diesel-elektrisch

Op 28 januari 2015 13:56:30 schreef rbeckers:
Diesel elektrisch, of bijv. gasturbine elektrisch, heeft een stuk vermogenselektronica nodig.
Dat wordt voor steeds grotere vermogens toegepast en goedkoper.
Dus lijkt het logisch dat diesel elektrisch meer gebruikt gaat worden.

Dat is helemaal niet zo logisch, als je nagaat dat het rendement van een brandstofmotor maar zo'n 20 tot 25% is.

Dit is de voornaamste reden:

Op 27 januari 2015 14:08:03 schreef Henk H.:
Diesel-elektrisch wordt nu nog vaak toegepast ivm betere regelbaarheid van de voorstuwing, voor het op positie houden van schepen (dynamic positioning, met meerdere gondels met schroef plus elektromotor onder het schip) of om het geïnstalleerd vermogen beter of flexibeler te kunnen benutten. Qua brandstofkosten lijkt het nog niet uit te kunnen. Diesel-elektrische voorstuwing wordt ook niet gebruikt vanwege de lage inbouwkosten, hoewel het wel minder duur is geworden de laatste jaren.

Dat volg ik niet.
Diesel, tandwielkast, schroefas, schroef of diesel, generator, motor, (korte) (schroefas), schroef.
In beide gevallen is ong. dezelfde diesel nodig.

Op 28 januari 2015 11:20:34 schreef Jinny:
@Rew, zou kunnen hoor, materieel wordt licht gehouden om zuiniger te zijn en minder slijtage aan de rails te hebben....
En zo een tsjoek vd Hoogovens heeft maar een doel, het zaakje op gang krijgen en houden.
Snelheid is van ondergeschikt belang, ik meen dat de max snelheid bij op het terrein op 15 Km ligt.
Dan komt het niet op een Kg aan.

Een tsjoek?

Op 28 januari 2015 15:06:55 schreef rbeckers:
Dat volg ik niet.
Diesel, tandwielkast, schroefas, schroef of diesel, generator, motor, (korte) (schroefas), schroef.
In beide gevallen is ong. dezelfde diesel nodig.

Even een voorbeeld:
Je hebt een sloep van bijv. 7_Mtr, met een 10Pk motor (+/- 7.5Kw)
Je romp snelheid is 9Km. Rendement van dat setje is +/- 20%, en dat komt door de brandstof motor.

Nu kan dat zelfde scheepje met een 7.5Kw elektromotor uitgerust worden, maar wel met een rendement van 85% (bij een goede motor zelfs nog meer tegenwoordig).

Nu drijf je met een generatorsetje en een elektromotor het zelfde scheepje aan ook 7.5Kw, wat is er dan procentueel en brandstof technisch goed koper?

En dan hebben we het nog niet over de schroef.

Bij diesel-elektrisch varen (op grote schepen) heb je geen verliezen in de tandwielkast (enkele %), ik denk dat de generatoren op hetzelfde toerental draaien als de dieselmotor ervoor. Daar krijg je natuurlijk wel verliezen in generator, vermogenselektronica en elektromotor voor terug.

Ik denk dat het rendement van moderne motoren wel wat hoger ligt, richting de 30%. Maar dan wel op de uitgaande as van de motor. Verliezen in tandwielkast komt daar nog bij. Nog eens 30% raak je kwijt via de uitlaat door de hitte van de uitlaatgasssen (zelfs als je een turbo gebruikt) en de rest zit in kleine verliezen. Warmteverlies door opwarming koelwater en smeerolie, uitstraling van warmte etc. Ik heb hier eens aan gerekend voor een stageverslag (erg interessant overigens) voor een motor van ik meende een paar 1000 kW).

[Bericht gewijzigd door Henk H. op woensdag 28 januari 2015 15:40:49 (48%)

D'r was een grap met het bekrachtigen van de veldwikkeling in de generator of motor, zodat je niet met vermogens-elektronica in de vermogens-stroom hoeft te klooien om de boel te regelen. D'r is een naam voor, maar ik ben dat weer vergeten. Ik ben slecht in namen. Maar als je toch die route op gaat, moet je dit natuurlijk eerst uitzoeken of dat toepasbaar is.

Op 28 januari 2015 15:52:11 schreef rew:
D'r was een grap met het bekrachtigen van de veldwikkeling in de generator of motor, zodat je niet met vermogens-elektronica in de vermogens-stroom hoeft te klooien om de boel te regelen. D'r is een naam voor, maar ik ben dat weer vergeten. Ik ben slecht in namen. Maar als je toch die route op gaat, moet je dit natuurlijk eerst uitzoeken of dat toepasbaar is.

ward-leonard?

Dat is waarschijnlijk een repulsiemotor

Op 28 januari 2015 15:52:11 schreef rew:
D'r was een grap met het bekrachtigen van de veldwikkeling in de generator of motor, zodat je niet met vermogens-elektronica in de vermogens-stroom hoeft te klooien om de boel te regelen. D'r is een naam voor, maar ik ben dat weer vergeten. Ik ben slecht in namen. Maar als je toch die route op gaat, moet je dit natuurlijk eerst uitzoeken of dat toepasbaar is.

