Kipor als Gleichstromgenerator?

Hallo,

ein paar technische Fragen zu der Inverter Serie, da ich den Generator nicht als Wechsel- sondern als Gleichspannungsquelle benötige .

- Welche Spannung ist vor der Inverterelektronik vorhanden?
- Ist der Generator mit Permanentmagneten bestückt oder hat er ein Erregerfeld.
- Ist der Generator vergossen oder könnte man ihn umwickeln?
- Auf welche Spannung (oder von welcher Größe abhängig) reagiert die Drehzahlregelung?

Sinn und Zweck des Ganzen ist eine Lademöglichkeit (Range Extender) für ein Elektrofahrzeug zu bewerkstelligen. Das geht natürlich auch mit dem AC-Ausgang und dem vorhandenen Ladegerät (Dieses hat max. 2kW Stromaufnahme ab Netz), wäre aber dann nicht so effektiv

Viele Grüße
Andreas

Moin

Na, da haben wir ja wieder mal etwas Spezielles. Hier macht das Antworten auch mal Spass.

Erst mal zu den Fragen:

1. Die Gleichspannung wird NICHT über die Inverter-Elektronik geregelt. In den Generatoren sind zwei Spulen. Eine für die, durch den Inverter veredelte, 230 Volt Spannung und eine Spule, die für die 12 Volt zuständig ist. Diese 12 Volt Spule erzeugt eine Wechselspannung die durch einen Gleichrichter in 12 Volt Gleichspannung "gewandelt" wird. Die Leerlaufspannung beträgt bei dieser Spule, ca. 20Volt und fällt erst bei einem angeschlossenen Verbraucher auf die angegebenen 13,8 Volt. Das ist dann auch der Grund warum elektronische Geräte niemals direkt an den 12 Volt Ausgang angeschlossen werden dürfen.
2. Der Generator ist mit einer Permanent-Magnetglocke ausgerüstet.
3. Diese Frage verstehe ich nicht. Geht es nur um die Spule oder den ganzen Generator?
4. Die Lastabhängige Drehzahlregulierung reagiert nicht auf Spannung sondern auf "abgenommene" Leistung. Je höher die Leistungsaufnahme der angeschlossenen Geräte, umso höher steigt die Motor-Drehzahl.

Zu deinem speziellem Anliegen.
Ich empfehle, ohne exakt den Leistungsbedarf deines Fahrzeuges zu kennen, folgende Lösung:
Zum Aufladen der Fahrzeugbatterien würde ich NICHT den im Generator vorhandenen 12 Volt Anschluss verwenden. Ich empfehle den Einsatz eines separaten 12 Volt Batterieladegerätes, weil der integrierte 12 Volt Anschluss bei 8,3 Ampere gerade mal 100 Watt an Leistung erzeugt und das ist wahrlich nicht sonderlich viel. In der Umkehrrechnung können, ohne Berücksichtigung eines Wirkungsgrades, theoretisch über 70 Ampere Ladestrom bei 12 V aus dem 230 Voltanschluss mit dem externen Ladegerät erzeugt werden.
Praktisch wirst Du aber mit Sicherheit auf 40 Ampere Ladestrom mit einem Kipor IG 1000, in Verbindung mit einem entsprechenden externen Batterielader, kommen.

Gruß

Vielen Dank für die Antworten...

Nachdem ich ja nun einen Generator bestellt habe, werde ich ja sehen, wie es realisiert ist...

Die Frage mit dem Vergossen bezog sich auf den Generator (also den umgedrehten Elektromotor) und nicht den Antriebsmotor.
Wahrscheinlich werde ich den Kipor erstmal ganz normal einsetzen (2600er Modell) und damit ein 1,8kW Ladegerät ansteuern. Dieses ist dann auch auf meine Akkus optimiert.

Viele Grüße
Andreas

P.S. Das Problem hat noch einer - der nimmt auch einen Kipor: www.elweb.info/projekte/Zimmermann/Umbauprojekt_SAM.pdf

Andi4242 schrieb:

....Nachdem ich ja nun einen Generator bestellt habe,.....

Zum Vergrößern anklicken....

Na da will ich doch Mal hoffen das Du den bei mir bestellt hast..

