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6.5.Faktoren betreffend der Gesamtleistung
Bitte beachten Sie, dass der Stromerzeuger nur innerhalb seiner
Grenzen Strom liefern kann. Viele Verbraucher benötigen höhere/
zusätzliche Leistungen als deren Nennleistung, welche am Typen-
schild ersichtlich ist, wiederspiegelt.
Diese Leistungen sind vor allem:
6.5.1. Blindleistung
Elektrischen Verbrauchern, welche einen cosPhi ungleich 1 besit-
zen, muss neben dem Wirk- auch ein Blindstrom zur Verfügung ge-
stellt werden. Diese Blindströme belasten den Generator zusätzlich
(es fliessen zusätzliche Ströme im Stator). Daher ist zur korrekten
Berechnung der tatsächlichen Gesamtleistung nicht die Nennleis-
tung des Gerätes sondern der aufgenommene Strom relevant - man
spricht hier nicht mehr von Watt sondern von VA (=Volt Ampere).
Hohe Blindleistungen können des weiteren direkten Einfluss auf die
Spannungsregelung des Generators haben. Der cosPhi aller Verbrau-
cher muss zwischen 0,8 und 1 liegen. Sollten höhere Blindleistungen
auftreten ist eine dementsprechende Blindstromkompensation vorzu-
sehen.
Allgemein ist zu bemerken, dass die Rückwirkung auf die Regelung
des Generators durch die Blindlast um so höher ist, je näher man mit
der Blindleistung an die Gesamtleistung des Generators geht. D.h.
1kVA Blindleistung wirkt auf die Steuerung eines 5kVA Generators
stärker als auf jene eines 20kVA Generators.
Geräte mit hohen Blindleistungen sind vor allem:
• Geräte mit Elektromotoren (Wasserpumpen, Kreissägen, Ge-
bläse/Lüfter usw.)
• alte Neonröhren (ohne Kompensation)
6.5.2. Hoher Anlauf-/Startstrom
Elektrische Verbraucher, welche gegen Last anlaufen bzw. eine gro-
ße Masse beschleunigen müssen, benötigen in der Regel einen ho-
hen Start- oder Anlaufstrom.
Dieser liegt oft bei dem 3- bis 20-fachen des Geräte Nennstroms!
Der Generator muss diesen Strom zur Verfügung stellen können.
Beachten Sie daher bei der Dimensionierung des Generators nicht
nur die Verbraucherleistung laut Typenschild sondern auch einen
etwaigen Start-/Anlaufstrom.
Bei zu hohen Anlaufströmen kann es vorkommen, dass Ausgangsfre-
quenz als auch Ausgangsspannung kurzfristig auf einen Wert fallen,
welcher unzulässig ist. Sollten Sie gleichzeitig elektronische oder
empfindliche Geräte am Generator betreiben, müssen diese vor einer
Beschädigung geschützt werden.
Allgemein ist auch hier zu bemerken, dass die Rückwirkung auf die
Ausgangsspannung bzw. Ausgangsfrequenz durch Startströme um
so höher ist, je näher man mit dem Strom an die Gesamtleistung des
Systems kommt. D.h. ein 15A Anlaufstrom wirkt auf die Steuerung
eines 5kVA Systems stärker als auf jene eines 20kVA Systems.
Geräte mit hohen Anlauf-/Startströmen sind vor allem:
• Geräte mit Elektromotoren (Pumpen, Kreissägen, usw.)
• Geräte mit großen Übersetzungen (z.B. Hobelbank)
• Geräte mit Kompressoren (Wärmepumpen, Klimaanlagen, Ge-
friertruhen, Kühlschränke, usw.)
• Schweißgeräte (Hoher Strom beim Zündvorgang)
Theoretische Berechnung der erforderlichen Anlassleistung eines
Ansynchronmotors:
S =Generatornennleistung in kVA
S
=Scheinbare Anlaufleistung in kVA
A
P
=Motorleistung in kW
1
P
=erforderliche Anlass-Wirkleistung in kW
2
Beispiel: Starten einer Hobelbank mit Drehstromasynchronmotor
ohne Anlaufstrombegrenzer mit folgenden Eigenschaften:
Nennleistung Motor P=5 kW
Nennstrom Motor I
=7 A
N
Anlaufstrom
I
=62A
S
Leistungsfaktor cos φ =0,81
Wirkungsgrad η =0,87
I
P
S
S
=
= 62,84 kVA
*
cos φ * η
A
I
N
Bei diesem Beispiel beträgt daher die scheinbare Anlaufleistung
der Hobelbank 62,84kVA.
