Synchronmaschine Motorbetrieb Generatorbetrieb

Hallo Zusammen,
ich habe bei einer kleinen Waaserkraftanlage folgendes Problem.

Nach der Erneuerung eines Transmissionsriemens habe ich das Phänomen, dass die Anlage nur noch die Hälfte der Leistung hat.
Die Anlage wird über eine Stern-Dreickumschaltung angefahren. Der Wasserstandsregler öffnet den Turbineneinlass und "überdreht" den Motor so dass er Energie in das Netz einspeist. An allen Schützen messe ich die 400V gegen Phase. Gegen Erde sind die Werte auch gleich. Mit der Stromzange messe ich ca. 20 A auf allen Phasen. ( Früher so um die 35A)
Es sind 2 Kondensatoren zur Blindleistungskompensation vorhanden . Einer hängt permanent am Netz, der Zweite nur in Dreieckbetrieb.
Bei Laständerung (nach oben) hört man deutlich auch eine Änderung der Drehzahl, was er früher nicht gemacht hat.
Das Motorklemmbrett ist soweit i.O.
Seit einiger Zeit der Motor recht warm (ca.10 Jahr Dauerbetrieb), läuft aber ruhig.
Hat jemand eine Idee wo hier der Fehler sein könnte?
 
Gleicher Riementyp, gleiche Profilform, keine Riemenscheiben gewechselt?
Kannst Du das mittels Änderung auf der Wasserkraftseite ausgleichen?
 
Der Riementyp ist identisch geblieben. Profil ist glatt. Gespannt wie vorher. Kein Änderung an den Riemenscheiben.
Die Wassermenge ist begrenzt. Daher kann man nur kurzzeitig die Leistung erhöhen ( durch Manipulation am Schwimmer)
Das ganze Phänomen hab ich schon mal im Frühjahr beobachtet. Da war dann aber nach ein paar mal Ein und Ausschalten wieder weg.
 
Kannst du die Drehzahl am Wasserrad und am Generator messen? Sinkt nur die Drehzahl am Generator, überträgt der Riemen nicht das volle Drehmoment. Wie hast du die Riemenspannung kontrolliert? Nur an der Stellung der Spannschraube, oder auch mal am Riemen? Eingelaufene Riemenscheiben können auch für die Reduzierung der Generatordrehzahl sorgen.
 
Die Drehzahl an den Riemenscheiben kann ich leider nicht messen, zumal ich auch nicht die ganze Zeit vor Ort bin (die Anlage ist in Niedersachsen, ich wohne in NRW).
Die Riemenspannung haben wir mit dem Faktor 1,008 eingestellt. ( 8 mm mehr im gespannten Zustand, auf 1000mm gesehen).
Der neue Riemen war allerdings ein paar cm länger, so dass der Motor ca. 4 cm weiter von der anderen Riemenscheibe weg ist. Das sollte aber auf die Drehzahl ja keinen Einfluß haben. Der Riemen selber hat eine etwas rauere Oberfläche. Kann das evtl. eine Rolle spielen? Uns fehlen immerhin fast 50% Leistung. ( Das war im Frühjahr ja auch schon mal der Fall) Also würde ich den neuen Riemen für den großen Verlust ausschließen.
Wie groß darf bei diesen Motoren der Unterschied im Strom sein? Bei einer Phase ist der ca. 1A niedriger.

Auf jeden Fall schon mal vielen Dank für die Anregungen.
 
Zehn Jahre Dauerbetrieb können auch den Lagern geschadet haben. Werden die recht warm?
Kommt denn genug Wasser an der Turbine an? Ein Kondensator, müssen das nicht frei sein? Ist der noch in Ordnung? Der Motor muss mit Nennschlupf übersynchron laufen, um volle Leistung abzugeben. Also ein Asynchronmotor hat so ca. 2% Schlupf, also muss er auch mit 2% über Synchrondrehzahl laufen. Also angenommen die Synchrondrehzahl ist 1500 bei einem vierköpfigen Motor, dann muss sich der Motor mit 1530 Umdrehungen/min drehen, um volle Leistung abzugeben. Wie passiert die Regelung des Wasserzulaufs und damit der Drehzahl?
 
Die Lager werden wir auf jeden Fall neu machen. Ich habe auch schon an den Schlupf gedacht. Der Motor wird aktuell recht warm. 50°C an den Kühlrippen würde ich schon schätzen. Können die Lager den Motor so bremsen, dass der Schlupf zu gering ist?
Die Drehzahl wird nicht geregelt. Wir können nur den Wasserstand im Graben über einen Schwimmer einstellen. Ich war bislang der Meinung, dass der Motor selbst die Drehzahl hält. Ansonsten kann es doch nur über die Höhendifferenz (also letztlich die Auslegungsdaten) funktionieren.
Die Anlage ist von 1956 und hat bis jetzt so funktioniert.
Könnte ein neuer Riemen genau so rutschen, das konstant 22A anstelle von 37A vorher fließen? Halte ich für unwahrscheinlich.
Das mit den Kondensatoren kenne ich nicht. Macht man das heute nicht mehr? Ob der in Ordnung ist kann ich nicht sagen. Mit der Stromzange habe ich in den Zuleitungen zum Kondensator ca. 9A auf allen Phasen gemessen.
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
15 A * 230 V * 3 = über 10 kW ... Wenn du DAS an deinem Riemen oder deinen Lagern verheizt,
erkennst du das nach kurzer Zeit an unübersehbaren Leuchterscheinungen und nicht ignorierbarem Geruch.
Auch bekommt der Generator damit deutlich mehr als 50°C.
(Wenn deine Maschine eine Nennleistung von 20 kW hat, wird die höchstens eine Verlustleitung von 1 kW haben
und damit wird ein heutiger ASM bereits so heiß, dass man den nicht mehr angreifen will.)