Andi4242 schrieb:

Die Frage mit dem Vergossen bezog sich auf den Generator (also den umgedrehten Elektromotor) und nicht den Antriebsmotor.

Zum Vergrößern anklicken....

OKI, jetzt habe ich´s. Nein der Stator ist nicht vergossen.

Gruß

danke auch meine frage ist beantwortet-denn das umrechnen von strom ist nicht meine stärke. ich verstehe es so das ich meinen ig1000 an meine 230 v steckdose stecke mein ladegerät im womo wandelt dann um auf 12 volt und dann brauche ich eh nur 12v 25Ampere, mehr kann mein ladegerät eh nocht aufnehmen, das heisst der inverter würde auf halber leistung oder so laufen und die 25 Ampere die stunde laden . Richtig?

@Romulus Antwort 2.
Der Generator ist mit einer Permanent-Magnetglocke ausgerüstet.

Hallo Romulus, ich habe ein Anmerkung zu der Aussage, dass der Generator eine Magnetglocke habe, was ja nahelegen könnte, dass der Generator ein sogenannter "Permanentmagnetgenerator" ist mit bekanntermassen bestem Wirkungsgrad:
Ich habe mir dazu nochmal genauer den Videostreifen über die Fertigungsstätten von KIPOR angesehen. (wie in den EBAY-Auktionen verlinkt).

Dort konnte man sehr gut die Fertigung der Rotoren für die Generatoren sehen einschließlich Bewickelung mit Kupferdraht. In einer anderen Einstellung waren die zugehörigen Statoren zu sehen. Nach meiner Kenntnis von Generatoren handelt es sich folglich nicht um Permanentmagnetgeneratoren (bei denen entweder Stator oder Rotor aus Eisenblechen mit Permamenmagneten besteht) sondern um fremderregte Synchrongeneratoren. Wo da eine Magnetglocke Platz haben sollte ist mir nicht klar.
Vielleicht meint er aber auch nur die kleine Magnetglocke die jeder Klein-Motor für die Zündung benötigt. Dort kann man nämlich noch eine Spule für einen ungeregelten 12 Volt Kleinleistungsausgang zum Batterieladen anbringen. Ob dies hier der Fall ist weiß ich allerdings nicht.

Ich die Vermutung, dass beim KIPOR statt eines PM-Generators ein herkömmlicher Synchrongenerator eingesetzt ist bei dem allerdings - anders als gewöhnlich - die rotierende Erregerwicklung nicht mit Gleichstrom variabeler Spannung sondern auch noch mit variabeler Frequenz erregt wird. Erst dadurch wird es möglich dass der Antriebsmotor und damit der Generator zwar mit variabeler Drehzahl betrieben werden kann, der Stator dann aber trotzdem exakt 50 Herz liefert. Auf diese Weise könnten die bekanntermassen guten elektrischen Eigenschaften durch entsprechende Ansteuerung der Erregerwicklung ermöglicht worden sein.
Die in einem anderen Themenbereich geäußerte Vermutung, dass der KIPOR einen PM-Generator habe und damit folglich eine variabele Spannung und Frequenz erzeugt, die dann erst über einen Gleichstromzwischenkreis mittels Inverter auf 230 Volt 50 HZ gebracht wird (analog dazu wie es heute bei netzgekoppelten Photovoltaikanlagen grundsätzlich praktiziert wird) kann ich nicht nachvollziehen.

Jedenfalls habe ich auf den ersten Blick nirgendwo innerhalb des Gehäuses einen echten Netzinverter (wie bei PV-Anlagen) gefunden. Die sind nämlich bei 1; 2; oder 2,6 kW nicht mehr ganz klein und daher kaum zu übersehen.
Oder haben die KIPOR-Leute da was ganz Kleines entwickelt, das meinen Argus-Augen verborgen geblieben sein sollte.
Den besten Aufschluß bekäme man allerdings, wenn bei der Geräte-Dokumentation mal ein anständiger Schaltplan beigefügt wäre, wie das bei jedem normalen popeligen Elektro(nik)gerät (Fernseher, Radio, Kühlschrank, Waschmaschine, Heizkessel und und und) heutzutage üblich ist.

Soviele Geheimnisse können ja wohl kaum in einem vergleichsweise billigen Notstromgerät stecken, oder?

