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Re: Wie funktionert die Drehzahlregelung bei Hatz Diesel
Verfasst: Do 8. Dez 2022, 23:43
von Janvi
Schon gut, bin trotzdem froh wenn ich irgendwo einen Tipp zu der Einspritzpumpe kriegen kann. Soweit ich weis, kann der Diesel wegen seinem langen Zylinderhub und aussenliegenden Stößeln keine 3000 drehen. Die 1500 stehen auf dem AvK Typenschild. Der Gesamthersteller war die Bosch Tochter Eisemann welche mal hier im Ort ansässig war dann aber zerschlagen wurde. Die haben das Teil in Serie gebaut und da nehme ich an, daß die wissen was sie gemacht haben und der AvK in Drehzahl und Größe zum Dieselantrieb von der Konstruktion her bereits gut abgestimmt ist.
Zum Synchronisieren als Netzersatzanlage war das natürlich nie vorgesehen. Einen Transferschalter und eine Startautomatik mit diskreten Transistoren auf großen Platinen habe ich aber dazu ebenfalls. Leider nur hektisch abgeschraubt und ohne Unterlagen. Das ganze Teil habe ich in einem Abrisshaus vor dem Bagger gerettet. Der Architekt hatte 1972 dortselbst mal ziemlichen Ärger weil im UG das Klo bei Regenwetter immer übergelaufen ist. Deshalb hat er eine gigantische Hebeanlage eingebaut, welche für den Fall des Falls natürlich notstromversorgt sein musste. Kurz danach hat die Stadt den Abwasserkanal aufgegraben weil er verstopft war. Der Graben war nicht korrekt verbaut weil das Wetter schlecht war und er ist dabei eingerutscht. Es kam niemand zu Schaden, aber das Abwasserorhr aus Asbest wurde dabei auf viele Meter zerdrückt. Weil das niemand anflicken wollte, wurde der Kanal komplett neu gemacht werden. Dabei wurde er auch gleich 2m tiefer gelegt so daß die Hebeanlage nur noch Makulatur war. Daher auch die 24 Stunden auf dem Betriebsstundenzähler. Soviel zur Geschichte des guten Teils was ich aber künftig ertüchtigen will.
Ich habe mir die Motorsteuerungen der englischen Deepsea Electronics und der tschechischen ComAp-Control bereits angeschaut und mich dazu auch für (die übrigens künstlerisch sehenswerten) Schulungsvideos registriert. Mit den neuen LKW Dieselmotoren können die sogar über CAN mit dem Motorsteuergerät regeln. Die kleineren Modelle (AMF25) werden von den Chinesen 1:1 nachgebaut. Gibts in der Bucht zu 1/4 des Comap Listenpreises. Die Modelle die synchronisieren und Multi-Genset mit Nachbarmotor können sind aber ungleich teuerer (4-stellig) so daß ich mir das nicht leisten kann. Mein alter HP Frequenzzähler kann bei 50 Hz nur eine Stelle hinter dem Komma, was mir zum synchronisieren zu wenig vorkommt. Deshalb habe ich mir heute zumindest mal eine eigene Frequenzanzeige zusammengelötet.
Das LCD zeigt 3 Stellen hinter dem Komma korrekt an. Das stimmt mit
https://www.netzfrequenzmessung.de/ bis auf wenige Sekunden Anzeigeverzögerung bis aufs Millihertz tatsächlich überein. Für die Phasenlage habe ich mir LEDs angeschlossen. Wenn ich einen Sensor hätte, könnte ich mit der gleichen LCD Anzeige auch die Drehzahl wahrscheinlich noch genauer anzeigen. Wenn die mechanische Motorregelung auch so gut ist, geht es vielleicht einfach schon durch abwarten des korrekten Schaltzeitpunkts in der Schwebung.
