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Stromaggregat Eigenbau
Hey Leute, ich habe mir seit längerem ein Projekt vorgenommen, ein Stromaggregat zu bauen. Leistung soll etwa 20KVA betragen und das ganze sollte nicht allzuviel kosten (ich weiß das hört man nicht gerne, aber ich denke das es möglich ist zudem ichs nicht dringend benötige)
Ausgangspunkt ist ein Golf 1 Diesel Motor mit 40KW, ich weiß dieser Motor ist an sich schon älter, allerdings ist er Nagelneu und wurde noch nie eingebaut. mit dran ist die Bosch Einspritzpumpe sowie eine Wasserpumpe, Lichtmaschine ist leider keine dran welche ich später einfach durch ein Batterieladegerät ersetzen will. Der Gaszug ist manuell ausgeführt und hängt im Moment an einem Schrittmotor zum einstellen, so will ich auch später die Drehzahlregelung ausführen (Schrittmotor regelt in Abhängigkeit von der Drehzahl nach).
zum Generator: Habe ich noch keinen, da ich Elektro Ing bin und ich nicht genau weiß wie ich die Verbindung zwischen Motor und Generator ausführen soll. Der generator wird warscheinlich einer von Rotec, diese sind relativ günstig und gibts in allen Werten. Falls jemand was besseres hat kann er sich gerne melden. Die Rotec Generatoren haben eine Keilnutschaftwelle wie zb. dieser http://www.rotek.at/a000/000/000000043_00_RT_A_de.html mit 48mm. Da ich wie gesagt kein Maschinenbauer bin weiß ich nicht so genau wie man am schlauesten den an den Motor bringt.
Desweiteren habe ich leider kein Datenblatt vom motor gefunden in der eine leistungsangabe abhängig von der Drehzahl dargestellt ist. Möchte das ganze bei 1500U/min betreiben, weiß nur nicht ob der Motor bei der Drehzahl die gewünschte Leistung abgeben kann.
Hoffe hier auf ein wenig Unterstützung, kann bei gelegenheit auch mal Bilder posten aber viel sehen außer nen Motor wird man eh nicht^^
Gruß
Beste Antwort im Thema
Ich hole das ganze hier mal aus dem Grab raus.
Das Projekt ist immer noch nicht gestorben auch nach vielen Jahren. Und habe einiges an Wissen mir aneignen können.Vielleicht interresiert es den ein oder anderen was daraus geworden ist.
Kurz zum Projekt: Es sollte ein preisgünstiges aber Leistungsstarkes Stromaggregat im Eigenbau erstellt werden aus gut erhaltenen Altteilen. Einem 20KVA Generator von 1978, sowie einen etwas neueren 1,6L VW Diesel Motor.
Generator und Motor sind inzwischen mit einer Gummikupplung verbunden ( orginal VW! ). Und bringt bei 3000U/min die locker erwünschten 20KVA. Das lang diskutierte Getriebe ist komplett rausgeflogen.
Regelung mit der vorhandenen ESP habe ich allerdings nicht hinbekommen. Aktuell betätigt ein Schrittmotor den Gaszug an der ESP und wird von einem Mikrocontroler gesteuert welcher die Generator-Frequenz misst. Der einzige Nachteil ist, das die Regelfrequenz aktuell ca 10Hz beträgt. Immer nach 5 Hz also 5 Umdrehungen stellt der Schrittmotor in die richtige Richtung nach. Bisher bin ich damit aber noch nicht ganz zufrieden.
Als Fazit des gesamten Projekts kann ich nur sagen, es hat sich gelohnt. Nicht NUR wegen des funktionierenden Generators sondern dem lerneffekt wenn man ein Projekt nicht aufgibt sondern immer weiter verfolgt.
Gesamtkosten des Projekts: waren ca 280€ ( ohne Anhänger )
Arbeitszeit: unendlich und unbezahlbar
Grüße Gandalf123c
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32 Antworten
Moin..
Wieso 1500 U/min?
Bei Kopplung per Riemenscheiben kommen auch andere, u.U. effizientere Drehzahlen in Frage.
(Generatordrehzahl wird 1500 oder 3000 sein müssen, um 50Hz zu erreichen)
Passende Taperbuchsen und Riemenscheiben für den Generator gibts bei eBay. Für die Motorseite müsste man was anfertigen (lassen).
