Synchronisieren eines Dieselgenerators mit einem reinen Sinus-Wechselrichter

Wie der Titel schon sagt, versuche ich zu verstehen, wie man einen Dieselgenerator am besten (praktisch) mit einem reinen Sinus-Wechselrichter synchronisiert, um einen automatischen Synchronisierer auf der Basis von Mikrocontrollern zu implementieren.

Ich habe viel nach Referenzen, Büchern und Artikeln zu diesem Thema gesucht und bin (theoretisch) zu diesen Schlussfolgerungen gekommen:

Um zwei beliebige Einphasen-Wechselstromquellen zu synchronisieren , müssen diese Bedingungen erfüllt sein:

  1. Der Phasenwinkel zwischen den beiden Wellenformen muss übereinstimmen.
  2. Die Spannung an beiden Anschlüssen der Quellen muss übereinstimmen.
  3. Die Frequenz zwischen den beiden Quellen muss übereinstimmen.

Jetzt scheint die Frequenzsynchronisation erreicht zu sein, da sowohl der Wechselrichter als auch der Generator für die Ausgabe einer reinen Sinuswelle von 50 Hz ausgelegt sind. Die Phasenwinkelbedingung kann erreicht werden, indem der Anfangszustand der Wechselrichterwelle untersucht wird, und dann der Wechselrichter basierend auf dieser Methode in der Reihenfolge gestartet wird um die Phasendifferenz zwischen den beiden Quellen auf Null zu stellen, für die Spannung scheint es komplizierter zu sein, die Spannung beider Quellen anzupassen (da beide Quellen nicht von mir entworfen wurden / und mir scheint, dass ich ihre Spannungsausgabe nicht steuern kann / weder den Generator noch den reinen Sinus-Wechselrichter, ich habe beide gekauft), also liegt hier das Problem, wie kann das gemacht werden?

Außerdem möchte ich (bitte) wissen, was die Auswirkung leicht unterschiedlicher Werte in jedem Synchronisationszustand ist, und ist meine Herangehensweise an dieses Ziel völlig falsch?

Dies ist das erste Mal, dass ich so etwas mache, aber nicht das erste Mal, dass ich mit 220 Volt Wechselstrom zu tun habe, daher wäre jeder Rat sehr willkommen.

Soweit dies möglich ist, ist es Off-Topic. Mein Gefühl ist, dass es eigentlich nicht möglich ist. Wenn Sie diese Art der Phasenverriegelung benötigen, sollten Sie anstelle eines Generators einen Wechselrichter verwenden. Das Problem ist, dass Generatoren einige Zeit brauchen, um auf Laständerungen zu reagieren. Während dieser Reaktionszeit ist etwas aus, entweder die Phase/Frequenz oder die Amplitude.
Sie haben Recht, die Reaktion des Generators erfolgt nicht sofort, aber es gibt dennoch Synchronizer auf dem Markt, die diese Aufgabe übernehmen :-( @mkeith
Ich habe gelesen, dass Honda-Wechselrichtergeneratoren automatisch mit jeder Wechselstromquelle synchronisiert werden. Sie schließen die Wechselstromquelle tatsächlich an den Wechselrichter/Generator an, bevor Sie ihn starten. Es erkennt und synchronisiert automatisch und bleibt dann synchron. Ich bin mir sicher, dass es einen Frequenzbereich gibt, in dem dies funktioniert. Wenn die Frequenz zu weit abweicht, wird es wahrscheinlich die Verbindung trennen.
Genau das versuche ich auf die eine oder andere Weise zu implementieren, automatisch zu erkennen und zu synchronisieren @mkeith
Elektromechanische Generatoren werden, sobald sie synchronisiert sind, synchron gehalten – wenn sie beginnen, aus der Synchronisierung zu fallen, fließt Strom „rückwärts“ und das Netz wird den Generator wieder synchronisieren. Ähnlich wie auf einer gemeinsamen Antriebswelle. Wechselrichter, nicht so sehr: Strom kann nicht durch geschaltetes Silizium zurückfließen. Die traditionelle Art der Synchronisierung war eine Glühbirne in jeder Phase. Hier youtube.com/watch?v=RGPCIypib5Q und hier youtu.be/pdKAM2Xrtjc?t=5m6s
@Harper danke, ich kenne die Glühbirnen-Synchronisierungsmethode. Und ich weiß, dass Wechselrichter den Rückwärtsstromfluss nicht bewältigen können, aber gibt es eine Technik, um sie miteinander zu synchronisieren und automatisch in den Synchronisierungsmodus zurückzukehren, nachdem sie nicht mehr synchron sind? Übrigens bewundere ich all Ihren Beitrag, vielen Dank für Ihre Bemühungen.
@mkeith ist es normal, dass eine Frage fast zwei Tage lang unbeantwortet bleibt? :-(
Es kommt auf die Frage an. Ich glaube, was Sie zu tun versuchen, ist im Grunde unmöglich.
Ich bin mit dieser Art von Elektronik nicht vertraut, aber da Sie die Frequenz und Phase anscheinend bereits ausgerichtet haben, sollte ein kleiner (einige Prozent) Spannungsunterschied kein Problem sein. Wenn beide Geräte für die Ausgabe von 220 VAC ausgelegt sind, sollten sie nahe genug beieinander liegen, sodass eine Umschaltung möglich ist, ohne dass daran gedreht werden muss.
@pipe Eine schnelle Google-Suche zeigt, dass ein geringfügiger Unterschied in den Spannungsklemmen einen großen MVAR verursacht und beide Geräte beschädigen kann.

