Stromerzeuger mit Deutz BF4M2011 pflegen

Der chaotische Hauptfaden

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Robby_DG0ROB
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Re: Stromerzeuger mit Deutz BF4M2011 pflegen

Beitrag von Robby_DG0ROB »

Über lange Zeiträume sind die netzsynchronen Uhren genauer als jene mit lokaler Zeitbasis (Quarz), da deren Drift nur eine Richtung kennt und der Gangfehler sich somit immer weiter vergrößert. Die Netzfrequenz läßt die Uhren zwar mal paar Sekunden pro Tag abweichen, aber man braucht sie dennoch praktisch nie stellen, weil sich das von allein "rausmittelt".
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Julez
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Re: Stromerzeuger mit Deutz BF4M2011 pflegen

Beitrag von Julez »

IPv6 hat geschrieben: Do 29. Dez 2022, 15:04 []
Was Schieflast und deren Auswirkungen auf die Spannungen ausmacht habe ich eher große Einschaltströme von einphasigen Verbrauchern im Kopf. Für einige Millisekunden sieht da ein Gerät zum Elkos laden auch gerne mal einige kW. []
Solche Geräte sind mir eh suspekt. Ich versuche mittlerweile bei allen Geräten die ich habe, den Einschaltstromstoß zu vermeiden. Das geht bei den meisten Verbrauchern ganz gut mit einem dafür gebauten NTC, bei größeren Elektromaschinen gibt es spezielle Module dafür.
IPv6
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Re: Stromerzeuger mit Deutz BF4M2011 pflegen

Beitrag von IPv6 »

Schieflast wurde nun getestet, mit 10,6 kW immer nur auf einer Phase, die anderen beiden unbelastet. 11 kW pro Phase ist das Maximum was der Generator kann (33 kW auf allen Phasen in Summe).

Ergebnis:
L1 belastet:
Spannung L1: 226 V
Spannung L2: 235 V
Spannung L3: 246 V

L2 belastet:
Spannung L1: 231 V
Spannung L2: 213 V
Spannung L3: 219 V

L3 belastet:
Spannung L1: 230 V
Spannung L2: 244 V
Spannung L3: 224 V

Also bei maximaler Schieflast alle Über- und Unterspannungen kleiner 10 %.
Man sieht schön dass der AVR zwischen L1 und L3 misst und darauf regelt.

Edit:
Hm, nein, zwischen L1 und L3 messen passt nicht so richtig, dann wäre beim ersten Test L3 nicht so hoch. Aber gut, ist am Ende auch egal, alles im Rahmen.
IPv6
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Re: Stromerzeuger mit Deutz BF4M2011 pflegen

Beitrag von IPv6 »

IPv6 hat geschrieben: Do 29. Dez 2022, 15:04 Darüber hinaus spricht niemand davon, alles immer umzubauen, es werden lediglich Überlegungen angestellt, was man tun könnte bzw. was alles möglich wäre.
Diese Überlegungen werden dann in einer Vielzahl von Fällen wieder verworfen, aber es ist richtig und wichtig, sich darüber auszutauschen - man könnte fast sagen, dass das der Sinn eines Forums ist. Aufmerksame Leser werden außerdem festgestellt haben, dass ich mich ausdrücklich gegen einen Umbau von Drehzahlregelung und AVR entschieden habe.
Ups, da bin ich wohl gestolpert und habe aus Versehen einen neuen AVR (UVR6, misst dreiphasig) und eine elektronische Drehzahlregelung verbaut.
Kommt nicht wieder vor, versprochen!

Der AVR ist mehr oder weniger ein 1:1 Ersatz und war absolut keine große Sache. Nun wird Schieflast noch ein wenig besser ausgeregelt (ausgemittelt), was mir einfach besser gefällt. Außerdem hat der neue AVR eine Abschaltung bei Unterfrequenz, was nach dem noch folgenden Umbau auf einen digitalen Generatorcontroller und Abkühlphase für den Turbo vor dem Abschalten im Leerlauf ganz praktisch ist.