Drehzahlregelung:
Die ESP hat eine sehr effektive Drehzahlregelung bereits eingebaut. Bei der ESP des PKW-Motors ist die durch eingebaute Federn etwas kastriert, um mehr Fahrkomfort zu erreichen. Beim Industriemotor ist eine Regelung per Stellmotor absolut sinnfrei Da wird die Drehzahl fest eingestellt und das wars!
Beim PKW-Motor kann man bestimmt die Pumpe entsprechend modifizieren. (Nähere Unterlagen zu den Pumpen müsste ich raussuchen).
Die PKW-Pumpe ist im unteren Drehzahlbereich drehzahlgeregelt, oberhalb einer bestimmten Drehzahl jedoch NICHT mehr.
Leistungsdiagramme findest du hier:
http://domi.sytes.net/diagramm1.jpg
http://domi.sytes.net/diagramm2.jpg
Viel Spaß beim Basteln!
DoMi
edit: hier noch was zur Drehzahlregelung:
http://domi.sytes.net/drehzahlregler.zip
Laut Datenblatt schafft der Motor bei 1500U/min gerade so eine Leistung von 20KW, was ich leider nicht weiß ist wie sich der Wirkungsgrad bei diesem Motor verhält, liegt dieser bei einer bestimmten Drehzahl oder ist es ein Abhängigkeitswert zur abgegebenen Leistung?
Und ist ein Antrieb mit Riemenscheibe überhaupt möglich? Ich hätte da mal irgendwo gelesen das da bei mehr als 10KW ziemlich schluss ist...
Am Motor ist zZ auch noch ein Getriebe dran, macht es Sinn den Motor am Getriebe abzugreifen oder muss des weg und direkt an die Welle (Falls das so überhaupt geht).
PS: Falls jemand (evtl ein Maschinenbauer o. ä.) aus dem Raum Würzburg/Aschaffenburg Lust hat zu helfen so ist er herzlich willkommen :-),
Riemenscheibe ist selbstverständlich auch über 10kW möglich, es gibt Riemenscheiben mit mehreren Riemen nebeneinander.
DIREKTE Kopplung mittels Klauenkupplung oder Hardyscheibe ist natürlich am besten. Da kommt dann allerdings wohl nur 3000/min in Frage. Es gibt Generatoren für diese Drehzahl.
Getriebe dranlassen ist Quatsch...viel zu viele Verluste.
Aus den Diagrammen geht übrigens die Abhängigkeit Wirkungsgrad / Drehzahl eindeutig hervor. Der spezifische Kraftstoffverbrauch pro kWh ist bei ca. 2300/min am geringsten, also ist dort der Wirkungsgrad am besten.
DoMi
Da wäre die Frage: was ist einfacher und preislich vereinbar.?
Direkte Kopplung oder Riemenscheibe, und warum kann man bei direkter Kopplung nicht bei 1500U/min laufen lassen (abgesehen vom Wirkungsgrad und der geringeren Abgabeleistung?
Ist der Wirkungsgrad beim Getriebe so viel schlechter als bei den anderen Antriebsarten? Wie viel geht da verloren 1% 10% 30% ?
Der Vorteil wäre das ich den Motor näher am Wirkungsgrad betreiben kann und trotzdem direkt an den Generator kann. Was natürlich auch dagegenspricht ist zusätzliches Gewicht und Platz.
PS: Da der Generator ohnehin nur für Beleuchtung etc mal genutzt wird, könnte man ihn alternativ auch bei 1800U/min laufen lassen und 60Hz, aber das wäre eher ein Kompromiss als eine Lösung und der Generator wird dafür auch nicht ausgelegt sein.
Moin Moin !
Derartige Antriebe für Notstromaggregate sind schon in grösseren Stückzahlen gebaut worden , ci habe vor rund 25 Jahren mal in einer Fa. gearbeitet ,die solche und Wasserpumpen z.B. für Sprinkleranlagen mit diesem Motor und Motoren von DB hergestellt hat. Daher weiss ich ,dass es fertige Kupplungen für diese Motoren gibt oder zumindestens gegeben hat.
