[hg_filder]

Braucht man das oder ist das unnötig?

Es war schon lange ein Traum von mir, einen Generator-Prüfstand für unsere BMWs zu haben. Einmal, um zu verstehen, wie so ein Prüfstand funktioniert. Dann der Ehrgeiz, einen selber zu bauen. Und final, um Probleme nachstellen zu können.

Warum keinen gebrauchten Prüfstand kaufen?
Rein aus finanziellen Aspekten wird der selbstgebaute Teststand rund das gleiche oder ggf. mehr kosten, als ein gebrauchter aus den 80er Jahren. Jedoch haben diese mehrere Nachteile. Einmal zu groß und zu schwer. Zusätzlich haben die Prüfstände keine Aufnahme für einen einzelnen Rotor mit separatem Stator, da diese von einem kompletten Drehstrom- bzw. Gleichstromgeneratoren ausgehen. Als kritischer Punkt ist die Motorenansteuerung für den Antrieb zu sehen, die durch das Alter Fehleranfällig und unflexibel sein können.

So habe ich mir über die letzten Jahre Gedanken gemacht, wie das umgesetzt werden kann.

Was soll der Prüfstand können?

• Leistungskurven alle bei den 2-Ventilern verbauter Statoren von Bosch ermitteln
• Leistungskurven der Standardregler und Behördenregler ermitteln
• Nachstellen von Problemen, Ermittlung von Fehlern
• Entwicklung eines Standardverfahrens zum vergleichen unterschiedlicher Generator-, Gleichrichter- und Reglersysteme
• Transportabel

Eines der Hauptprobleme ist der Montageplatz von Rotor und Stator. Eine Möglichkeit ist die Verwendung eines Kettenkastens, was jedoch weitere Probleme mit der Kopplung zu einem E-Motor mit sich führt.



Schlussendlich wird es wohl ein Adapter werden, der die Welle mit dem Konus zur Aufnahme für den Rotor beinhaltet und das zusätzlich Aufnahmepunkte für das Statorgehäuse ausweist. Angetrieben wird der Generator über einen Drehstrommotor, der wiederrum von einem Frequenzumrichter gespeist wird, so dass a) kein Drehstromanschluss benötigt wird und b) die Drehzahl mittels Poti eingestellt werden kann.

Skizze



Hier wird nach und nach über den Fortschritt berichtet.

Hans

 

[Wolfo]

AW: LiMa Prüfstand

Das ist alles ohne große Probleme zusammengeschustert.
Flanschmotor und eine Aluplatte, um alles zusammen zu kriegen.
Wenn du magst, kannst du von mir noch einen Konus von einer gebrochenen Kurbelwelle haben.

Das wichtigste:
Du brauchst ein isolierstes Lager hinten an deinem Asynchonmotor, sonst stirbt dir das in sekundenschnelle wegen der Wirbelströme bei den für Drehzahlen >5000/min notwendigen hohen Frequenzen.
Mein 1kw-Motor für solche Zündmaschinentests dreht notfalls kurzfristig 12000/min. Du kannst einmal den Frequenzumformer mit einem Drehzahlmesser abgleichen, dann reicht auch die Parametrierung für eine hinreichend genaue Drehzahleinstellung.

 

[hg_filder]

AW: LiMa Prüfstand

Hi

Das ist alles ohne große Probleme zusammengeschustert.
Flanschmotor und eine Aluplatte, um alles zusammen zu kriegen.
Wenn du magst, kannst du von mir noch einen Konus von einer gebrochenen Kurbelwelle haben.

Hi,
Flanschmotor und FU sind schon ausgesucht, KW-"Rest" hätte ich auch schon.