Die elekronische Drehzahlregelung war eine größere Herausforderung.
Von Deutz selbst gibt es zwei Stellantriebe, die statt dem Abstellmagneten montiert werden und direkt auf die Einspritzmenge wirken.
Einmal ein Modell von GAC (Teilenummer 04281525, heißt bei GAC direkt "ACD110") und ein Modell von Heinzmann (04286363, heißt "LA25" bei Heinzmann).
Das GAC Modell ist für einen knapp vierstelligen Betrag zu bekommen, viel zu viel für das Projekt. Der Chinaklon davon ist Kernschrott und war absolut nicht einsetzbar, furchtbare Toleranzen und ein Linearkugellager was nicht funktionierte.

Der Antrieb von Heinzmann ist im Netz angeblich für gute 300 € zu haben, allerdings ist nicht klar, ob der mit den GAC Reglern (die es als durchaus taugliche Klone aus Fernost gibt) zusammenarbeiten. Funktionsprinzip ist vergleichbar, aber wer weiß. Zu viel Geld, um das einfach mal auszuprobieren.

Somit ist die aktuelle Lösung ein Klon von einem ADC120 Universalstellantrieb von GAC zusammen mit einem ESD5550 Regler.
Der Stellantrieb greift am Hebel für den Stoppmagneten an, der wirkt ebenfalls direkt auf die Einspritzmenge. Empfohlen wird diese Vorgehensweise sogar in einem älteren Dokument von Heinzmann. Der Hebel des Fliehkraftreglers wird dabei so eingestellt, dass er unter maximaler Generatorlast etwa auf 55 Hz reglen wollen würde, sodass er immer mehr Gas gibt als der elektronische Regler und somit der elektronische gewinnt - es gewinnt die Betätigungseinrichtung (Fliehkraftregler, interner Stoppmagnet, externer Stoppmagnet), die am wenigsten Gas gibt. Im Falle eines Ausfalls der elektronischen Regelung mit unerwünschtem Vollgasgeben würde einfach der Fliehkraftregler übernehmen, dem Motor passiert dabei nichts. Aufgrund der nun überhöhten Drehzahl würde schlussendlich der Generatorcontroller das Treiben beenden und abschalten.

Der Stellantrieb wurde auf einer passend angefertigten Konstruktion montiert und verrichtet seinen Dienst nach etwas Knobelei an den Reglerparametern nahezu perfekt. 30 kW Lastaufschaltung (der Generator bringt maximal 34 kW) werden schnell mit einem kurzfristigen Einbruch der Frequenz um ca. 1 Hz ohne große Überschwinger ausgeregelt. 50 % Lastaufschaltung sorgen lediglich für einen kurzen Freuquenzeinbruch < 0,5 Hz. Und im ausgeregelten Zustand werden die 50 Hz exakt gehalten.
1679610208891.jpg
1679610208900.jpg
1679610208880.jpg
Der Stellantrieb am Fliehkraftverstellhebel brachte keine zufriedenstellenden Ergebnisse. Hier kann vom elektronischen PI Regler quasi nur der I Anteil genutzt werden, ohne dass der Regelkreis schwingt. Dabei erfolgt dann bei Lastaufschaltung ein merklicher Frequenzeinbruch (wie er bei rein mechanischer Regelung auch passiert), der dann verhältnismäßig langsam vom I-Regler wieder auf Sollwert gebracht wird. Geht einigermaßen, aber eben nicht wirklich gut.