Bezugsquellen sind mir leider nicht bekannt.Möglicherweise bekommst du diese von der Fa. HSA Horst Schuchardt Aggregate GmbH in Hambühren ,die es wohl immer noch gibt.
Dem Leistungsdiagramm entnehme ich eine Leistung von gerade mal 15 KW bei 1500/min. Also ist es nötig , einen Generator für 3000/min zu verwenden.
Ich entsinne mich ,dass damals auch alle Maschinen mit 3000 /min kiefen ,die einen PKW Motor als Antrieb besassen , diejenigen mit 1500 /min wurden mit LKW Motoren betrieben.
Die fehlende Lima würde ich auf jeden Fall ergänzen , über diese läuft der Keilriemen ,der auch die WaPu antreibt , und dient gleichzeitig als Spannelement. Du musst dir schliesslich auch über die Kühlung Gedanken machen , normalerweise erfolgt diese bei diesem Motor über einen el. Lüfter am Kühler , den Strom dafür entnimmt man sinnvollerweise der Batterie ,die wiederum von der Lima geladen wird.
Wenn du auf die Lima verzichtest ,musst du stattdessen eine Halterung konstruieren ,auf der zur Keilriemenspannungsregulierung eine Schwenkrolle angebracht ist.Auf dieser Rolle sollte dann ,wenn nicht woanders ,ein durch den Riemen angetriebener Lüfterflügel sitzen.
Der Lüfter wird sowieso permanent laufen ,auch wenn er el. betrieben wird ,da der Fahrtwind bei einem Notstromaggregat erfahrungsgemäss zu vernachlässigen ist.
Die gesamte Einheit muss auf einem Rahmen montiert werden ,da kommen schon etliche kg zusammen !
Zur Erleichterung der Wartungsarbeit haben wir damals bei allen Aggregaten eine handbetriebene Ölabsaugpumpe fest angebaut ,da man fast immer das Aggregat so auf dem Boden stehen hat ,dass man an die Ölablasschraube nicht herankommt oder zumindestens keine Auffangwanne darunter schieben kann.
MfG Volker
Zitat:
Original geschrieben von schreyhalz
Moin Moin !
Derartige Antriebe für Notstromaggregate sind schon in grösseren Stückzahlen gebaut worden , ci habe vor rund 25 Jahren mal in einer Fa. gearbeitet ,die solche und Wasserpumpen z.B. für Sprinkleranlagen mit diesem Motor und Motoren von DB hergestellt hat. Daher weiss ich ,dass es fertige Kupplungen für diese Motoren gibt oder zumindestens gegeben hat.
Bezugsquellen sind mir leider nicht bekannt.Möglicherweise bekommst du diese von der Fa. HSA Horst Schuchardt Aggregate GmbH in Hambühren ,die es wohl immer noch gibt.
Dem Leistungsdiagramm entnehme ich eine Leistung von gerade mal 15 KW bei 1500/min. Also ist es nötig , einen Generator für 3000/min zu verwenden.
Ich entsinne mich ,dass damals auch alle Maschinen mit 3000 /min kiefen ,die einen PKW Motor als Antrieb besassen , diejenigen mit 1500 /min wurden mit LKW Motoren betrieben.
Die fehlende Lima würde ich auf jeden Fall ergänzen , über diese läuft der Keilriemen ,der auch die WaPu antreibt , und dient gleichzeitig als Spannelement. Du musst dir schliesslich auch über die Kühlung Gedanken machen , normalerweise erfolgt diese bei diesem Motor über einen el. Lüfter am Kühler , den Strom dafür entnimmt man sinnvollerweise der Batterie ,die wiederum von der Lima geladen wird.
Wenn du auf die Lima verzichtest ,musst du stattdessen eine Halterung konstruieren ,auf der zur Keilriemenspannungsregulierung eine Schwenkrolle angebracht ist.Auf dieser Rolle sollte dann ,wenn nicht woanders ,ein durch den Riemen angetriebener Lüfterflügel sitzen.
Der Lüfter wird sowieso permanent laufen ,auch wenn er el. betrieben wird ,da der Fahrtwind bei einem Notstromaggregat erfahrungsgemäss zu vernachlässigen ist.
Die gesamte Einheit muss auf einem Rahmen montiert werden ,da kommen schon etliche kg zusammen !