Ein alter Elektriker hat mir das mal erzählt wie sie das früher gemacht haben. Mit dem DUSpol zwischen den Phasen messen und wenn die Glimmlampe dunkel wird den Schalter reinhauen. LEDs gabs dort noch nicht und die Frequenz wurde mit Resonanzzungen auf bestenfalls 0,1 Hz abgeschätzt. Für die Phase hat es wohl auch mechanische Instrumente mit einer verglasten Drehscheibe gegeben die wie ein Einphasen-Asynchronmotor aufgebaut war. Die Scheibe lief mit der Frequenzdifferenz vorwärts und rückwärts. Sowas wird man aber für eine baujahrgerechte Restauration nirgends mehr herkriegen. Schliesslich ist das ja keine Pipeline-Gasturbine und habe ich hier im Forum auch schon gelesen, daß es sich mit 30 PS noch um ein Kleinaggregat handelt. So schlimm sollte das dann mit den heutigen Möglichkeiten der Elektronik nicht mehr wirklich sein.
Re: Wie funktionert die Drehzahlregelung bei Hatz Diesel
Verfasst: Fr 9. Dez 2022, 09:39
von BUMI
Moin, such mal im Netz nach "Hell Dunkel Schaltung". Das ist die alte Art zum Synchronisieren, bei der gleichzeitig Frequenz und Phasenlage über prüft wird. Den Frequenzzähler brauchst du dabei nur um zu sehen, ob dein zu synchronisierender Geno zu schnell oder zu langsam ist.
Gruß, Burgfried
Re: Wie funktionert die Drehzahlregelung bei Hatz Diesel
Verfasst: Fr 9. Dez 2022, 21:04
von schmierlappe
Janvi hat geschrieben: ↑Mi 7. Dez 2022, 07:46
Die Drehzahl ist 1500 1/min was zu den 2 Polpaaren des AvK passt. Die Frage war auch nicht welchen Sinn oder Aufwand eine Synchronisation macht sondern wie es funktioniert (oder als erkenntisorientiertes Bemühen funktionieren würde).
Der Zugmagnet mit dem Schwenkhebel wirkt wahrscheinlich nur auf das Druckrohr und die Einstellschrauben sind zur leckagefreien Abschaltung in den Rücklauf des Tanks
Die Drehzahl für belasteten und unbelasteten Zustand muß an der Einspritzpumpe nach Montage mit Sicherheit irgendwie eingestellt werden so daß es auch eine Einstellmöglichkeit und Anleitung dazu irgendwo dazu geben sollte. Daher noch mal ein Detailfoto der suspekten Wurmschrauben und den Knopf zum rausziehen welcher vielleicht schon Teil des gesuchten Reglergestänges ist ?
Hallo,
Eigentlich müsste der Denkmalschutz kommen und dir das Aggregat enteignen.
Wenn du damit fertig bist, kann man es getrost zur Wiederverwertung geben.
Die zwei Schrauben mit der Plombe stellen die max Einspritzmenge der Pumpe ein.
Der Knopf ist die Startmehrmenge für Kaltstart oder Handstart.
Der Knopf geht nach erreichen der Abregeldrehzahl wieder rein.
Der Gashebel ist eigentlich der Hebel wo jetzt der Abstellmagnet dranhängt.
Der wird mit einer Feder auf Vollgas gehalten.
Es gibt intern noch eine Max Drehzahlschraube, die ist irgendwo Stirnseitig zu erreichen.
Der Motor ist mit 1500 Umdr sehr zurückgedreht und hat etwa um 16 PS.
Maximal sind bis 3000 möglich.
Es ist aber fraglich ob der Gen sich an das Netz aufsynchronisieren lässt.
Ohne integrierten Dämpferkäfig fängt das ganze System an zu schwingen.
Und was die ausgetüftelte Spannungsreglung dazu meint ist auch fraglich.
Re: Wie funktionert die Drehzahlregelung bei Hatz Diesel
Verfasst: Di 13. Dez 2022, 21:16
von Janvi
Besten Dank, derweil für die vielen Blumen. Der Denkmalschutz war noch nicht da. Vermutlich hat die Abteilung 1970-79 noch Peronalmangel. So habe ich aber wenigsten geschnallt, daß auf beiden Typenschilder tatsächlich 3000 1/min und nicht 1500 1/min draufsteht.