Zo'n regeling zit standaard in een generator. De frequentie wordt door het toerental van de motor stabiel gehouden, en de spanning door de AVR (Automatic voltage regulator). Deze wordt dan gevoed uit een hulpwikkeling of een aftakking van het anker, en bekrachtigt de veldwikkeling naarmate de spanning inzakt (belasting).

Uiteindelijk is er natuurlijk wel nog een frequentieomvormer nodig om het toerental te regelen van bijvoorbeeld een asynchrone motor

Of bedoel je iets anders?

@Lambiek
Bij een gegeven snelheid, romp etc. hoort een vermogen.
Dat vermogen wordt gebruikt om een schroef rond te draaien.
Het elektro gedeelte in diesel elektrisch vervangt de tandwielkast en een stuk schroefas.
De diesel drijft een generator aan i.p.v. de tandwielkast.
De diesel is in beide gevallen ong. hetzelfde.
De schroef, groot en laag in toeren, voor het beste rendement.

@Henk H.
kijk eens naar de Karel Doorman.

Op 28 januari 2015 16:30:22 schreef rbeckers:
@Lambiek
Bij een gegeven snelheid, romp etc. hoort een vermogen.
Dat vermogen wordt gebruikt om een schroef rond te draaien.
Het elektro gedeelte in diesel elektrisch vervangt de tandwielkast en een stuk schroefas.
De diesel drijft een generator aan i.p.v. de tandwielkast.
De diesel is in beide gevallen ong. hetzelfde.
De schroef, groot en laag in toeren, voor het beste rendement.

Ja, dat klopt helemaal. Maar ik had het over het verschil tussen brandstof elektrisch en elektrisch varen. En dat laatste gebeurt met een veel groter rendement als het eerste.

En wat de Karel Doorman betreft, Dat is puur gedaan voor een betere regeling. De motor generator kan op één toerental blijven draaien, dus je kan alles elektronisch regelen, (toerental schroef, draairichting schroef) je hebt dus geen keerkoppeling of een verstelbare schroef nodig.

Maar het rendement is belabberd, maar dat maakt niet uit de brandstof wordt toch gekocht van belasting centen. En wie betaalt dat?

Redundantie speelt bij de Marine ook een grote rol. Ik heb 5 maanden op een LCF fregat gewoond/gewerkt. 2 gasturbines, 2 dieselmotoren, 2 tandwielkasten en alles in aparte machinekamers. Tevens 4 hulpmotoren, ook weer in per twee in 2 machinekamers. Daar was de aandrijving overigens dus gasturbine/diesel maar dat lag meer aan de eisen (vermogen) dan de eis van redundantie. Diesel-elektrisch kun je de redundantie wellicht ook wat makkelijker realiseren, zeker als je redundantie voor voortstuwing kan combineren met redundantie voor het overige boordnet (je kunt toe met minder overcapaciteit).

Elektrisch varen doe je met een beter rendement. Maar als je de opwekking van dat elektrisch vermogen meeneemt kom je netto toch vaak slechter uit.

Elektrisch varen doe je met een beter rendement. Maar als je de opwekking van dat elektrisch vermogen meeneemt kom je netto toch vaak slechter uit.

Dat zeg ik dus de hele tijd al.

En met puur elektrisch varen (dus niet diesel elektrisch) doel ik op een accu pakket.

Ik bedoelde dus altijd diesel elektrisch en diesel mechanisch.

Rendement is trouwens bij de Karel Doorman interessant. Bij lagere snelheden kunnen er diesels uitgezet worden.
Ik gok dat het rendement ong. 0,75 keer het rendement van de mechanische variant is (bij de kruissnelheid).

Porsche heeft ooit een poging gedaan om een diesel-elektrisch aangedreven tank te maken maar dat was niet zo'n success :

http://en.wikipedia.org/wiki/VK4501

Bij lagere snelheid/vermogensvraag een aantal generatoren uit kunnen zetten is een voordeel bij diesel-elektrisch in vergelijking met diesel-mechanisch. Grote motoren hebben een slecht verbruik bij deellast (onder de 50%). In het nadeel van diesel-elektrisch is weer dat het specifiek brandstofverbruik van kleinere generatorsets hoger is (ca 200-210 gr/kWh) dan van een grotere motor (ca 170-190 gr/kWh voor viertakt bij gunstige belasting, voor tweetakt nog wat lager). Bij deellast loopt het specifiek verbruik wel flink omhoog voor die grotere motoren.

Kleinere generatorsets hebben grotere motoren?
Vreemd verhaal.

Nee, dat staat er niet.

Edit:
Kleinere generatorsets in vollast zijn meestal beter dan grote generatorsets in deellast.

[Bericht gewijzigd door rbeckers op donderdag 29 januari 2015 15:20:20 (69%)

Zou dat niet aan het max vermogen geleverd door het net kunnen hebben?
Onderstation staat in Uitgeest meen ik toch?

Ik denk dat het verhaal zo was.

Een enkele NS lok stond met slippende banden aan de trein met stenen te sjorren. Met meer NS loks was het slip probleem minder maar werd de elektrische energietoevoer het probleem.