16
Da bei hohen Anlaufströmen die Ausgangsspannung einbricht gilt
als theoretische Betrachtung die Wahl der Generatorleistung in die-
sem Beispiel wie folgt:
Vorübergehender
Spannungsabfall bei Anlauf
< 20%
20%
25%
Die errechneten Werte sind nur Richtwerte, da sie vom verwendeten
Generatortyp, der tatsächlich erforderlichen Anlass-Wirkleistung der
Last P
und vom höchst angenommenen vorübergehenden Span-
2
nungsabfall abhängen.
* cos φ =50,9kW (wobei P
P
=S
2
A
In obigem Beispiel würde man für das Starten dieses 5kW Elektro-
motors zumindest einen Stromerzeuger mit einem 35kW Dieselmo-
tor und einem 45kVA Generator benötigen. Hier wäre jedoch immer
noch das Problem, dass die Spannung in der Startphase um ca.
20% einbricht und eventuell andere angeschlossene Geräte stören
oder beschädigen könnte.
Um eine übermäßige Leistungsanforderung im Synchrongenerator
zu vermeiden, gibt es folgende Möglichkeiten:
• Soferne möglich, Asynchronmotoren nicht gleichzeitig son-
dern nach einander starten.
• Im Fall von nur einem Asynchronmotor, das direkte Anlaufsys-
tem durch ein Stern-Dreieck System tauschen.
• Die Verwendung eines Anlaufstrombegegrenzers. Dies ist ein
elektronisches Bauteil ähnlich einer Licht-Dimmer Schaltung,
welche den Maximalstrom begrenzt. Jedoch kann nicht jeder
Verbraucher mit einem Anlaufstrombegrenzer gestartet wer-
den.
6.6. 3-phasiger Stromerzeuger bei 1-phasigen Lasten
• Entfällt bei GD4SS-1A-6000-5ES (1-phasig)
6.6.1. Nur 1-Phase in Verwendung
Solange nur 1-Phase des 3-phasigen Stromerzeuges verwendet
wird (beide anderen Phasen sind NICHT belegt/angeschlossen) ist
die Verwendung unproblematisch, da die Nullpunktverschiebung,
bedingt durch die Schräglast sich nicht auf Verbraucher auswirkt.
Nachteil:
Man hat nur 1/3 (=33%) der Generator-Gesamtleistung zur Verfü-
gung. Die unbelasteten Phasen weisen evtl. Überspannung auf, dies
ist unkritisch, da die Phasen hier nicht verwendet werden.
6.6.2. Phasen ungleich belastet
Sofern die Phasen eines 3-phasigen Generators ungleich belastet
werden, spricht man von Schräglast.
Dies tritt auf, wenn
• 3-phasiger Verbraucher und ein oder mehrere 1-phasige Ver-
braucher gleichzeitig betrieben werden.
• 1-phasige Verbraucher an unterschiedlichen Phasen betrieben
werden.
Bedingt durch die Schräglast verschiebt sich der Nullpunkt des
Stromerzeugers und es treten unterschiedliche Strangspannungen
zwischen Phase und Nullleiter auf.
Sofern neben einer 3-phasigen Last eine kleine 1-phasige Last betrie-
ben wird, stellt dies in der Regel kein Problem dar. Bei Schräglasten
ist aber in jedem Fall der Anlaufstrom des 1-phasigen Verbrauchers
zu berücksichtigen. Die maximal erlaubte Schräglast beträgt 50% der
maximalen Phasenleistung. z.B. beträgt diese max. Phasenleistung bei
einem 6kVA Generator - je Phase 2kVA. Davon sind 50% 1kVA. D.h.
1kVA 1-phasige Lasten können Problemlos pro Phase an diesem Gene-
rator betrieben werden.
Problematisch kann es werden, sofern man die Spulen eines 3-pha-
sigen Generators mit mehr als 50% der maximalen Phasenleistung
ungleich belastet.
Da ein Synchrongenerator IMMER nur EINE Stellgröße für die Aus-
gangsspannung besitzt (=den Erregerstrom), kann bei ungleicher
Belastung die Spannung nicht mehr korrekt ausgeregelt werden.
Generator-
nennleistung
55 kVA
45 kVA
30 kVA
grösser als P
sein muss)
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