Mit anderen Worten:
Die Leistung wird NICHT IN deinem A(!)synchrongenerator verbraten;
ich tippe mal, die kommt gar nicht über das Wasserrad daher!
 
Die Temperatur von 50 Grad ist nicht schlimm, bis 80 ist das noch im Rahmen. Die Drehzahl ist der Knackpunkt und sollte gut über den Zulauf geregelt werden. Das geht recht einfach.
 
Wie konnte das dann über all die Jahre funktionieren? Könnte der Motor selbst einen Schaden haben, der sich so bemerkbar macht?
Bis auf die Lager fällt mir nichts ein. Ansonsten habe ich auch keine Ideen mehr. Die Anlage ist wie gesagt recht alt. Große Investitionen wollen wir da auch nicht tätigen. Mal sehen was sich die neue Regierung mit der EEG einfallen läßt.
Hier noch die Daten laut Motorschild: BBC 380V Dreieck / 62A / 30 KW / n=965
 
Also muss der Motor mit etwas über 1000 Umdrehungen laufen. Vielleicht ist dir das auch jetzt erst aufgefallen und der Fehler besteht schon länger. Der Motor ist für 380 V gebaut und jetzt liegen 400v und mehr an. Resultierend wird weniger Strom benötigt , um die gleiche Leistung zu schieben. Sicher erklärt das noch nicht die fehlenden 15A, aber die Summe aller Fehler macht das Problem. Ich würde zu erst die Drehzahl anvisieren. Die muss stimmen, sonst brauchst du nicht weiter suchen. Die muss bei 1020-1040 U/min liegen.
 
Vielen Dank erst mal, die Anlage befindet sich auch im Südharz. (37412 Herzberg). Ich denke mit dem Lagertausch machen wir nichst falsch.
Können die Kondensatoren auch als Fehlerquellen in Frage kommen. Ich habe immer noch gedanklich das Problen, daß es mal funktioniert und mal nicht. Nach dem Riementausch ging dann nichts mehr. Evtl. sind es auch mehrere Fehler.
Danke erst mal. Wenn jemand noch eine Idee hat, bitte gerne
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
mit dem Lagertausch machen wir nichst falsch.
... aber wenn die Lager in Ordnung sind, auch nichts gut.
Kaputte Kondensatoren ändern nichts an der erzeugten Leistung, sondern nur etwas an der Blindleistungsaufnahme.
Der Motor ist für 380 V gebaut und jetzt liegen 400v und mehr an. Resultierend wird weniger ...
... Quellenspannung erzeugen.
Möglicherweise ist das die Ursache für den geringen Generatorstrom?
Das könnte man u.U. kompensieren, indem man die Generatordrehzahl erhöht,
wenn das Wasserrad durch die geringere aufgenommene mechanische Leistung nicht ohnehin schneller dreht.

Hast du die Ströme GANZ SICHER auch an der GLEICHE Stelle gemessen
und nicht vielleicht mal vor und mal nach den Kondensatoren?
 
Mal ging es und mal nicht ist eine ganz neue Info. Bisher war immer vom Riemenwechsel als Wendepunkt die Rede. Für die Schwankungen könnten auch defekte Ankerstäbe im Motor/Generator verantwortlich sein. Anfangs haben die immer mal noch Kontakt, aber irgendwann ist der Riss zu groß und sobald sich der Läufer ausdehnt ist dann Schluss. Am besten den Motor mal zur Überprüfung bringen. Ist der Läufer defekt, lässt sich das mit einem Ankerprüfgerät feststellen, oder es ist so schon sichtbar.
 
Hatte ich um 12:42 so beschrieben, aber egal. Bin jetzt erst mal soweit,dass der Motor zur Überprüfung muss. Das mit den Ankerstäben hört sich plausibel an. Ist so was reparabel, oder muß ein neuer Motor her?
Vieln Dank noch mal an alle für die genommene Zeit.

Gruß aus Köln und schönes Wochenende erst mal ...
Der Riementyp ist identisch geblieben. Profil ist glatt. Gespannt wie vorher. Kein Änderung an den Riemenscheiben.
Die Wassermenge ist begrenzt. Daher kann man nur kurzzeitig die Leistung erhöhen ( durch Manipulation am Schwimmer)
Das ganze Phänomen hab ich schon mal im Frühjahr beobachtet. Da war dann aber nach ein paar mal Ein und Ausschalten wieder weg.
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
Das kommt drauf an, wie lieb man die Maschine hat,
denn die Fa.
Elektromaschinenbau Riegler R. GesmbH
kann das!
(Mir ist dieser Fehler jedoch noch nicht untergekommen.)
 
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