De hoogoven tjoek had in zijn eentje voldoende aangedreven assen en gewicht om de kracht op de rail te zetten. En verder natuurlijk een eigen energievoorziening. De tunnel zal wel even beetje vol gestaan hebben met dieselrook. Er komt een stevige pluim uit die tjoeks als ze even de zeilen bij moeten zetten om een flinke sliert wagons geladen met rollen staal gaan wegtrekken.

Hier nog wat data over de gewichten van de mengers, asdrukken enz. Het is niet mijn text. Dus als er onwaarheden ion staan don't blame me.

Bij Tatasteel, voormalig Hoogovens/Corus, worden de ruwijzermengers als volgt getransporteerd:

Vol: één menger achter één lok;

Leeg: 2 mengers achter/voor één lok. (soms lok tussen 2 mengers in.
Net hoe het uitkomt, maar max 2 stuks.

Reden: Het lege gewicht bedraagt 400 ton met nieuwe bemetseling.
De inhoud is ook nog eens 400 ton.
Dit is verdeeld over 16 assen, waarbij dient te worden vermeld, dat de as druk 50 ton is.
Naar mijn weten, is dit de zwaarste in Europa. De industrie-sporen zijn ook wat zwaarder uitgevoerd, dan die van de staatsspoorwegen.
Dienen de wagens echter over staatsspoor te worden vervoerd, dan dient rekening te worden gehouden met een max. asdruk van 25 ton.

Het feit dat er maar één beladen menger achter een lok mag hangen heeft voornamelijk te maken met het feit, dat de menger onberemd is. De lok moet dus het gehele benodigde remvermogen leveren.
Ook is het logistiek gezien handiger om bij kortere afstanden, (inten transport) de menger direct naar de staalfabriek te transporteren. In België en Duitsland ligger de fabrieken echter wat verder uit elkaar, zodat hier men kleinere mengers word gereden, (niet buiten profiel) en normale wagens worden meegevoerd op het benodigde remvermogen te leveren.

Voor de mensen die niet weten wat een menger is. Hier een plaatje van een menger met een lok ervoor en ik denk hoogoven 6 op de achtergrond.

De lok op het plaatje is uitgerust met twee diesel generator units. De stuurcabine staat tussen deze units in. De elektromotoren bevinden zich laag in de wielstellen.

De lok op het plaatje is uitgerust met twee diesel generator units.

Mooi hé.

Ja het is ouderwets maar blijft mooi. Alleen wel een beetje offtopic realiseer ik me nu.

Ik denk dat de TS het goedkoopste en makkelijkste met een lange schroefas aan slag kan gaan. Gewoon een korte kopen, in tweeën zagen en een stuk er tussen knetteren. Dan wel even laten balanceren natuurlijk. De aandrijfassen van auto's kun je ook zo op maat laten maken. En het kost niet eens wereld. 15 jaar geleden in elk geval niet.

Je probleem oplossen met generators en elektrische systemen is denk ik veel kostbaarder. En het resultaat minder betrouwbaar.

Ex-fietser, bedankt voor de toelichting....
Had al zo een idee.
Ik heb in mijn kennissenkring exloko's en nog in dienst zijnde loko's zitten op de Hoogovens en het verhaal kwam me ergens bekend voor....

Of proberen zo'n ding uit het Verre-Oosten te pakken te krijgen...

@Ex-Fietser:
Wat zijn het gewicht en de asdruk van die loc?
En hoe zit dat bij "de Geit" (die is toch ook diessel-elektrisch?)

[Bericht gewijzigd door Tidak Ada op donderdag 29 januari 2015 17:17:16 (21%)

Op 29 januari 2015 17:12:18 schreef Jinny:
Ik heb in mijn kennissenkring exloko's en nog in dienst zijnde loko's....

Mag je van geluk spreken dat het geen EL Loco's zijn.

Huidige energiezuinige motoren halen de 90% rendement wel. Vooral de permanente magneetmotoren. Voordeel ten opzichte van de traditionele motoren, is dat de geen magnetiseringsstroom door de wikkelingen heen hoeft. Alleen koppelmakende stroom. Nadeel is wel dat je wel een frequentieregelaar nodig hebt, aangezien direct op net niet gaat werken.

@rew:

Inderdaad een wardleonard. Dit is een aandrijvende motor (diesel of elektrisch) met een constant toerental. De aandrijvende motor drijft een gelijkstroomgenerator (zelfde als gelijkstroommotor) aan. Door het veld van de gelijkstroommotor te regelen (veldstroom ten opzichte van ankerstroom is vrij laag), krijg je een variabele spanning vanaf het anker van de generator.

Die weer gebruikt kan worden om de dc-motor op het werktuig te voeden. Je komt dit soort regelingen vaak tegen op kranen (container), sluizen en bruggen. Betrouwbaar, maar wel het nodig onderhoud qua borsteltechniek. Vooral een toepassing voor het frequentieregelaar tijdperk. Sommige wardleonard toepassingen kunnen nog steeds niet vervangen worden door een asynchrone motor ivm koppel onderin.