Antworten (4)

Zuerst müssen Sie eine der Quellen steuern. Ich glaube nicht, dass es am Stromnetz etwas zu tun gibt, aber Sie müssen in der Lage sein, den Diesel zu steuern. Da sollte etwas Gas geben.

Eigentlich könnte es ein sehr schönes Steuerungsprojekt werden. Sie sollten die Phase messen und durch Ändern des Gashebels den Phasenfehler auf Null halten. Wie eine Diesel-PLL.

Praktischer ist es jedoch, den Dieselausgang in Gleichstrom umzuwandeln und dann mit einem Wechselrichter einfach jede gewünschte Sinuswelle zu erzeugen.

Vielen Dank. Es kam mir nie in den Sinn, den Wechselstrom des Generators in Gleichstrom umzuwandeln und ihn dann wieder umzukehren. Diese Methode könnte tatsächlich von praktischem Nutzen für die Synchronisation sein, aber wenn man über die Preisgestaltung nachdenkt (es werden keine KW berücksichtigt), wird ein AC-DC-Wandler für einen Generator wahrscheinlich erzwingen, wenn man dann eine reine Sinuswelle für diesen AC-DC-Wandler aufbaut mich, einen Wechselrichter zu kaufen, der die Synchronisierungsfunktion integriert hat.

Kaufen Sie einen Wechselrichter, der die Fähigkeit hat, sich mit eingebauten externen Wechselstromquellen zu synchronisieren. Ich glaube nicht, dass es eine einfache Möglichkeit gibt, diese Art von Funktionalität zu einem vorhandenen Wechselrichter hinzuzufügen.

Honda Inverter-Generatoren sind für Parallelschaltung ausgelegt. Der Kauf einer Honda könnte das Problem lösen, aber soweit ich weiß, haben sie kein Dieselmodell.
Ich habe das nicht selbst ausprobiert. Ein netzgekoppelter Wechselrichter ist jedoch so konzipiert, dass er genau das tut, was Sie wollen: mit einer externen Wechselstromquelle synchronisieren und Strom liefern. Der springende Punkt ist, in der Lage zu sein, Strom in das Stromnetz zu bringen, ohne es zu stören. Möglicherweise gibt es auch andere Wechselrichter, die dafür ausgelegt sind und auch funktionieren, wenn keine Wechselstromquelle zum Synchronisieren vorhanden ist. Wie auch immer, mein Punkt ist, dass Sie einen Wechselrichter finden müssen, der diese Fähigkeit eingebaut hat, da ich nicht glaube, dass es eine Möglichkeit gibt, einen vorhandenen Wechselrichter zu erweitern.
Der Netzkopplungs-Wechselrichter geht davon aus, dass das Netz eine extrem niedrige Impedanz hat. Es verriegelt die Phase und injiziert dann einen sinusförmigen Strom in diese sehr niedrige Impedanz. Wenn dies einen großen Spannungsanstieg verursacht, ist dies ein Fehlerzustand. Es wird nicht zurückweichen und regulieren. Es wird die Verbindung trennen. Und wie gesagt, es versucht ständig zu bestätigen, dass die Netzspannung vorhanden und gesund ist. Die gängige Meinung ist, dass, wenn der Wechselrichter weiterhin Strom liefert, nachdem das Netz ausgefallen ist, er versehentlich einen Arbeiter des Versorgungsunternehmens durch Stromschlag töten könnte. Es wurden also einige Anstrengungen unternommen, um diesen Zustand zu erkennen.
Fair genug. Kaufen Sie also keinen Netzwechselrichter, sondern einen mit eingebauter Synchronisationsfähigkeit.
Ich werde meinen ersten Kommentar löschen, weil er jetzt irreführend geworden ist. Ich denke, der Rest kann noch Wert haben, also werde ich es lassen.