Dennoch sind wir am überlegen, die Welle zu drehen

Das wichtigste:
Du brauchst ein isolierstes Lager hinten an deinem Asynchonmotor, sonst stirbt dir das in sekundenschnelle wegen der Wirbelströme bei den für Drehzahlen >5000/min notwendigen hohen Frequenzen.
Mein 1kw-Motor für solche Zündmaschinentests dreht notfalls kurzfristig 12000/min. Du kannst einmal den Frequenzumformer mit einem Drehzahlmesser abgleichen, dann reicht auch die Parametrierung für eine hinreichend genaue Drehzahleinstellung.

Welche Lager meist du? Das der Welle für die Aufnahme?

Dank dir für die Hinweise.

Hans

 

[hg_filder]

AW: LiMa Prüfstand

[...]
Du kannst einmal den Frequenzumformer mit einem Drehzahlmesser abgleichen, dann reicht auch die Parametrierung für eine hinreichend genaue Drehzahleinstellung.

Das habe ich wie folgt vor: Frequenzmessung am Stator (6 Impulse pro Umdrehung), Drehzahl einstellen und Frequenz ablesen -> ab in die Referenzliste.

Hans

 

[Wolfo]

AW: LiMa Prüfstand

Nein, dein Flaschmotor (wird wohl ein Standart-Asynchronmotor sein) braucht hinten ein isoliertes Lager wenn du ihn weit über der Nenndrehzahl betreiben willst. Ganz wichtig.

Edit:
Den Konus solltest du bei einem Eigenbauadapter dann auch gerne nitrieren/einsatzhärten und schleifen. Sonst wird das u.U. eine Einmalverbindung.
Einfacher ist es den Zapfen der Schrottwelle zu nehmen und dort eine Passung rein zu drehen, das sollte für einen halbwegs fähigen Dreher kein Problem sein.
Rundlauf zum Konus 0,02 reicht. Dann auf die Motorwelle aufkleben.

 

[hg_filder]

AW: LiMa Prüfstand

Nein, dein Flaschmotor (wird wohl ein Standart-Asynchronmotor sein) braucht hinten ein isoliertes Lager wenn du ihn weit über der Nenndrehzahl betreiben willst. Ganz wichtig.

Edit:
Den Konus solltest du bei einem Eigenbauadapter dann auch gerne nitrieren/einsatzhärten und schleifen. Sonst wird das u.U. eine Einmalverbindung.
Einfacher ist es den Zapfen der Schrottwelle zu nehmen und dort eine Passung rein zu drehen, das sollte für einen halbwegs fähigen Dreher kein Problem sein.
Rundlauf zum Konus 0,02 reicht. Dann auf die Motorwelle aufkleben.

OK,
Einsatz wird temp. um die 6.000 1/min sein, Standard um die 3.500 (2.860 er 2 Polmotor).

Hans

 

[Wolfo]

AW: LiMa Prüfstand

Das sind deutlich mehr als 1,5x Nenndrehzahl.
In jedem Falle das hintere Motorlager isolieren, sonst schweißt es das dir kaputt. Elektrokorrosion, geht sehr fix.

 

[hg_filder]

AW: LiMa Prüfstand

Das sind deutlich mehr als 1,5x Nenndrehzahl.
In jedem Falle das hintere Motorlager isolieren, sonst schweißt es das dir kaputt. Elektrokorrosion, geht sehr fix.

Hab schon parallel gegoogelt: Werde deinen Warnhinweis ernst nehmen und solch ein Lager besorgen. Danke.

Hans

 

[hg_filder]

AW: LiMa Prüfstand

Nein, dein Flaschmotor (wird wohl ein Standart-Asynchronmotor sein) braucht hinten ein isoliertes Lager wenn du ihn weit über der Nenndrehzahl betreiben willst. Ganz wichtig.

[...]

Nochmal eine Frage: Hinten heisst auf Seite des Lüfterrades?

Danke Hans

 

[Wolfo]

AW: LiMa Prüfstand

Nochmal eine Frage: Hinten heisst auf Seite des Lüfterrades?

Jep.
Von SKF bekommst du isolierte Lager, Handelname: INSOCOAT

 

[hg_filder]

AW: LiMa Prüfstand

Jep.