Es läuft noch eine Anfrage bei Heinzmann über den erweiterten Bekanntenkreis, es würde mich schon noch reizen den integrierte Stellantrieb LA25 zu testen.
Mal sehen ob es dazu kommt.
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Jesaiah
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Re: Stromerzeuger mit Deutz BF4M2011 pflegen

Beitrag von Jesaiah »

Ein richtig schönes Projekt - danke fürs Teilen!
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Roehricht
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Re: Stromerzeuger mit Deutz BF4M2011 pflegen

Beitrag von Roehricht »

Hallo,
Solche Geräte sind mir eh suspekt. Ich versuche mittlerweile bei allen Geräten die ich habe, den Einschaltstromstoß zu vermeiden. Das geht bei den meisten Verbrauchern ganz gut mit einem dafür gebauten NTC, bei größeren Elektromaschinen gibt es spezielle Module dafür.
das ist nicht immer sinnvoll. Bei Kollektormotoren ok. Bei Wechsel- und Drehstrom Asychron Motoren weniger gut. Solche Motoren müssen schnell aus der Anlaufphase raus damit sich die Wärmeentwicklung in Grenzen hält. Solange sie nicht mit dem Drehfeld laufen habe die kein Moment. Dauert die Anlaufphase unter Last zu lange kann man schon mal die Wicklung riskieren.
Bei solchen Motoren sind FUs ne Lösung

Leerlaufenden Motoren kann das egal sein wenn es nicht um riesen Motoren geht.


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Wolfgang
IPv6
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Re: Stromerzeuger mit Deutz BF4M2011 pflegen

Beitrag von IPv6 »

Ich denke, einen möglicherweise finalen Post mit ein paar Bildern bin ich euch noch schuldig.

Vom Ursprungszustand gibt es gar keine wirklich guten Bildern, daher hier das brauchbarste Foto:
1682708259286.jpg
Wie schon berichtet erfolgte dann allerlei Putzerei, Wartung und Pflege, darüber brauche ich nicht mehr viel schreiben.
Der Motor hat einen Service bekommen, die Elektrik kam neu, die fehlende Tür über den Bedienelementen wurde ersetzt (Multiplex mit gefrästen Ausschnitten und reingeklebtem Plexiglas als Sichtscheibe). Das Viech war dazu zerlegt, alle Gehäuseteile weg, Motor und Generator aus dem Rahmen gehoben, Tank geputzt und gespült, alle Gehäuseteile von der alten zerfledderten Dämmung befreit und Stück für Stück in die lokale Waschbox gefahren und gekärchert.

Dann nun eben noch der Umbau auf einen AVR, der dreiphasig misst, einen digitalen Generatorcontroller (inkl. dessen Programmierung, muss man sich erstmal einlesen) und elektronische Drehzahlregelung. Um den Controller anständig zu verbauen wurde extra ein neues Blech gelasert, abgekantet und lackiert, das Originale existiert noch mitsamt aller analogen Anzeigen.


Controller in neuem Panelblech mit neuer Verkabelung, neu installierten Koppelrelais. Im Hintergrund im Schaltkasten der Drehzahlregler.
1682600355231.jpg
1682600355240.jpg
1682600355221.jpg
Elektronischer Drehzahlregler samt Stellantrieb auf selbst angefertigter Halterung und nachgerüstetem Drehzahlsensor:
1682600355259.jpg
1682600355250.jpg
Der Öldrucksensor war dann noch defekt, blöderweise ein VDO Sensor mit M16 Feingewinde, die günstigen Nachbauten gibt es alle nur mit 1/8" NPT.
Also dem originalen Sensor das Gewindeunterteil abgesägt, plangedreht, Kernloch gebohrt und NPT Gewinde geschnitten. Auf diesem Adapter passt nun die verbreitete Sensorvariate:
1682600355202.jpg
1682600355191.jpg
1682600355288.jpg
Und im neu lackierten Gehäuse mit ein paar Aufklebern sieht Jenny (Namensgebung: Man stelle sich einen Sachsen vor, der englisch "Generator" aussprechen und dabei zu "Genny" abkürzen möchte) nun so aus:
1682600355297.jpg
Nur ein paar Dellen im Gehäuse verraten das wirkliche Alter. Aber die auszubeulen und zu spachteln war uns wirklich zu blöd, früher oder später kommen eh wieder neue rein. Jenny ist ja nicht fürs Wohnzimmer gedacht.
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Jesaiah
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Re: Stromerzeuger mit Deutz BF4M2011 pflegen

Beitrag von Jesaiah »

Gratuliere! Das ist so richtig toll geworden!
Matt
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Re: Stromerzeuger mit Deutz BF4M2011 pflegen

Beitrag von Matt »

Aber Delle ist noch da..