Dazu bin ich noch über ein ziemlich altes Video von Bosch auf YT gestolpert. Ein Langhauber mit Besatzerkennzeichen beim Bosch-Dienst. Vermutlich ist das Video in der Standmotorszene aber längst bekannt? Ab etwa Minute 35 wird der RQV Fliehkraftregler erklärt. Wieweit der mit meinem (2PFR?) identisch ist muß ich noch rausfinden aber werde berichten wenn er demnächst mal wieder läuft und ich das Reglerverhalten mit meinem Zähler nachmessen kann.
https://www.youtube.com/watch?v=PEtA_H64loE
Re: Wie funktionert die Drehzahlregelung bei Hatz Diesel
Verfasst: Di 13. Dez 2022, 21:51
von holm
Frag mal Deinen alten HP Zähler wieviele Stellen hinter dem Komma er auflösen kann, wenn Du die Periodendauer mißt und nicht die Frequenz.
Laß Dir Dein Vorhaben nicht ausreden, dat geiht! Es ist nur eine Frage des Aufwandes den Du betreiben möchtest.
Diesel neigen dazu eine fette Schwungmasse zu haben die Regelschwingungen gut unterdrücken kann. Wie weit
man mit Regelungen "von der Stange" so kommt weiß ich nicht, speziell bei kaum dokumentierten China Zeuchs,
ich würde das einfach selbst programmieren auf irgend einem Controller..
Ich frage mich nur wohin Du mit der ganzen Leistung willst, willst Du Deinen Heimatort ausfallsicher machen?
(Nichts dagegen zu sagen...)
Gruß,
Holm
Re: Wie funktionert die Drehzahlregelung bei Hatz Diesel
Verfasst: Di 13. Dez 2022, 21:52
von holm
Nochwas: Möglicherweise kannst Du den dicken Abstellmagnet mittels PWM regeln wie ein Proportionalventil, Du mußt allerdings dann den Weg des Magneten überwachen damit der nicht einfach in die Endlage "schnappt".
Gruß,
Holm
Re: Wie funktionert die Drehzahlregelung bei Hatz Diesel
Verfasst: Mi 14. Dez 2022, 15:59
von Janvi
Periode zeigt er sogar 4 Stellen hinter dem Komma aber das ist nicht hübsch genug. Unser 50 Hz Netzbetreiber heisst ja schliesslich auch nicht 20mSek. Ist übrigens ein Modell 5304A, zuletzt 1985 bei HP PTB rückführbar kalibriert. Hat bereits LED Anzeigen und man kann noch immer damit jemand erschlagen.
Von der Leistung kann ich da ein ganzes Gewerbegebäude dranhängen. Metallzerspanung, Aufzugsanlage usw. Ausserdem kann man mit der Abwärme heizen. Im Sommer gibt es Kühlraumkompressoren einer Lebensmittelproduktion und es ist nicht zuviel Leistung.
Bei dem Hubweg des Magnets habe ich mich sowieso gewundert, daß der in der Haltephase nach dem Anziehen mit 100% ED nicht sowieso mit einer PWM abgeregelt wird. Das werde ich im Betrieb aber auch noch vermessen und mir vielleicht Gedanken über einen Schritt oder DC Motor Ersatz machen.
Re: Wie funktionert die Drehzahlregelung bei Hatz Diesel
Verfasst: Do 15. Dez 2022, 12:29
von holm
...also wie vermutet. Das ist einfach eine Frage des Meßprinzips, moderne Zähler machen eine Periodendauermessung und rechnen um, dann bekommst Du auch Diene 50,xxx Hz angezeigt. Hübsch ist eigentlich nicht gefragt bei Messungen, sondern die Präzision. Wenn man die Anzahl der Perioden innerhalb der Torzeit von beispielsweise einer Sekunde zählt, dann kommt man halt nur bis 50, Zählt man die Zählertaktperioden über die Zeit einer Periode werden die Zahlen größer und das Mehergebnis genauer. Das ist dann ein Reziprokzähler.