Zur Erleichterung der Wartungsarbeit haben wir damals bei allen Aggregaten eine handbetriebene Ölabsaugpumpe fest angebaut ,da man fast immer das Aggregat so auf dem Boden stehen hat ,dass man an die Ölablasschraube nicht herankommt oder zumindestens keine Auffangwanne darunter schieben kann.
MfG Volker
Das ist gut zu wissen das es da fertige Kupplungen gab und werde mich da mal umhören.
Der Motor ist bereits in einem Übergangsgestell montiert und der Kühlkörper mit Lüfter ist daran auch schon montiert. Die Lima wurde bei diesem Motor nicht vorgesehen und der Keilriemen ist schon fertig darauf montiert und wird u. a. von der einspritzpumpe und der Wasserpumpe gespannt. Der Keilriemen ist vermutlich auch kleiner als im orginal PKW.
Was mir noch dazu eingefallen ist: Der Anlasser des Motors ist an der Schwungscheibe montiert und diese ist eine komplette Einheit mit dem Getriebe. Es besteht zwar aus 2 Teilen aber es sieht für mich nicht so aus als könnte man diese einfach auseinanderschrauben und nur den Teil mit der Schwungscheibe drannlässt und so betreibt.
Kurze Frage: Falls man das PKW Getriebe dranlässt, wie ist ungefär das Übersetzungsverhältnis der Gänge? zb. hat man beim 1 Gang mehr Motordrehzahl wie Achsendrehzahl oder ist diese beim PKW immer höher egal welcher Gang? Bei einem Fahrrad ists ja auch so dasma beim 1ten Gang mehr strampeln muss wie die Räder drehen... so könnte man zb einen 1500U/min Generator mit höherer Motorendrehzahl laufen lassen und so mehr Leistung und Wirkungsgrad erreichen.
Zum Thema er bringt bei 1500U/min nur 15KW, Der Generator war nurn Beispiel und ein 15KW Generator würde auch voll ausreichen. Das Projektziel ist es einen 3~16A Vollast betreiben zu können (ca 10KW) und alles andere ist dann erfreuliche Luft nach oben^^.
An der Einspritzpume befindet sich ein IN und OUT anschluss, kann da jemand evtl kurz was zu erklären was der OUT macht? und ich habe daran etwas seitlich eine Einstellschraube gefunden, ist diese für die Leerlaufdrehzahl zuständig = für die oben genannte Drehzahlregelung?
An deinem Motor ist vermutlich ein 5-Gang 4S oder 4-Gang 3R Getriebe dran.
Die Getriebekennbuchstaben (4S oder 3R oder ganz was anderes) stehen unten an der Getriebeglocke eingeschlagen.
4S und 3R haben folgende Übersetzungen:
Motor:Antriebswelle
1. Gang 13,616:1
2. Gang 7,6613:1
3. Gang 5,0681:1
4. Gang 3,582:1
5. Gang (nur beim 4S) 2,936:1
Da das Getriebe ein eingebautes Differenzial hat, müsstest du BEIDE Achsantriebe nutzen ....(ZWEI Generatoren)...
Wenn man eine der beiden Achsen blockiert, rotiert die andere mit DOPPELTER Drehzahl....UND: Das Differenzial ist ruckzuck hinüber.
DoMi
Die Achsen wären in dem Fall ja nicht blockiert, es wird nur auf einer Seite leistung entnommen, aber vestehe schon, das macht das ganze schwieriger.
Nach deiner Beschreibung vom Getriebe wäre die Motordrehzahl ja immer höher als die Achsdrehzahl. Allerdings sind die Verhältnisse sehr extrem, im 4 Gang bei einer Generatordrehzahl von 1500U/min wären das über 5000U/min Motordrehzahl oder sehe ich das grad falsch...
So wie ich das sehe ists sinnvoller das Getriebe zu entfernen, nur was dann mit dem Anlasser? mit Riemenscheibe direkt an die Welle? kann mir das grad nicht vorstelln wie man das am sinnvollsten machen kann.
Moin Moin !
Zitat:
Da das Getriebe ein eingebautes Differenzial hat, müsstest du BEIDE Achsantriebe nutzen ....(ZWEI Generatoren)..
