PID Regler und Synchrongenerator

Saualpe

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Hallo

Mein Projekt:
Ich betreibe einen Synchrongenerator als Kleinkraftwerk. Die Drehzahl sollte mit Hilfe von Phasenanschnittsteuerungen konstant gehalten werden (Pelton Turbine, Zufluss wird NICHT geregelt). Diese Steuerungen (pro Phase 1 Steuerung --> also 3) werden von einem Analogausgabemodul (S7-1200) angesteuert.
Somit wird die überschüssige Energie mit dem Anschnittsteuerungen den Boiler zugeführt. Das ganze wird anhand der Phasenspannungen geregelt. Und hier liegt auch schon das Problem.

Ansich ist das Programm fertig geschrieben.
Jetzt meine Frage:
Wie lässt sich der PID-Compact Regler manuell einstellen??? Der Regler fordert bei jedem Anlauf eine "Selbsteinstellung im Erstanlauf". Leider ist es nicht möglich den Generator von der SPS anpassen zu lassen. Hierbei würde der Generator "durch gehen" und sich selbst zerstören.


Bitte dringend um Rat! :confused::confused::confused::D:D:D


mfg
 
du darfst nicht von der Spannung aus Regeln, sondern von der Frequenz!

Die Spannung sollte der Spannungsregler des Generators regeln.

Wenn du die entnommene Leistung erhöhst, dann sinkt die Drehzahl, . . .

Ausserdem: ein Generator der für Peltonanlagen dimensioniert ist sollte beim Durchgehen nicht kaputt gehen: die Max Drehzahl einer Peltonturbine ist ca. 1,8 mal der Nenndrehzahl und das sollte auch der Generator für eine begrenzte Zeit aushalten.

Hast du einen Strahlablenker an deiner Turbine?

falls Ja, dann könntest du die Heizleistung des Boilers auch in stufen schalten und den feinen Rest mit dem Ablenker regeln.
 
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hallo

Leider gibt es keinen Strahlablenker. Der Betreiber will ansich die komplette Leistung benützen.

Leider wird das Netz von einphasigen Verbrauchern belastet.
Dem Generator ist ein Trafo (Yyn mit Ausgleichswicklung) nachgeschaltet, um den Synchrongenerator nicht mit der starken Schieflast zu belasten.

Grundsätzlich wird ja nach der Frequenz geregelt. Die Anschnittsteuerungen werden nur dann aktiviert, wenn die Frequenz über 45Hz liegt. Ein Netz mit perfekt 50Hz kann durch die unterschiedlichen Belastungen nicht aufgebaut werden.
Deshalb will ich auf der Ausgangsseite des Trafos (Sekundärseite) die Spannungen messen und an 220V anpassen (durch verstellen der Schnittwinkel).

Sollte es nicht möglich sein nach der Spg. zu regeln werde ich die Frequenz als alleinige Regelgröße in Betracht ziehen.

Kann der PID Regler direkt mit den PID Parametern starten ohne davor eine "Selbsteinstellung im Erstanlauf" druchführen zu müssen?

mfg
 
vergiss die Spannungsregelung (das macht der Spannungsregler des Generators) für die Leistungsregelung ist in diesem Fall einzig die Frequenz massgeblich.

vergiss PID Regler.

Schau dir zuerst den Verlauf der normalen Last an (große Lastsprünge oder relativ kontinuirliche Last (nur die Wirkleistung beachten)?

von welcher Leistung reden wir eigentlich?

Wie schaut der Zufluss aus?

Nach was regelst du die Düsen? oder sind die einfach so offen?

wenn einfach "so offen" dann rein nach der Frequenz einfach deine Phasenanschnittsteuerung für den HW-Bereiter regeln.

sollten die Düsen auch geregelt sein, dann nach dem OW Wasserstand die Düsen regeln und nach der Frequenz dein Boiler.

Was machst du wenn der Boiler auf 0% ist und deine Frequenz under 49Hz sink? kannst du von den normalen Verbrauchern welche wegschalten (Lastspitzen?????)

Meine Glaskugel hat mir gesagt: dass es sich hier um eine Insellösung ohne Verbindung zu einem Netz handelt. Falls Verbindung zum Netz, dann muss die Netz Leistung (Bezug/Lieferung) erfasst werden. (Das sind dann ganz andere Regelvorgaben).
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo

Ja du hast recht ich werde wohl nach der Frequenz regeln müssen anders wird es zu Probleme kommen ;-)

Das Kraftwerk (Inselbetrieb - somit keine Netzverbindung) hat eine Leistung von ca. 5kW. Somit habe ich größere Lastsprünge (z.B.: Waschmaschine)

Die Turbine wird immer mit voller Leistung betrieben --> die Düsen werden nicht geregelt da es sich um nur 5kW handelt.

Wie muss ich den PID Regler einstellen?

mfg
 
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Hallo

Die Regelung funktioniert nun.

Also:
1) Es wird nach der Frequenz geregelt (auf 49Hz).
2) Es wird ein PID Regler mit Phasenanschittsteuerung verwendet
3) DAS PROBLEM: Durch die Phasenanschnittsteuerung entstehen sehr viele Oberwellen und mehrere Nulldruchgänge durch den Anschnitt. Leider ist das Messen der Frequenz so fast unmöglich und das Messgerät verändert die Frequenz im Sekundentakt von 30 auf 70Hz --> SPS erhält falsche Daten.

Wie kann ich in diesem Fall die Frequenz messen. Bitte dringend um Hilfe!!!! :TOOL:

lg
 
Frequenzregelung

Hallo,
mit was wird die Frequenz gemessen?
Hast du die Möglichkeit mit einem Netzanalyser die Harmonischen zu bestimmen?
Wenn ja könntest du in deinem Messzweig mittels einer Verschaltung von Hochpass und Tiefpass-Filtern die Oberwellen ausblenden.

Alternativ: Geht hier keine Schwingungspaketsteuerung? Dies würe Oberwellen nahezu vermeiden.

Gruß
 
Zuletzt bearbeitet:
Vielleicht reicht es auch ganz simpel die Anschnittsteuerung 0,5s zu deaktivieren, die Frequenz zu messen und anschliessend die Anschnittsteuerung wieder zu aktivieren.

Gruß
Dieter
 
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Hallo


Über eine Schwingungspaketsteuerung habe ich auch schon nachgedacht. Hierbei kann es aber durch die plötzliche Be- und Entlastung zu sehr schnellen Spannungssprüngen kommen.

Das Ausschalten der Anschnittsteuerung von 0,5s ist somit natürlich auch nicht möglich. Die Maschine hat leider eine sehr geringe Trägheit.

Zur Not werde ich nach der Spannung regeln müssen. Dies ist zwar keine gute Lösung aber immerhin besteht die Gewissheit das mir der Generator nicht meine Geräte im Haushalt zerstört (Überspannung).

lg
 
Warum misst du nicht die Drehzahl des Synchrongenerators, die ist proportional mit der Frequenz verknüpft, und die kann relativ schnell und genau erfasst werden.
 
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