Energiesys schrieb:

Ich die Vermutung, dass beim KIPOR statt eines PM-Generators ein herkömmlicher Synchrongenerator eingesetzt ist

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Moin

ich habe die GEWISSHEIT das die Generatoren der Typen IG1000 IG2000IG2600/H allesamt Permanent Magnet Generatoren sind.

Die im Video gezeigten Produktionsabläufe beziehen sich auf die gesammte Produktionspalette. Da Kipor auch Synchrongeneratoren herstellt ist es somit auch nicht weiter verwunderlich das auch die herstellung von Rotoren gezeigt wird. In jedem der Digitalen "IG" Generatoren ist ein nicht gerade kleiner oder leichter Netzinverter verbaut. Eigentlich sieht man den auch ohne Brille.

Gruß

Okay, muß zugeben, dass ich meinen KIPOR noch nicht so weit geöffnet habe um erkennen zu können wo der Inverter sitzt - werde ich dann wohl gelegentlich mal machen.
Aber noch eine Frage dazu.
Welche Spannung liefert der Gleichstrompermanentgenerator (vor dem Inverter) im Lastpunkt bzw. wie ist der sinnvolle Spannungsbereich zwischen Teillast (so eta 25%) und maximaler Last.
Hintergrund:
Ich überlege den Generator als "Stützgenerator" bei Notstromfähigen PV-Anlagen einzusetzen.
Nun werden zwar PV-Anlagen normalerweise nur netzparallel betrieben (ebenfalls über Inverter).
Leider bedeutet dies aber auch, das bei Netzabschalteung oder Netzstörung keine Stromversorgung für den Eigentümer der PV-Anlage besteht selbst wenn die Sonne powert.
Ich möchte daher für den Netzersatzfall eine Mittelspannungakkuanlage (z.B. aus 120 Bleiakkuzellen bestehnd) aus dem PV-Generator geladen halten. Mit dessen Hilfe kann dann über einen Inverter die Notversorgung laufen.
Für die Versorgung im Winter reicht dann aber der PV-Generator nicht und ich möchte dann den Stützakku aus meinem KIPOR nachladen.
Am besten natürlich direkt mit Gleichstrom der Hauptwicklung des Generators, sofern dessen Spannungsbereich mit dem Akkusatz iharmoniert.

Falls die Klemmmenspannung (bzw. der nutzbare Spannungsbereich) des Gleichstromgenerators nicht bekannt oder dokumentiert ist müßte ich dann mal selbst ans Messen gehen. Habe dafür leider immer recht wenig Zeit - zumal ich zuvor das Gehäuse abbauen muß um an den Gleichstromausgang des Generators bzw. den Gleichstromeingang des Inverters heranzukommen.

Ich muß mich korrigieren!

Nachdem ich am Wochenende das Gehäuse meines Kipor geöffnet habe sprang mir tatsächlich der Inverter förmlich ins Auge.

Bei ganz langsamen Durchdrehen des Motors fiel mir dann auch der sogenannten "Rippel" auf, was die Angaben von Romulus bestätigt, dass hier ein Generator mit Permanentmagneterregung sitzen muß.

Allerdings erzeugt der Permamentgenerator da der hier offensichtlich bürstenlos ist tatsächlich eine - soweit ich erkennen kann - 3-phasige Wechselspannung, die dann innerhalb der Schaltung des vergossenen Inverter per Gleichrichterdioden in eine "Zwischenkreis-Gleichspannung" umgewandelt wird.
Die hat je nach Motor-Generatordrehzahl und Belastung eine variabele Spannung .
Die Generatorfrequenz bzw. nach Gleichrichtung Oberwelligkeit ist direkt drehzahlporportional (Frequenz= Drehzahl/60 * Polpaarzahl).
Wenn wir also Gleichstrom nutzen wollen müßten wir an den Zwischenkreis heran. Dagegen spricht aus meiner Sicht zweierlei:
1. die Vergussmasse des Inverters
2. Die Gewährleistung
So bleibt allenfalls nach Ablauf der Gewährleistungszeit folgende Lösung.
3 Phasenspannung des Permanentmagnetgenerators auf externe Klemmen legen und an einen externen Gleichrichter mit Glättungskondensator anschließen. Von dort Anschluß an Akkubank.