Top

Von SKF bekommst du isolierte Lager, Handelname: INSOCOAT

Klasse, von dene hatte ich gleich auf deinen ersten Hinweis führend die Broschüre "Stromisolierende Wälzlager: Maßnahme gegen Elektrokorrosion" dazu von deren Seite geladen.

Hans

 

[hg_filder]

AW: LiMa Prüfstand

Ein weitere wichtiger Punkt ist die Prüfung selber, d.h. wie wird diese eigentlich vollzogen.

Dazu wurden im Archiv von Bosch alte Unterlagen zu Generatorprüfständen eingesehen, um den elektrischen Aufbau zu verstehen. Aus einem alten Schaltplan wird nun ein neuer, auf die BMW-Generatoren ausgerichteter Schaltplan entwickelt.

Auszug Bosch-Plan Generatorseite



Reduziert auf den 12 Volt-Bereich



Abgeleitet dann der mögliche Schaltungsaufbau



R1 für die Grundlast, R2 dann, um den Generator so weit zu belasten, dass er in "die Knie geht". Voraussetzung ist, dass der Akku voll ist. Amperemessung (unteres "A") per Shunt. Frage wird sein, ob bei einer weiteren Belastung die weitere Energie aus dem Akku entnommen wird. Dann müsste eigentlich zur Überprüfung in weiterer Strommesspunkt rechts am Akku installiert werden.

Leider sind die Anleitungen der Prüfstände dahingehend sehr "nebulös". Vielleicht findet sich ja noch eine Prüfvorschrift (vdt-wpe 315/1 bzw. 315/10 Drehstromgenerator).

Hans

 

[Rudi]

AW: LiMa Prüfstand

Voraussetzung ist, dass der Akku voll ist.

Wahrscheinlich bräuchte man, damit's wirklich reproduzierbar ist, statt des Akkus eine elektronische Last.
Zumindest mal leihweise, um den Einfluss des Akkus zu untersuchen.

 

[Vix_Noelopan]

AW: LiMa Prüfstand

Würde ich auch so durchführen. Einige kräftige Leistungstransistoren auf große Kühlkörper montieren, parallel schalten und im Sinne eines linearen Parallelreglers so steuern, dass die Lima-Spannung auf 14 Volt bzw. einen Wert begrenzt wird, der knapp unterhalb der Abschatschwelle des Ladereglers liegt. Dann benötigt man den Akku nur noch zu Beginn des Messvorgangs, also beim Anfahren.

Beste Grüße, Uwe

 

[der niederrheiner]

AW: LiMa Prüfstand

Frag mal nach, was so'n Lager kostet. Wird so um das 3 bis 4-fache sein. Kommt auch drauf an, ob Aussen- oder Innenring isoliert. Meine Holde empfiehlt Hybrid-Lager. Die haben Keramikwälzkörper und haben mit hohen Geschwindigkeiten kein Problem. SKF ist da zu teuer. SLF soll günstiger sein und gut sein. Sitzen in Frauenreuth.

Man kann auch das jeweilige Lagerschild isolieren. Es geht halt um den Kreis DE-Lager->Welle->NDE-Lager->Gehäuse.


Stephan

 

[Wolfo]

AW: LiMa Prüfstand

Man kann auch das jeweilige Lagerschild isolieren. Es geht halt um den Kreis DE-Lager->Welle->NDE-Lager->Gehäuse.

Völlig richtig, ich habe den Lagersitz einfach um 1mm ausgespindelt und eine POM-Bundbuchse zwischen Lager und Lagerschild verbaut und das Lager so isoliert.


Da ich die Möglichkeiten von Hans im Bereich Zerspanung aber nicht kenne, habe ich erstmal die käuflichen Lösungen aufzeigen wollen

 

[der niederrheiner]

AW: LiMa Prüfstand

Lass den erstmal die Preise erfragen. Vielleicht sucht er sich dann einen, der das so wie du, machen kann.

