Gelijkstroom generator

Rew schreef: Hogere spanning -> Meer veldstroom -> Hogere SPANNING uit de generator.

Andersom net zo; Spanning hoger meer stroom door de veldspoel en dus meer door de anker wikkeling en dus zakt de spanning en gaat er minder stroom door het veld en zakt de spanning in enz.

Als nu ook nog de belasting toeneemt zal de ankerspanning nog verder zakken en er weinig meer overblijven.
Daar hebben ze de C (compound) wikkeling voor uitgevonden, je gaat met je ankerstroom eerst door een paar wikkelingen in het veld en die zal het veld versterken naarmate de belasting toeneemt en je hebt een mooie stabiele spanning.

Als je de b en c wikkeling nu intern doorverbindt krijg je een aansluitbordje zoals je hier ziet.

Zou het een generator uit een oude (Harry) Ward Leonard zijn?

Op 10 januari 2018 11:39:39 schreef X3:
Hebben jullie eigenlijk al ooit een (grote) gelijkstroomgenerator van dichtbij gezien en er aan gemeten?

Op 10 januari 2018 13:06:23 schreef anne2:
jawel

De vraagstelling van X3 en het antwoord van anne2 suggereren dat jullie er allebei wel eens aan hebben gemeten. Om de patstelling te doorbreken, kunnen jullie dan eens getallen geven van een concrete situatie? Dus: wat stond er over de veldwikkeling op het typeplaatje, en welke ohmse weerstand heb je dan gemeten?

Als je je binnen de gegevens op het kernplaat houdt, dus het nominale vermogen; de veldspanning of veldstroom en het toerentalstabiel houd zal de uitgangspanning constant blijven.
Als je de veldspanning uit een accubatterij van bv 120 volt of hulpgenerator haalt kun je het veld instellen aan de hand van een voltmeter of ampèremeter.
Een veldbekrachtiging uit een vreemde bron is constanter als een gewone shunt dynamo.
Een compound dynamo die een mee regelend veld opwekt zal de uitgangspanning ook constanter houden.
Een compound dynamo met een tegen regelend veld zal de spanning doen dalen, dit wordt bv gebruikt in een lasgenerator met het zelfde doel als de smoorspoelwerking van een lastrafo of in een acculader met groot vermogen.
Dynamo's als in dit topic werden wel gebruikt als noodverlichting- bron in openbare gebouwen of aan boord van schepen en dergelijke.

Op 11 januari 2018 11:09:53 schreef rew:

De belasting bepaalt dan wat ie met die hogere spanning doet. Heb je een wisstelstroom generator (hier niet, ik weet het) en een 85-240V PC er aanhangen (onverstandig), dan zal een hogere spanning (binnen die 85-240) een lagere stroom met ongeveer evenveel vermogen teweeg brengen.

wat doe je als de belasting wegvalt?. het voorstel is om de belasting met bouwlampen te verzorgen. een van die lampen brandt door, spanning loopt iets op, -> meer veld -> meer spanning en de overige lampen gaan ook.

bij een synchrone generator waarbij de belasting gedeeltelijk wegvalt kom je in de overbekrachtigde situatie en nu weet ik even niet of de generator naar de capacitieve of inductieve kant verschuift maar muv verandering van het blindlastvermogen zal er niet veel veranderen. (sterker nog, de grote centrales gebruiken de bekrachtiging juist om de last/blindlastverhoudingen te corrigeren)

ad X3

mbt de spoelomvang en amperewindingen verandert er aan het verliesvermogen van het bekrachtigingscircuit niet veel. dat blijft Volts x Amperes. Met een veldspoel van 40 Ohm zal er inderdaad minder vermogen in de weerstand weggestookt worden maar aan het totale verliesvermogen van de veldregeling verandert niets. en stelt dus geen eisen aan de spoel.

bij de dikte vd draad en de spoelafmetingen heb je een punt. de beschikbare ruimte en noodzakelijke AW kunnen beperkingen aan de draaddikte stellen.

Op 11 januari 2018 12:58:55 schreef KlaasZ:
? Dus: wat stond er over de veldwikkeling op het typeplaatje, en welke ohmse weerstand heb je dan gemeten?

ik ben aan het zoeken maar kan zo snel de oude aantekeningen niet terugvinden. en dan was de situatie ook net anders. De hoofd electro motor was vreemd bekrachtigd met een eigen veldgenerator. ipv een weerstandenbak werd het veld in een gelijkstroommotor-generatorset opgewekt en direct op de veldklemmem gezet. veldspanning was geen enkel issue. op een ander platform hadden de generatoren (360 V 2800 A) wel een weerstandsregeling. (een vrij grote weerstandenbak met 3 rijen sleepcontacten) ook daar was de weerstand van de spoel niet echt interessant.

maar ik zoek nog even door

Ik heb ook gezocht in mijn bestanden, maar de weerstand van het veld heb ik nergens wegens niet boeiend.
Ik heb enkel gegevens van ankerweerstanden.