Vorher sollte man jedoch den Erzeugerspannungsbereich des Generators ermitteln und sich noch ein paar Gedanken zur elektrischen Sicherheit machen bzw. einschlägige Normen für die Beschaltung beachten.
Immerhin besteht die Möglichkeit den Motor und Generator spritsparend, d.h. im Bestpunkt zu fahren weil man ja mit "Vollgas" gegen die Spannung des zu ladenden Akku anlaufen kann. Die Drehzahl regelt sich dabei von allein bei zugleich maximalem Motordrehmoment, d.h. bestem Motorwirkungsgrad.
Leider hat ja immer noch niemand die Abhängigkeit von Leistung und Spritverbrauch ermittetl und als Kurve hier publiziert. Da könnte man nämlich erkennen wie vorteilhaft ein Betrieb bei maximaler Last im Vergleich zum üblichen Betrieb mit 1/4 bis 1/3 Last (im Mittel) ist.

Ich vermutet man kommt je Kilowattstunde auf den halben Verbrauch und steckt damit sogar locker die Speicherverluste des Akkus weg.

Praktisch gesehen "zwingt " die Akkuspannung den Motor auf die Drehzahl die dieser Spannung entspricht.

Aber bitte bei Versuchen hier alles sehr sorgfältig überlegen und Ausführung nur durch Sachkundige und auf eigen Verantwortung!

Sofern hier im Forum niemand die Gelegenheit, Zeit oder Lust hat, diese Generator(ur)spannung und die zugehörige Drehzahl/Spannungskennlinie zu ermitteln und zum besten zu geben, werde ich mich wohl gelegentlich mal selbst dran machen müssen.
Kann wegen Arbeitsbelastung aber durchaus ein paar Monate dauern.


zum Schluss noch eine Idee dazu
PV-Solar plus Kipor könnten bei Nutzung des Gleichstromzwischenkreis (wie oben beschrieben) eine sehr gute und komfortabele Notversorgung darstellen, wobei man vielleicht sogar den internen Inverter des Kipor mitbenutzen könnte um dann auch aus dem Akku Netzstrom erzeugen zu können ohne dass man hierfür einen Extra-Wechselrichter bräuchte. Der Kipor braucht dabei nur dann gestartet zu werden, wenn der Akku leer wird und auch der Solargenerator nichts bringt oder nicht ausreicht. Das Ganze ließe sich sogar mit "low budget" automatisieren, wenn ein Aggregat mit Elektrostarter (leider vorerst nur bei FEM erhältlich) verwendet wird. Dessen Funk-Starter ließe sich sicherlich einfach anssteuern, ebenso der Aggragtestop.

Energiesys schrieb:

Allerdings erzeugt der Permamentgenerator da der hier offensichtlich bürstenlos ist tatsächlich eine - soweit ich erkennen kann - 3-phasige Wechselspannung,

Zum Vergrößern anklicken....

Stimmt. Das ist bei allen Handy-Generatoren so.

Gruß

Hallo zusammen,
Genau mein Thema!
Ich binn ebenfalls gerade am auslegen eines Range Extenders für unseren Colenta Bus welcher von einem 12 kW Gleichstrom Reihenschlussmotor Motor angetrieben wird.
Dieser wird von 16 Stück a 6V 160 Ah Bleigel Akkus über einen Curtis Controller versorgt.

Mein Ziel ist es den Generator so auszulegen das er leistungsmäßig das dahinnrollen auf landstraßen abdecken kann (etwa 15-25A Entladestrom laut Interner Anzeige).
Beim Beschleunigen soll er dann die benötigte energie aus den Akkus ziehen und diese beim verzögern wieder laden
Soweit die Theorie...
Die angegebene Ladeendspannung des originalen externen Ladegerätes beträgt etwa 120V.
Dies sollte dann ja auch die benötigte Spannung des Generators sein...oder?
Das würde bedeuten das ich einen 120V*25A=3kW Generator brauchen würde...
Kann das stimmen? kommt mir wenig vor.

es wäre nett wenn mir das mal jemand erklären könnte.
Ich beschäftige mich erst seit kurzem mit diesem Thema.

Vielen Dank
Franz
0043 6645129644

Hallo Franz!

Nun grundsätzlich hast Du Recht, was die geforderte Leistung für 25A bei 120Volt angeht, das sind wirklich "nur" 3kW.