Unsere Motoren für Prüfstände sollen mittlerweile alle Hybridlager haben. Aber gut, da sind wir jetzt auch bei 14.000RPM. . .


Stephan

 

[hg_filder]

AW: LiMa Prüfstand

Dank euch fürs mitdenken und schon auf der Suche nach Alternativen. Ausspindeln ist sicherlich eine Methode, sicher nicht mit meinem KnowHow bzw. Maschinenpark.


Hans

 

[Q-Michael]

AW: LiMa Prüfstand

Hallo,

heißt das wirklich Elektrokorrosion?

Kommt das nicht durch den Gleichtaktstrom der aufgrund von schlechter Verkabelung und ungünstigem Pulsmuster entsteht?

VG Michael

 

[Q-Michael]

AW: LiMa Prüfstand

Ein weitere wichtiger Punkt ist die Prüfung selber, d.h. wie wird diese eigentlich vollzogen.

Dazu wurden im Archiv von Bosch alte Unterlagen zu Generatorprüfständen eingesehen, um den elektrischen Aufbau zu verstehen. Aus einem alten Schaltplan wird nun ein neuer, auf die BMW-Generatoren ausgerichteter Schaltplan entwickelt.

Auszug Bosch-Plan Generatorseite

Anhang anzeigen 245161

Reduziert auf den 12 Volt-Bereich

Anhang anzeigen 245162

Abgeleitet dann der mögliche Schaltungsaufbau

Anhang anzeigen 245160

R1 für die Grundlast, R2 dann, um den Generator so weit zu belasten, dass er in "die Knie geht". Voraussetzung ist, dass der Akku voll ist. Amperemessung (unteres "A") per Shunt. Frage wird sein, ob bei einer weiteren Belastung die weitere Energie aus dem Akku entnommen wird. Dann müsste eigentlich zur Überprüfung in weiterer Strommesspunkt rechts am Akku installiert werden.

Leider sind die Anleitungen der Prüfstände dahingehend sehr "nebulös". Vielleicht findet sich ja noch eine Prüfvorschrift (vdt-wpe 315/1 bzw. 315/10 Drehstromgenerator).

Hans

Hallo Hans,
bedenke die Stromoberschwingungen, die auch einen, nicht unwesentlichen Teil an der Wirkleistung haben. Mit den beiden, ich denke es werden mittelwertbildende Messgeräte wirst Du einen hohen Fehler haben. DEr Innenwiderstand der Batterie erzeugt eine Spannungsschwingung, die in Phase zur Stromoberschwingung auftritt.

VG Michael

 

[Euklid55]

AW: LiMa Prüfstand

Hallo,

"Funkenschlosser" hat doch einmal so ein Prüfstand gebaut.

Gruß
Walter

 

[der niederrheiner]

AW: LiMa Prüfstand

Keine Ahnung ob es sich "Elektrokorrision" nennt. Es gibt bei Elektromotoren schon immer das Problem des "Läuferstroms". Erfahrene Konstrukteure haben da so ihr üblichen Verdächtigen Kombinationen. Ob es dann wirklich Probleme gibt, merkt man dann im Prüffeld. Da ist es dann für Änderungen aber schon zu spät. Deswegen sorgt man im Allgemeinen vor. Wenn es dann unnötig gewesen wäre, ist ein isoliertes Lagerschild auch nicht weiter schlimm.

Bei den "Schnellläufern" kommen halt noch viele Faktoren hinzu. Da ist das ein übliches Problem. Das fängt schon mit der Spulenisolierung an.


Stephan

 

[BlaueEmma]

AW: LiMa Prüfstand

oder dann doch einfach eine Übersetzung mittels Riemen, dann wird der arme Motor geschont.