Daran lässt es sich gut arbeiten. Eigentlich müssen Sie die volle Kontrolle über eine der Quellen haben. Ich habe viele Ideen, an denen Sie arbeiten können. Aber ich möchte etwas sehr Wichtiges erwähnen, bevor ich fortfahre. Zunächst einmal muss der Wechselrichter rein sinusförmig ausgeben, sonst kommt es während des Parallelbetriebs dauernd zu Leistungsverlusten und zu Erwärmungen. Jetzt: Ich schlage vor, dass Sie mit der Steuerung des Dieselgenerators fortfahren. Wie Sie in Ihrer Literaturrecherche erwähnt haben, kann der Parallelbetrieb durch die Erfüllung der obigen Bedingungen erreicht werden. Ich habe Ideen, die für die Umsetzung dieses Projekts verwendet werden können. Die Frequenz des Dieselgenerators kann durch die Reglersteuerung gesteuert werden, die ein Ventil oder eine Drossel ist, die an fast jedem Generator vorhanden ist. Sie sollten es demontieren und einen Servomotormechanismus darauf platzieren, damit Sie in der Lage sein sollten, die Drosselklappe des Reglers elektrisch zu steuern (im Grunde ändern Sie die Kraftstoffzufuhr, um die Geschwindigkeit des Generators zu erhöhen). Zweitens sollten Sie einen Autotransformator verwenden, dessen Tap durch einen ähnlichen Servomotor geändert werden kann. Dieser Autotransformator wird verwendet, um Spannungen auszugleichen. Dann können Sie einen Glühbirnentest oder einen dunklen Glühbirnentest ähnlichen Mechanismus entwickeln, der über das Internet verfügbar ist. Mit all dem können Sie einen Leistungsschalter zwischen den Klemmen von Generator und Wechselrichter haben. Ihr System überwacht und ändert also kontinuierlich Parameter von Spannung und Frequenz, bis sie ausgeglichen sind. Sobald ein Streichholz vorhanden ist, wird der Unterbrecher geschlossen. Und Sie haben Ihren Generator erfolgreich mit dem Wechselrichter synchronisiert. Notiz:

Der herkömmliche Weg, dies zu tun (dreiphasige Sätze), besteht darin, die Leerlaufspannungen so einzustellen, dass sie gleich sind (innerhalb eines Volts oder so), und die Volllastabweichung so einzustellen, dass sie gleich ist (bei 100 % Last für jede Maschine). , dies steuert die Aufteilung der Blindleistung), und stellen Sie die Frequenz so nah wie möglich ein, und wenn die beiden Maschinen synchron driften, schließen Sie die Schalter ...

Die Reaktion des Reglers steuert dann, wie viel Wirkleistung jede Maschine beisteuert, und beide Maschinen laufen aufgrund der Rückkopplung des durch den Rotorwinkel erzeugten Drehmoments mit der gleichen Frequenz.

Ich möchte anmerken, dass die meisten Wechselrichter eigentlich Stromquellen sind. Sie benötigen einen, der auch über einen Spannungsregelkreis verfügt, damit Sie die Blindleistungserzeugung und damit die Busspannung steuern können.

Die Synchronisierung einer kleinen Maschine mit dem Netz (das praktisch eine unendliche Stromsenke ist) ist tatsächlich viel einfacher als die Synchronisierung zwischen einer kleinen Anzahl von Maschinen von einigermaßen gleicher Größe. Das Netz hat VIEL mehr Trägheit, also neigt es dazu, Frequenzänderungen zu widerstehen .

Ich bin mir überhaupt nicht sicher, ob das Synchronisieren einer einphasigen Maschine wirklich die Mühe wert ist, sie neigen dazu, klein und winzig zu sein, und die automatische Phasenverriegelung, sobald sie synchron ist, wird ohne rotierende drei Phasen ein weitaus riskanteres Unterfangen sein Feld.

Synchronisieren eines Dieselgenerators mit einem reinen Sinus-Wechselrichter
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