Das funktioniert nicht ,da durch unterschiedliche Drehmomente ,die selbst bei annähernd symetrischer Lastverteilung auf beide Generatoren entstehen würden, es zu unterschiedlichen Drehzahlen zwischen den beiden Generatoren kommen würde. Da diese wohl beide über eine eigenständige Regelung verfügen ,würde es in Verbindung mit der Motordrehzahlregelung wohl zu Regelschwingungen kommen ,die jeden Mess- und Regeltechniker zum Selbstmord bringen würden.
Zitat:
Wenn man eine der beiden Achsen blockiert, rotiert die andere mit DOPPELTER Drehzahl....UND: Das Differenzial ist ruckzuck hinüber.
Ersteres ist richtig ,und das zweite Problem vermute ich auch.
Zitat:
Die Lima wurde bei diesem Motor nicht vorgesehen und der Keilriemen ist schon fertig darauf montiert und wird u. a. von der einspritzpumpe und der Wasserpumpe gespannt.
Meines Wissens läuft beim Golf 1 Diesel der Keilriemen über die WaPu , Lima und Riemenscheibe auf der KW. Gespannt wird er durch Schwenken der Lima.
Der Zahnriemen dagegen treibt die ESP und Nockenwelle an und befindet sich unter einer Abdeckung. Er muss übrigens mitsamt der Spannvorrichtung regelmässig erneuert werden.
Zitat:
Was mir noch dazu eingefallen ist: Der Anlasser des Motors ist an der Schwungscheibe montiert und diese ist eine komplette Einheit mit dem Getriebe. Es besteht zwar aus 2 Teilen aber es sieht für mich nicht so aus als könnte man diese einfach auseinanderschrauben und nur den Teil mit der Schwungscheibe drannlässt und so betreibt.
Der Anlasser ist natürlich nicht an der Schwungscheibe montiert ! ( Sondern an der Kupplungsglocke ) Auch ist die Schwungscheibe nicht eine Einheit mit dem Getriebe . Was du brauchst ,ist eine andere Schwungscheibe , oder anstelle der Kupplung wird auf die vorhandene Schwungscheibe eine andere Kupplung geschraubt , die wiederum den generator antreiben kann. Das Ganze sollte es mitsamt der anderen Glocke (die auch die Anlasserbefestigung beinhaltet) fix und fertig zu kaufen geben. Diese Motore werden schliesslich viel als Einbaumotore verbaut , z.B. in Gabelstablern , wo sie anstelle eines Generators eine Ölpumpe antreiben.
Zitat:
An der Einspritzpume befindet sich ein IN und OUT anschluss, kann da jemand evtl kurz was zu erklären was der OUT macht?
Ich würde mal vermuten "IN " bedeutet Ansaugseite und "Out" Rücklauf zum Tank. Müsste sich noch mit den Leckölleitungen verbinden.
Warum klammerst du dich eigendlich so an die 1500/min ?? In diesem Bereich läuft der Motor in einem unwirtschaftlichen Lastbereich , muss dabei praktisch immer seine Maximalleistung abgeben , wobei es wohl zu Kühlproblemen kommen wird. Noch dazu gestaltet sich die Regelung schwieriger ,da er auf Drehzahlabsenkung mit Drehmomentverlust reagiert.
Gerade wenn an Drehzahlkonstanz höhere Anforderungen gestellt werden , ist es nötig ,den Motor in einem Bereich zu betreiben , in dem ein Drehzahlabfall einen Drehmomentanstieg bewirkt, dadurch regelt er sich mit einer gewissen Regelabweichung quasi selbst. Dazu gibt es weniger Kühlprobleme ,da ja das Kühlwasser mit annähernd doppelter Geschwindigkeit umgewälzt wird.
Und zum Schluss : Nimms mir bitte nicht übel ,aber deine Fragen lassen mich vermuten ,dass es bei deinen Vorkenntnissen (wobei ich die der Regeltechnik und der Elektrik nicht zu beurteilen vermag) nicht zu einem preisgünstigen Bau eines Notstromaggregates kommen wird.
MfG Volker
Die Achsen wären in dem Fall ja nicht blockiert, es wird nur auf einer Seite leistung entnommen, aber vestehe schon, das macht das ganze schwieriger.