Gruß Holger

 

[AndiP]

AW: LiMa Prüfstand

Hallo Hans,
wie willst Du die Generatoren testen? Nur im Leerlauf, oder auch unter Last? Ich habe meine Lima vor Jahren hier testen lassen. Der hat einen alten BOSCH Prüfstand und kann auch unter Vollast testen.

 

[hg_filder]

AW: LiMa Prüfstand

Zu den Messungen

Auszug aus der Bosch-Beschreibung

Batterieschalter auf 12 Volt. Drehstromgeneratoren nicht ohne angeschlossenen Batterie betreiben.
Mit Stelltrafo Drehzahl einstellen [Hans: wird dann der Poti für den FU].

Hinweis zur Prüfung
Prüfen mit Belastungswiderständen.
Der Stauwiderstand [Hans: Wird wohl benötigt, um den Ladestrom für eine möglicherweise nicht komplett geladene Batterie zu minimieren, in meinem Schaltplan erst mal nicht vorgesehen] bleibt zunächst auf 0 (kurzgeschlossen). Die Schalterstellung I [Hans: Stauwiderstand eingeschaltet] wird benötigt, um z.B. auch bei leerer Prüfstands-Batterie mit kleinen Strömen belasten zu können (5 oder 10A).
Der gewünschte Belastungsstrom wird erreicht, wenn der zunächst niedere Belastungswiderstand [Hans: in meiner Zeichnung R2] eingeschaltet und die noch erforderliche Stromerhöhung mit dem Stellwiderstand [Hans: in meiner Zeichnung regelbarer Widerstand R1] nachgestellt wird.

Heisst für mich: Akku laden (geht ja ggf. über den Prüfstand), wenn voll, dann den Festwiderstand parallel schalten und mit dem zweiten Widerstand die Last so weit erhöhen, bis die anliegende Spannung anfängt abzufallen bzw. keine weitere Stromzunahme erkennbar ist und das Belastungssystem sich die zusätzliche Leistung aus der Batterie nehmen würde. An diesem Punkt wäre dann die maximale Amperleistung über den Shunt ablesbar.

Gemessen wir über einen Regler, der bei 14 Volt abriegelt (Definition des Stators) und einmal bei 1.800 1/min (2/3 Leistung der LiMa) bzw. 6.000 1/min (100% Leistung).


So viel mein Verständnis

Pläne


Hans

 

[hg_filder]

AW: LiMa Prüfstand

oder dann doch einfach eine Übersetzung mittels Riemen, dann wird der arme Motor geschont.

Gruß Holger

Ach, so ein bischen Sado-Maso finde ich schon ganz OK.

Hans

 

[hg_filder]

AW: LiMa Prüfstand

Hallo Hans,
wie willst Du die Generatoren testen? Nur im Leerlauf, oder auch unter Last? Ich habe meine Lima vor Jahren hier testen lassen. Der hat einen alten BOSCH Prüfstand und kann auch unter Vollast testen.

Hi,
max. 6.000 1/min, und das eher selten. Der Bereich zwischen 1.000 (Standgas) und 3.500 1/min (Bereich der Abregelung des Reglers) ist eigentlich interessant.

Frage: Hattes du deine GS-LiMa dort?

Hans

 

[AndiP]

AW: LiMa Prüfstand

Jo,
die Lima (Stator und Rotor) beide für i.O. befunden. Leider habe ich immer noch Ärger mit Accu wird nicht voll. Liegt wohl an meiner Fahrweise: Selten über 4000/min, da zu 99% Landstraßenbetrieb. Muss ich wohl mit leben.

 

[MM]

AW: LiMa Prüfstand

... Selten über 4000/min, da zu 99% Landstraßenbetrieb. Muss ich wohl mit leben.

Die Fragen sind eher:
- Was für ein Akkutyp ist verbaut?
- Wie groß sind die Fahrstrecken jeweils?
- wie lange die Pausen dazwischen (Stillstand)?

 

[Detlev]

AW: LiMa Prüfstand

... und wie definierst Du "voll"?