[attachment=3][attachment=3][attachment=3]In bijlage de test van een gelijkstroom motor
Een foto van het kenplaatje heb ik niet, dus je zal moeten geloven wat ik neerschrijf.

Asvermogen : 200 kW bij 3480 RPM
Ankerspanning : 440Vdc bij 487A
Veld bekrachtiging : 360Vdc bij 3.6A
Gemeten weerstand van de veldwikkeling : 66.9 Ohm / 9.75 Henry bij 20°C

Opmerking 1 : Indien we aannemen dat de weerstand van de veldwikkeling te berekenen is uit de op het kenplaatje weergegeven veld-bekrachtigings-spanning en bijhorende stroom, zou de veldweerstand gelijk zijn aan 360Vdc / 3.6A = 100 Ohm

Dit wijkt af van hetgeen gemeten werd namelijk 66.9 ohm.

https://www.youtube.com/watch?v=mAYgRDzzw7E&feature=youtu.be

In het filmpje wordt de motor in nullast getest. (sorry voor de belabberde opname kwaliteit)

(tijdstip 02:27)
Het anker wordt gevoed vanuit een driefazige variac (niet zichtbaar) gevolgd door een ongestuurde B6 gelijkrichter(witte rechthoekge box, koelradiator soms zichtbaar).

De ankerstroom wordt gemeten met een hall stroom tang LEM PR 200 (rond de dikke rode dubbele draad) die de stroom in spanning omzet en deze wordt weergegeven door de meest linkse Fluke 187 (DC mv bereik)
De actuele waarde is 14.19 Adc (tijdstip 02.34)

De ankerspanning wordt rechtstreeks gemeten met de Fluke 87 (DC bereik)
De actuele waarde is 398.8 Vdc (tijdstip 02.34)

De veldspanning wordt opgewekt door een scheidingstrafo (blauw van kleur) gevolgd door een variac (helemaal links naast de meettoestellen), brug-gelijkgericht en afgevlakt met een 3100 uF / 450V elco boven de variac)

De veldspanning wordt rechtstreeks gemeten met de grijze Fluke 12
De actuele waarde is 295.8 Vdc (tijdstip 04.07)

De veldstroom wordt rechtstreeks gemeten met de gele Fluke 23 in grijze holster (deze stamt nog uit de tijd van de Flintstones)
De actuele waarde is 3.41 A (tijdstip 04.07)

Opmerking 2 : Indien we opnieuw aannemen dat de weerstand van de veldwikkeling gelijk is aan het quotient van zijn spanning en de bijhorende stroom, is de veldweerstand gelijk zijn aan 295.8 V / 3.41A = 86.7 ohm

Deze berekende waarde (86.7 ohm bij warme motor +/- 40°C) is verschillend van de gemeten waarde (66.9 Ohm / 9.75 Henry bij 20°C).

Volgens mij is het grote verschil (86.7/66.9 = 1.29 dus 29 % meer weerstand) niet enkel te verklaren door de toename van de temperatuur van de veldwikkeling.

De weerstand R van de veldwikkeling
= specifieke weerstand koper x lengte / oppervlakte
= Rho x l / A

De verhouding tussen de weerstand bij 40°C en bij 20°C
= R(40°C) / R(20°C)
= Rho (40°C) / Rho (20°C)
= Rho (20°C) x (1 + 0.0039 x (40°C - 20°C)) / Rho(20°C)
= 1.078

Hierna volgt een weergave van de aangelegde ankerspanning en het toerental (onbelast)

Nullast test motor I veld = 3.6 Adc (U veld = 279.4Vdc)
U anker / n anker
49 Vdc - 394 T/min
101 Vdc - 803 T/min
150 Vdc - 1199 T/min
200 Vdc - 1602 T/min
250 Vdc - 2003 T/min
300 Vdc - 2411 T/min
330 Vdc - 2649 T/min
340 Vdc - 2728 T/min
370 Vdc - 2976 T/min
401 Vdc - 3212 T/min
410 Vdc - 3291 T/min
421 Vdc - 3380 T/min

Ik vind trouwens een berekende 100Ω en een gemeten 66Ω dezelfde ordegrote, dat is ook wat door KlaasZ gezegd werd. Anne had het over een weerstand in de ordegrootte van 1 tot 2Ω en dat was dus een vergissing.