(ich kann verstehe warum es noch so ist, Blech ist schon dick und wenig Möglichkeit zum Ausbeulen, korrekt ?)

Ansonst bewunderte ich wie Vorredner.
IPv6
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Re: Stromerzeuger mit Deutz BF4M2011 pflegen

Beitrag von IPv6 »

Ja, das Blech ist recht dick und die Beulen tief.
Wir haben uns mit einem großen Hammer daran versucht, da hat sich rein gar nichts bewegt. Dann war uns das zu blöd und es durfte so bleiben.
ZBPDT4MWM
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Re: Stromerzeuger mit Deutz BF4M2011 pflegen

Beitrag von ZBPDT4MWM »

Sehr schick geworden!
Muss Jenny ihr Alter verbergen - ich finde nein!
Da ich von der (elektronischen) Steuerungstechnik wenig bis keinen Plan habe, kann ich nichts sinnvilles dazu sagen, aber den 'Hack' mit dem Öldruckschalter finde ich gelungen. VDO-Zeug zu identifizieren und zu umgehen ist immer wieder gar nicht so leicht...
IPv6
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Re: Stromerzeuger mit Deutz BF4M2011 pflegen

Beitrag von IPv6 »

Zu der Steuerungsgeschichte kann ich auch gerne noch ein paar Sätze schreiben.
Ziel des Umbaus war mehr Komfort, mehr Betriebssicherheit und nicht zuletzt natürlich auch der Spaß an der Nummer.

Im Ursprungszustand gab es spannungsseitig ein analoges Amperemeter, ein analoges Voltmeter und einen analogen Frequenzmesser.
Das Voltmeter konnte mittels Umschalter zwischen L1-L2, L2-L3 und L3-L1 umschalten, das Amperemeter ebenfalls mittels Umschalter die Ströme der drei Phasen.
Im Grunde sind das alle Informationen, die man so braucht, aber für unsere meisten Fälle sind nicht die Spannungen zwischen den Phasen interessant, sondern die gegen N.
Und die Leistung auszurechnen ist jedes Mal Kopfrechnen, einen schnellen Überblick hat man damit jedenfalls nicht. Was vom Strom Blindstrom ist, ist überhaupt nicht ablesbar.

Motorseitig gab es original ein kleines Steuergerät, was drei binäre Kontakte überwacht hat: Öldruck, Tankfüllstand und Temperatur.
Die Sensoren dazu am Motor haben jeweils zwei Ausgänge, einen analogen und einen digitalen Grenzwertkontakt (Öldruck zu niedrig, Tank fast leer, Temperatur zu hoch).
Der analoge Ausgang der Sensoren wurde einfach auf den entsprechenden Analoganzeigen (Öldruck, Temperatur, Tankfüllstand) dargestellt. Davon bekam das Steuerkästchen nichts mit, das hat lediglich die Schaltkontakte ausgewertet. Das Steuergerät gab dann entweder den Abstellmagneten frei oder eben nicht. Der Anlasser war einfach ständig per Schlüsselschalter zu bedienen.
Eben ein sehr simpler Aufbau aber mit eingeschränktem Funktionsumfang.

Was kann nun der neue Controller?
Erstmal ist das Ding ein Klon von einem InteliLite NT AMF 25. Das Original hätte etwa das Zehnfache gekostet, als Privatperson nur über drei Zwischenhändler zu bekommen.
Der Klon kommt direkt aus dem Reich der Mitte, sieht innen wie außen solide aus und lässt sich mit der PC-Software vom Originalhersteller programmieren. Auch ein Firmwareupdate auf die neuste Version vom Originalhersteller lief ohne Probleme durch.