Es ist an alten Motoren nicht unüblich das die Steuerung einfach und hauptsächlich mechanisch gehalten wird. Elektronik hätte früher erfordert das man da Röhren verwendet..das würde wohl heute Keiner mehr wollen. Ich habe aber mal in einer alten Funktechnik gelesen wie man mittels eines Kastens voller Röhren elektronisch 2 Schiffsdiesel synchronisiert hat um mechanische Schwingungs-Schwebungen mit großen Amplituden zu vermeiden die sonst den Kahn zerschüttelt hätten...habe Vergnügen beim Lesen gehabt.
Ich habe gestern meinen Notstromer (2 Zylinder V-Briggs, 10KVA, 3~) teilweise auseinander genommen um den fit zu machen für "neue Herausforderungen" (er muß in die Insel-WR einspeisen können bei Blackout). Ich war erfreut an Elektronik da drin nur eine 3 Phasen Drossel und einen B6 Brückengleichrichter gefunden zu haben, mehr gibts da nicht...gut so! ..und das sage ich als Elektroniker... Ok, der Briggs hat natürlich die übliche elektronische Zündung.
Ich muß mal einen ähnlichen Servo bauen wie Du und zwar für den Chocke..momentan muß man da an einer Drahtschlaufe ziehen und die dann wieder zurück schieben. Ziemlicher Käse wenn das Ding automagisch starten soll.. E-Starter ist ja dran. Apropos: Schau mal unter den Modellbauservos, da gibts kräftige Ausführungen mit Metallgetriebe die etliche Kilo bewegen können, evtl. hilft das konstruieren..
Gruß,
Holm
Re: Wie funktionert die Drehzahlregelung bei Hatz Diesel
Verfasst: Mo 2. Jan 2023, 15:43
von Janvi
Zwischenzeitlich habe ich im Antiquariat tatsächlich ein orginales Manual der Hatz Motorenfabrik für Z782, Z788, Z789 und Z790 gefunden. Darin sind einige wichtige Dinge erklärt. Die PS der Maschine steht da aber auch da trotzdem nirgends drin.
Das Video von der Hell Dunkel Anzeige ist ein gezipptes MP4 weil ich keinen Video Dateityp gefunden habe wo sich hier im Forum als Video hochladen lässt.
Hier nun die Resultate aus meinem Neujahrs-Probelauf:
1)
Der Zugmagnet muß ein Wunder der Feinmechanik sein. Ich habe mich über die riesige Anzugskraft gewundert, den Haltestrom dann aber mit nur gut 1,2 Amp nachgemessen. Das macht etwa 15 Watt Verluste was der riesige Eisenbollen auf Dauer glaubhaft wegstecken kann.
Weil ich der Sache nicht getraut habe, habe ich mit Stromzange und Oszi nachgemessen. Immerhin befinden sich hinter dem Zündschloss noch zwei kleine transistorisierte Platinen von welchen ich nicht wirklich weis was die genau machen. Die Vermutung daß sie eine PWM für die Begrenzung des Haltestroms erzeugen hat sich aber als falsch erwiesen.
Dafür zeigt das Oszilloskop aber einen Anzugsstrom von etwa 18Amp für die Zeitdauer von 50mSek. Das passt nun mit dem riesigen Wumms des großen Magneten gut zusammen und ist von Bosch vermutlich irgendwie intern mechanisch gut gelöst.
2)
An der Batterie fliesst nach dem Starten ein kleiner Ladestrom von etwa 0,2 Amp. obwohl der Zugmagnet angezogen ist. Das bedeutet daß die Lichtmaschine und deren Regler funktioniert. Die Lima sitzt gut versteckt hinter dem massiven Schwungrad versteckt und hat lt. Manual feststehende Wicklung mit einem aussen rotierendem Permanentmagnetring. Es gibt ein Schaltbild mit Kabelfarben aber Regler und „Impulsgeber“ (Bosch Nr. 400 986 00) sind als schwarzer Kasten gezeichnet so daß man nicht wirklich schlau wird wie es im Detail funktioniert. Abgesehen von der Ladekontrollleucht tut es immerhin was ich mit einer Stromzange an der Batterie kontrolliert habe. Die Ladekontrolleuchte selbst ist nicht defekt, so daß ich wohl nicht weiter komme ohne die genaue Funktion der im Manual abgebildeten schwarzen Kästen zu verstehen.