Op 9 januari 2018 19:41:58 schreef GJ_: De veldweerstand is gewoon de spanning gedeeld door de veldstroom.

Dit heb ik uit een antiek lesboek gelepeld. Nou kan ik me van alles voorstellen waar die toch behoorlijke afwijking vandaan komt tussen die 66,9Ω en die 86,7Ω maar voor mij blijft het wat gissen. Hopelijk kan iemand dit nog duidelijk maken.

[Bericht gewijzigd door GJ_ op donderdag 11 januari 2018 19:27:52 (48%)

Op 11 januari 2018 12:58:55 schreef KlaasZ:
[...]
[...]
De vraagstelling van X3 en het antwoord van anne2 suggereren dat jullie er allebei wel eens aan hebben gemeten. Om de patstelling te doorbreken, kunnen jullie dan eens getallen geven van een concrete situatie? Dus: wat stond er over de veldwikkeling op het typeplaatje, en welke ohmse weerstand heb je dan gemeten?

Ik had destijds een specifiek geval van een motor van ruim 100 pk en een voedingsspanning van 220 VDC.
Op het typeplaatje werd een veldspanning vermeld van 70 V bij een stroom van, voor zover ik het mij herinner, 10 A. Het veld was via een enorme weerstand aangesloten op 220 V.
Omdat deze weerstand regelmatig verbrandde, had ik hem vervangen door een industrieel verwarmingselement. Een buis van 1,5 meter voorzien van koelribben.
Door aan de hand van de gegevens van de motor en de voedingsspanning van 220 V de berekening te maken, bleek een bepaald vermogen van een verwarmingselement precies de nodige weerstand te hebben. Achteraf bleken de waarden te kloppen.

De reden waarom het veld via een zo grote weerstand werd aangesloten was om het opkomen van het magnetisch veld in de motor te versnellen.

De reden waarom het veld via een zo grote weerstand werd aangesloten was om het opkomen van het magnetisch veld in de motor te versnellen.

De begin-stijgsnelheid wordt eigenlijk door de spanning bepaald.
Maar natuurlijk heb je bij een hogere spanning ook een hogere weerstand nodig om de eindwaarde van de stroom hetzelfde te houden.

Als je goed kijkt zie je dat bij 70 V de stijgsnelheid in het begin (linksonder in de grafiek) hetzelfde is met of zonder extra weerstand. Door de weerstand alléén gaat het dus niet sneller, integendeel.
Bij 220 V is het met of zonder weerstand ook gelijk, en sneller dan bij 70 V. Maar zonder extra weerstand zou je te hoog uitkomen.

bij deze gelijkstroommotor had je dus een veldwikkeling van 7 Ohm?.

dat je het veld bij inschakelen zo snel mogelijk wilt laten opkomen is begrijpelijk. Bij 0 rpm (geen tegen-EMK anker)en geen veld is een gelijkstroommotor een volle kortsluiting.

alhoewel DC is het inschakelen en het opkomen van het veld een inductief proces wat tijd vraagt.

in principe regel je dat in de aanloopkast. vanuit nul-stand eerst het veld vol inschakelen en daarna het anker mbv de aanloopweerstanden naar de volledige netspanning brengen. en dan toeren/vermogensregeling dmv veldverzwakking.

DC is een mooie techniek maar het is niet zonder reden dat men overgestapt is op draaistroom.

Op 12 januari 2018 13:44:10 schreef anne2:...daarna het anker mbv de aanloopweerstanden naar de volledige netspanning brengen. en dan toeren/vermogensregeling dmv veldverzwakking.

Toerenregeling normaal natuurlijk met de ankerspanning. Pas boven nominaal regelen in de veldverzwakking. Het maximum vermogen regel je niet met de veldverwakking, dat blijft gelijk. Het toerental loopt op, het maximum koppel terug. Het stond er een beetje onduidelijk.

Overigens zie ik vooral in de wat grotere vermogens nog best veel DC. De motoren zijn ietsje duurder maar DC drives kosten bijna niets. Bovendien zijn ze lekker compact.

Ik lees net nog even de startpost terug, en we gaan wel heel erg off-topic, hier heeft TS niks meer aan.

Op 12 januari 2018 15:15:39 schreef GJ_:
[...]Toerenregeling normaal natuurlijk met de ankerspanning. Pas boven nominaal regelen in de veldverzwakking. Het maximum vermogen regel je niet met de veldverwakking, dat blijft gelijk. Het toerental loopt op, het maximum koppel terug. Het stond er een beetje onduidelijk.