Stromseitig misst das Ding die Generatorspannung und die Ströme der einzelnen Phasen. Daraus werden dann alle wichtigen Parameter errechnet und angezeigt. Die Genauigkeit ist auf jeden Fall ausreichend und wesentlich besser als mit den Drehspulenanzeigen. Der Werkstattföhn wird als 1 kW Last angezeigt, bei den Analoginstrumenten verursachte der Föhn keinerlei sichtbare Änderung am Drehspuleninstrument.

Der neue Controller hat diverse analoge und digitale Eingänge sowie mehrere digitale Ausgänge.
Motorseitig werden sowohl die Analogwerte der drei Sensoren erfasst als auch zur Sicherheit die entsprechenden Schwellwertkontate. Auf einer Übersichtsseite lassen sich dann die Motorparameter übersichtlich ablesen. Bei Über- oder Unterschreitung von einstellbaren Grenzwerten werden entsprechende Fehlermeldungen erzeugt und der Motor abgeschaltet. Wobei unterschieden wird zwischen Fehlern, die sofort abschalten (z.B. Öldruck unter Grenzwert) und Fehlern, die den Motor ganz gewöhnlich inklusive Abkühlphase ausschalten (z.B. Tank fast leer).

Die Bedienprozedur ist dann folgendermaßen:
Generator wird am Schlüsselschalter eingeschaltet, Controller bekommt Strom. Per grüne Taste am Controller wird der Motor angelassen, der Diesel startet und läuft mit verminderter Drehzahl (ca. 1100 U/min) eine halbe Minute etwas warm. Dann dreht er auf Nenndrehzahl (1500 U/min) hoch und das Lastschütz gibt die Generatorspannung frei, nun läuft der Apparat im Normalbetrieb.
Zum Ausschalten wird die rote Taste am Controller betätigt, dann fällt das Lastschütz ab und der Motor läuft mit verminderter Drehzahl noch 2 Minuten nach, hauptsächlich um den Turbolader noch etwas zu kühlen.

Eine kleine Trickschaltung für den Schlüsselschalter nötig. Es war gewünscht, dass der Schlüsselschalter den ganzen Controllerteil über ein Relais komplett von der Batterie trennt, damit nicht irgendwas die Starterbatterie langsam entlädt. Gleichzeitig soll der Schlüsselschalter aber im Betrieb nicht den Controllerteil hart ausschalter, da sonst der Motor sofort ausgeht und die Abkühlphase umgangen wird - und der erste Reflex ist ja oftmals, den Motor am Schlüsselschalter auszuschalten.
Also sorgt ein digitaler Ausgang am Controller dafür, dass das 12 V Hauptrelais (normal geschaltet vom Schlüsselschalter) bei laufendem Motor aktiv bleibt, auch wenn der Schlüsselschalter ausgeschaltet wird. Ein digitaler Eingang am Controller bekommt mit, dass der Schlüsselschalter ausgeschaltet wurde und leitet das Ausschalten vom Motor inklusive Abkühlphase ein. Sobald der Motor dann aus ist, schaltet sich alles komplett ab.
Der Notausschalter hingegen lässt selbstverständlich alles sofort komplett ausschalten.

Der Controller bedient also das Lastschütz vom Generator, einen Buzzer der im Fehlerfall piepst und blink, den Anlasser, den Strom für den Abschaltmagnet sowie den elektronischen Drehzahlregler und den Umschaltkontakt zwischen Leerlauf und Nenndrehzahl am Drehzahlregler. Ein Ausgang wäre noch frei um beispielsweise eine Vorglühanlage anzusteuern, die aber nicht vorhanden ist.
Vom Controller eingelesen werden über einen Hilfskontakt am Lastschütz dessen tatsächlicher Zustand, den Status des Schlüsselschalters, die drei digitalen Signale der Motorsensoren und das Fehlerrelais vom Drehzahlregler ("Overspeed").

Neben den universellen Ein- und Ausgängen hat der Controller noch einen Eingang für den Pickup-Sensor (Induktivgeber, der auf den Anlasserkratz guckt), um die Motordrehzahl zu erfassen. Die Batteriespannung wird einfach am +12 V Eingang gemessen, die Lichtmaschine wird über einen Eingang für D+ überwacht.
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