Aber: Die Ladespannung der Batterie ist meist etwas größer, wahrscheinlich so um die 140Volt, wenn keine Belastung gefordert wird, dann sind das schon
3,5kW.
Weiters gibt es meines Wissens nach keine Generatoren, die 120V-Batterien direkt aufladen können, das läßt sich auch nicht mit einer einfachen Gleichrichterschaltung oder ähnlichem nach dem Generator realisieren, auch wenn dieser eine Ausgangsspannung hätte, die passen würde.

Es bleibt also nur die Möglichkeit ein Schaltnetzteil-Ladegerät (diese haben meist einen sehr geringen Blindleistungsanteil, den müßte der Generator sonst auch noch aufbringen) an einem "normalen" Generator anzuschließen und damit die Batterien etwas zu puffern.

Allerding haben auch Schaltnetzteile nur einen Wirkungsgrad von etwa 85-95%, d.h. um einen Ladestrom von 25A zu realisieren brächte man so ein Ladegerät für 120V/25A (oder einstellbarem Ladestrom, damit das Ladegerät nicht mehr Leistung zieht, als der generator liefern kann).

Aufnehmen würde so ein Ladegerät etwa 4kW, der Generator müßte dann aber meiner Meinung nach schon mindestens 5kW liefern um nicht ständig auf Vollast laufen zu müssen.

Weiters nicht so einfach ist der Festeinbau des Generators in ein Fahrzeug (Abbase - sehr heikel!) und der Betrieb des Generators während er Fahrt (Die Kipor's haben eine Ölmangelschaltung, und diese reagiert angeblich nicht gut auf herumschwappendes Öl im Generator).

Die ganze Geschichte wird also nicht leicht zu realisieren sein

Gruß

Peter

Danke Peter
Ich war wohl etwas sehr zu optimistisch mit den 25A roll ich gar nicht lang!
Da brauchts schon etwa 100A für eine ständige Geschwindigkeit von 80km/h
Spitze habe ich beim bergauf beschleunigen 360A gemessen
wie gesagt...ich lerne...

aber das mit den 120V ladestrom sollte hinkommen da die 16 6V Akkus ja 96V nennspannung haben...sollten die 120 als Ladestrom Ok sein oder?

Das mit den Schaltnetzteilen klingt wirklich interessant!
für 96 Volt wird aber wohl nix zu finden sein...aber 4 stück mit 24V 100A sollte realistisch sein wären dann 2400Watt /Netzteil...
ich würde also einen Generator mit min.10KW benötigen...
der wird dann wohl etwas größer ausfallen!

wie werden die Batterien reagieren wenn da mal kurz 100 Ah daherkommen?
wüsste aber doch bei der Rekupation genau das selbe sein oder?


fesch wäre hald den Gleichstromkreis im Kipor anzuzapfen bevor daraus 230 werden und daraus was zu machen...scheint aber sehr schwierig zu sein..

lg
Franz

Hallo Franz!

Zunächst mal hast Du recht, ich habe mich verlesen, ich dachte Deine Batterien haben 120V. Wenn sie "nur" 96V haben, dann stimmt das mit der erforderlichen Leistung.

Aber 100A, das sind ja dann echt 10kW, und da wirds dann nicht mehr lustig.
Es gibt Ladegeräte mit 24V/100A, aber die kosten jenseits der 1000 Euros, wenn sie nicht 30kg haben sollen (Das Stück), und auch ein Generator dieser Leistung ist nicht gerade billig, leicht und leise. (Sind meist Diesel - laute Teufel!)

Den Batterien müßte der Strom ziemlich egal sein, denn wie Du bereits erwähnt hast, bei der Rückgewinnung der Bremsenergie kommt sicher auch so viel zusammen, sonst hätte es ja keinen Sinn.

Trotzdem meine ich, es wäre wahrscheinlich billiger und weniger Aufwand einen Hilfsmotor einzubauen

Und auch wenn Du es schaffen würdest, irgendwie an den Gleichstrom des Kipors heranzukommen, hilft die die Leistung so eines kompakten Generators auch nicht wirklich weiter.

Also mein Tipp: Das ganze schnell vergessen.

Gruß aus Österreich:hal:
Peter