Drehstrom- Asynchronmaschine als Generator

Die Asynchronmaschine wird in aller Regel als Motor in verschiedensten Aufgabengebieten eingesetzt. Denn diese Maschine ist günstig, und gut. Doch auch als Generator kann diese Maschine gut eingesetzt werden.


Generatoren (Elektrisch) gibt es in verschiedenen Funktionsprinzipien. Die Asynchronmaschine ist auch als Generator gut geeignet. Auch in großen Windkraftanlagen (WKA) im Bereich von mehreren hundert kW bis hin zum Megawattbereich wird oft so eine Maschine in ähnlicher Bauart verwendet.

Der techn. Aufbau ist identisch mit dem Asynchronmotor, bzw. zur Asynchronmaschine. Es ist ja genau das gleiche „Gerät“, welches oft auch nicht umgebaut wurde. Es wird nur „andersherum“ eingesetzt. Die Asynchronmaschine (der Motor) wird mechanisch angetrieben (z.B. von einem Repeller, also von einem Flügelrad einer WKA (Windkraftanlage)) und erzeugt nun elektrische Energie. Doch reicht das aus, um auf diese simple Weise elektrischen Strom erzeugen zu können? Nicht ganz!

Asynchronmaschine, hier als Generator im Einsatz.
Bild oben; Urheber Biezl, Wikipedia. Ein vereinfachtes Schaltbild, wie eine Asynchronmaschine (eigentlich ein Motor) problemlos als Generator eingesetzt werden kann.
Minimumbeschaltung zum Einsatz als Stromgenerator.

Was ist erforderlich, um einen herkömmlichen Asynchronmotor als leistungsfähigen Generator einsetzen zu können? Nun, wenn es ganz einfach und kostengünstig gehen soll, macht man es so, wie es in „billigen“ Moppels, also die kleinen tragbaren Stromgeneratoren gemacht wird. Dort werden meist 3 Kondensatoren zwischen die Wicklungsanschlüsse geschaltet, wobei die Kapazität zur Leistung passen muss. Die Kondensatoren bilden zusammen mit den Spulen einen Schwingkreis (Kapazität / Induktivität). Der Motor wird so zum Generator und erzeugt Strom. Oben im Bild sieht man so eine Beschaltung. Fairerweise muss man hier aber auch erwähnen, das manche tragbare Stromgeneratoren noch einen modifizierten Generator haben.

Aber anders geht es natürlich viel besser! Und zwar bietet es sich an, einen herkömmlichen FU (Frequenzumrichter), welcher leistungsmässig min. die Leistung des Asynchronmotors hat, (der Generator) zu verwenden. Mit Hilfe des FU wird die „Wunschdrehzahl“ des Asynchrongenerator eingestellt, bei der die Stromproduktion beginnen soll. Sobald diese Drehzahl erreicht ist, bzw. etwas überstiegen ist – egal welche Drehzahl das auch immer sein mag – wird elektrische Energie erzeugt. Diese Energie findet sich im ZK (Zwischenkreis) des FU wieder, und kann (und muss) dort abgenommen, also abgeleitet werden. Wird sie nicht abgenommen, geht der FU in einen Fehlermodus, und trennt den Generator (Asynchronmaschine) vom FU. Achtung, in diesem Zustand läuft der Generator ohne jegliche Belastung, also im Leerlauf. Wenn also weiter mechanische Antriebsenergie zugeführt wird, kann diese nicht abgenommen werden. Ein Repeller (Propeller einer Windkraftanlage) würde dann also schnell (unzulässig) hohe Drehzahlen aufbauen! Hier sind also weitere Sicherheitseinrichtungen erforderlich!

Asynchronmaschine als Generator über einen Umrichter im Einsatz.
Bild oben; Urheber Biezl, Wikipedia. Hier eine Beschaltung die bereits einige Sicherheitsüberwachungen integriert hat.
Die Asynchronmaschine mit einem Umrichter als Stromgenerator einsetzen.

Achtung, bitte Vorsicht! Wir reden hier nicht über Kinderkram, sondern über lebensgefährliche Geräte, aufgrund der hohen Betriebsspannungen. Arbeiten Sie bitte nicht an FU und Asynchronmaschinen, wenn diese am lebensgefährlichen Stromnetz angeschlossen sind. Diese Arbeiten sind nur für ausgebildete Personen zulässig!

So, weiter möchte ich dieses Thema „Asynchronmotor“ hier in den Grundlagen nicht ausführen 🙂

Freundliche Grüße, Jürgen Blumenkamp

Autor: Jürgen B.

IT Fachmann, weltoffener Techniker, für Alternative Energie und E Mobilität.

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