Wenn keine Leistung abgenommen wird, steht die Achse entweder still, oder dreht frei durch.
Das Getriebe des VW-Bus T3 passt ebenfalls an diesen Motor. Da ist dann kein Differenzial dran, die Übersetzungen fallen daher anders aus. (Dazu habe ich leider keine Werte.)
Nur als Beispiel:
Im 4S und 4T Getriebe sind die Übersetzungen VOR dem Differenzial:
1. Gang 3,46:1
2. Gang 1,944:1
3, Gang 1,286:1
4. Gang 0,909:1
5. Gang 0,745:1
ähnlich wirds bei den Bussen auch sein.
Nach deiner Beschreibung vom Getriebe wäre die Motordrehzahl ja immer höher als die Achsdrehzahl. Allerdings sind die Verhältnisse sehr extrem, im 4 Gang bei einer Generatordrehzahl von 1500U/min wären das über 5000U/min Motordrehzahl oder sehe ich das grad falsch...
Siehst du richtig...Ich gehe davn aus, dass du ein 4S Getriebe hast. Das ist schon fast das längste Getriebe für diesen Motor. Länger ist wohl nur das 4T. (3,333:1 im vierten Gang)
So wie ich das sehe ists sinnvoller das Getriebe zu entfernen, nur was dann mit dem Anlasser?
Stück von der alten Getriebeglocke abflexen und weiterverwenden als Anlasserhalterung
Zitat:
Original geschrieben von Gandalf123c
An der Einspritzpume befindet sich ein IN und OUT anschluss, kann da jemand evtl kurz was zu erklären was der OUT macht? und ich habe daran etwas seitlich eine Einstellschraube gefunden, ist diese für die Leerlaufdrehzahl zuständig = für die oben genannte Drehzahlregelung?
Die OUT-Schraube ist gedrosselt. Die hat nur eine ganz feine Bohrung, damit der Pumpeninnenraum im Betrieb unter Druck steht.
Dieser Druck (bis zu 12 Bar) ist für die ordentliche Befüllung des Hochdruckteils dringend erforderlich. Ausserdem wird durch den Druck der Einspritzzeitpunkt in Abhängigkeit zur Motordrehzahl verstellt.
Wenn man die Schrauben vertauscht, hat man 1. zu wenig Kraftstoff, und 2. zu geringen Pumpeninnendruck.
An der Pumpe gibt es verschiedene Einstellschrauben. Keine davon beeinflust das Regelverhalten. Um aus dem Teillast Regler Pumpe einen Alldrehzahlregler zu machen, wirst du Federn im Innern der Pumpe austauschen müssen.
DoMi
Ich halt mich nicht zwingend an den 1500U/min fest, idealerweise will ich den Motor im idealen Drehzahlbereich laufen lassen, ob dann nach Getriebe/Kupplung 1500 oder 3000 für den Generator rauskommen spielt keine Rolle da der ohnehin erst bestellt wird wenn alles außenrum erledigt ist.
Zu meiner Fachkenntniss, in sachen Motoren und Maschinenbau habe ich so gut wie keine Ahnung von der Materie, habe das projekt ursprünglich mit nem Kfz-ler begonnen, dieser ist allerdings schnell an seine Grenzen gestoßen und war leider keine sonderlich große Hilfe -.-, daher mach ichs allein.
Ich habe auch schon drüber nachgedacht ob man den hinteren Teil des getriebes einfach wegsäbeln kann. Allerdings kam mir diese Lösung als etwas grobmotorisch vor und als unklug, vorallem weil ich das ja dann gegen Dreck etc wieder sauber verschließen müsste.
Kann da jemand nochmal etwas genauer darauf eingehen?
Das T3 Bus Getriebe klingt auch nicht schlecht, die Übersetzungsverhältnisse sind für mich wesentlich sinnvoller und das Differential-problem wäre ich auch los... Hat jemand zufällig die genaue Bezeichnung von dem dingens?
Der Motor war übrigends n Testläufer in ner Berufschule, daher kommt auch der fertige Umbau ohne Lima sowie die Montage in nem Fahrgestell. Sowie ne Betriebsstundenzahl die richtung 0 geht (vermutlich 10mal angelassen).