Generator belastet 8-polig, 750 U/min. Motor 1200 U/min Generator unbelastet 4-polig, 1500 U/min. Motor 1520 U/min Generator belastet 4-polig, 1500 U/min. Motor 2000 U/min usw.
Mit Hilfe der frequenzabhängigen Drehzahlregelung des Antriebsmotors und der Generatorschaltung in Verbindung mit dem sich ergebenden oder geregelten Schlupf paßt sich die Motordretizahl Problemlos der Generatorleistung an, wobei das erfindungsgemäße System schnell in ein Gleichgewicht kommt und dort auch verharrt.
Dieses stabile Gleichrewicht läßt sich überraschend nur dann optimal erreichen, wenn eine der Generatorleistung angepaßte Schwungmasse am Generator, eine von der Frequenzabweichung des Generators abhängige Drehzahlregelung des Antriebsmotors in Verbindung mit einem hydromechanischen Wandler mit dem erforderlichen Schlupf, der durch den Füllungsgrad des Wandlers im Bedarfsfalle verändert werden kann, und ein spezieller , umschaltbarer Generator mit doppelter oder mehrfacher Wicklung für unterschiedliche Betriebsbedingungen gemeinsam Verwendung finden, wobei die Schaltung entweder von Hand oder autor.atiach betrtipt werden kann.
Die automatische Schaltung kann von verschiedenen Bezugswerten abhängig gemacht werden, wie z.B. von der Leistungsabgabe des Generators oder von der Tageszeit us'.
Gegebenenfalls ist es vorteilhaft, noch ein automatisches oder von Hand schaltbares Getriebe zwischen Motor und generator zu verwenden, das entweder für die Großstufenregelung bei extremen Belastungsschwankungen oder je nach Getrieberart auch für Feinstufenregelung vorgesehen ist.
Für den erfolgereichen Einsatz des Aggregates, d.h. für ein stabiles Gleichgewicht mit konstanter Generatorfrequenz ist ein optimales Zusammenwirken der geschilderten Einzelelemente von entscheidenter Bedeutung. Hierfür ist eine sorgfältige Abstimmung der Funktionen der Einzelelemente erforderlich, die z.B. im hydromechanischen Wandler durch Veränderung des Füllungsgrades, durch Schwungmassenänderung, durch verschiedene Anzapfungen der Wicklungen des Generators, durch verschiedene, einstellbare Abhängigkeit der Motordrehzahl von der Frequenzabweichung des Generators und schließlich durch Auswahl des Getriebes bis hin zum stufenlosen Getriebe erfolgen kann.

Claims

Patentansprüche 1) Generator mit Verbrennungsmotorantrieb dadurch gekennzeichnet, daß der mit einer rei*iv großen, einstellbaren Schwunmasse versehene Generator über einen hydromechanischen Wandler drehelastisch mit der Antriebswelle des Motors verbunden ist, und die Motordrehzahl bei Belastungsänderungen durch die Abweichung der Generatorfrequenz von der Norm nachgeregelt wird, wobei der Schlupf im Wandler entsprechend der Motorkennlinie einstellbar ist.
2)Generatorantrieb nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Generator mit doppelter oder mehrfacher Wicklung mit Schaltung ausgestattet ist, m einen Betrieb in verschiedenen Dreh7 zahlbereichen zu ermöglichen.
3) Generatorantrieb nach Anspruch 1 u. 2 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Motor und Generator noch ein Getriebe verwendet wird.
4) Generatorantrieb nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Generatorschaltung automatisch über eine Bezugsgröße wie die Leistungsabgabe oder die Tageszeit erfolgt.
5) Generatorantrieb nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, da[3 die Schwungmasse am Generator, der Füllungsgrad und der Schlupf des Wandlers in Verbindung mit der Leistungskurve der Antriebsmotors und die auf di.e Frequenzabweichung bezogene Drehzahlregelung des Motors sorgfältig aufeinander abgestimmt werden.