[/b]

helder, maar aan boord regelden we de toeren toch echt met veldverzwakking. netspanning (accu) was redelijk constant dus het anker op een lagere spanning zetten is muv de aanloopweerstanden, geen enkele optie.

zolang het koppel voldoende is om bij dat toerental het vermogen te leveren is het max koppel niet van toepassing.

bij een DC-drive waarbij je eenvoudig de voedingspanning kan verlagen zal het werken, bij een accu gevoedde installatie niet.

Ah, dan is het lastiger. Maar dat betekend dus dat je regelt van het nominale toerental tot het punt waar je koppel niet meer genoeg is om op te toeren? Echt langzaam draaien is er dan niet bij.

Ik kan met een draaistroommotor en een FO prima regelen uit accu's, maar een gemiddelde DC drive heeft inderdaad wel een wisselspanningsvoeding nodig.

langzaam draaien kan dan wel. je deelt je aandrijflijn op in meerdere motoren waarbij je de ankers in serie, serie/parallel en parallel kan schakelen. (verkapte vorm van verlaging ankerspanning) maar als je dan een toeren of vermogensbereik had gekozen ging de regeling verder op veldverzwakking.

terug naar de TS. een dieselmotor belasten dmv een gelijkstroomgenerator. leuk idee maar mijn oplossing zou een vat met waterpomp uit de landbouw zijn. 100 ltr water in circulatie wat altijd werkt (je zuigt uit het vat en pomp op hetzelfde vat). gezien de aanhanger waar de DM op staat moet dat er wel bijkunnen.

bij 130 rpm -> 13 pk (vollast), okee neem halflast 7~8 pk, bij 110 V is dat 45 Ampere. en dan zit je zo aan 10mm2-kabel.

succes

Ondertussen ben ik zelf een beetje gaan snuffelen in de boeken, en kwam ik dit tegen.

Anne 2 ,dat van die waterpomp is natuurlijk ook een goed idee,en ook voor publiek leuk om te zien.
Als mijn dieplader straks klaar is ,komen er nog 2 kleinere crossley s bij te staan,en ook een as met vaste en losse wielen ,die word aangedreven met een platte riem.
Van deze as kan ik dan de generator,en eventueel waterpomp,en bv koelcompressor aandrijven.
Dus licht,water,en koud biertje om maar is wat te noemen.
Ik weet niet of er hier lezers zijn ,die ook wel eens op het festival in Nuenen komen,dan heb je een idee wat ik wil .
Gr Paul,ik hou jullie zeker op de hoogte .

koel bier, ik doe mee.

paul waarom ga je niet voor bv zo'n agregaat.

https://www.ebay.co.uk/itm/Diesel-Generator-/132461026651

de generator is aangebouwd en kan je er af halen. de petter DM zet je weer op marktplaats te koop en je krijgt een werkbare spanning (230 V, 50 Hz) met de hele spanningsregeling erbij.

bath is ook niet al te ver weg en het ding past in je kofferbak

Deze draait 3000 toeren,dus moet ik nog al wat vertragen.
Maar zo'n 1 cylinder loopt niet mooi constant,het schijnt dat dan het licht knippert als je wisselstroom gaat opwekken.????
Die grote Engelse stoom tractors hebben ook van die gelijkstroom machines.
Gr paul

Hé Paul 49 heb je ook mijn eerdere post leesvoer gelezen, daar staat ook iets in over de 4 borstel dynamo en de internationale klem codering en diverse berekeningen.

Op 12 januari 2018 13:38:09 schreef Frederick E. Terman:
[...]De begin-stijgsnelheid wordt eigenlijk door de spanning bepaald.
Maar natuurlijk heb je bij een hogere spanning ook een hogere weerstand nodig om de eindwaarde van de stroom hetzelfde te houden.

@ FET
Ik bedoelde ook niet dat de weerstand op zich de stroom sneller doet stijgen.
Alhoewel dit wel zo begrepen kan worden.
Het is evident dat door de weerstand de spanning over de spoel daalt naarmate de stroom stijgt.
Ik had dus moeten schrijven:
“De reden waarom het veld via een zo grote weerstand werd aangesloten op een hogere voedingsspanning dan deze waarvoor de spoel gewikkeld werd, was om het opkomen van het magnetisch veld in de motor te versnellen.”
Deze toevoeging leek mij echter onnodig omdat de hogere voedingsspanning reeds eerder vermeld werd.