3)
Eine der beiden unbekannten transistorisierten Platinen hat den Öldruckschalter und einen Ausgang angeschlossen welcher ursprünglich zur Start-Stop Automatik gegangen ist. Nach dem Starten ist der Ausgang aktiv, bei Erreichen des Öldrucks wird er abgeschaltet. Vermutlich wurde er für die Startautomatik als Rückmeldung benutzt ober der Startvorgang erfolgreich war oder evlt. wiederholt werden muß.
4)
Als Ersatz des ehemaligen Transferschalters habe ich zwischenzeitlich einen kleinen Rittal Kasten vorbereitet. Darin je ein Multifunktionsmessgerät für Netz und Generator (Tense EM07) und wegen der schlechten Genauigkeit noch eine zusätzliche Frequenzanzeige auf 2 und 3 Stellen hinter dem Komma genau (EA6544 und Murata beide von Reichelt). Ist aber etwas übertrieben weil man ein volles Hertz Differenz schon 10 mal pro Sekunde blinken sieht. Die Lampen im Video zeigen eine herkömmliche Hell-Dunkel Schaltung mit LEDs ausgeführt. Mit der Phasen folge bzw. Drehrichtung scheint aber noch etwas nicht zu stimmen weshalb sie hier nicht ausgehen. Zur tatsächlichen Synchronisation habe ich mich deshalb auch (noch) nicht wirklich getraut. Jedenfalls sieht man an den LED gut daß sie langsam reagieren. Auch am Duspol sieht man die LED Anzeige bei Phasengleichheit runter und wieder rauf laufen. Synchronisation sollte also tatsächlich kein wirkliches Hexenwerk sein.
5)
Die Drehzahlverstellung über den Drehmagneten funktioniert sehr gut. D.h. die Einspritzpumpe regelt intern automatisch über Fliehkraftgewichte und der Drehmagnet stellt aussen die Solldrehzahl ein wo er aber bauartbedingt nur Ein oder Aus sein kann. Um die plombierten Anschlagsschrauben nicht verstellen zu müssen, habe ich mit Einlegen von einem einem 1mm Alublech die Drehzahländerung ausprobiert.
51,6 Hz im Leerlauf nach dem Starten
51,2 Hz mit 6kW Last, mit 1mm Einlegeblech 48,5 Hz
50,6 Hz mit 12 KW Last
Insgesamt ist die Fliehkraftregelung der Einspritzpumpe schon ganz ordentlich, aber von der Genauigkeit im Bereich plusminus ein Hertz nun doch ziemlich von thermischen Einflüssen und vermutlich auch der Dieseltemperatur abhängig. Wenn der Zugmagnet durch einen Servo Stellmotor ersetzt wird, sollte sich das problemlos ausregeln lassen.
6)
Die Spannungsregelung reagiert zu steil. Ohne Last 3x235 Volt, bei 12 KW aber 3x247 Volt was deutlich zu viel ist. Bei 2kW Schieflast bricht die Spannung an der Phase um 2 Volt ein und überhaupt steckt der AvK einiges an Schieflast gut weg. Wenn man den Deckel am Lüfterrad aufmacht, sieht man verschiedene Drahtpoti wo man vermutlich noch was besser einstellen kann.
7)
Etwas Sorge macht mir die Abgastemperatur wo ich noch kein Gefühl dafür habe was „normal“ ist. Ich habe hinter dem Flex-Ausgleichstück mit 2“ Stahlrohr an den Schornstein angeschlossen und ab Flexrohr mit 3cm Steinwolle isoliert. Bereits nach 10 Minuten ist die Alukaschierung der Steinwolle so heiß, daß man sich die Finger verbrennt. Das schwarze Stahlrohr ist bereits leicht blau angelaufen. Rein visuell zu beurteilen, scheint auch bei Last kein übermässiger Ruß erzeugt zu werden. Die Abgastemperatur habe ich bislang noch nicht nachgemessen, werde dazu aber ein Bohrung mit Messfühler einrichten.
Re: Wie funktionert die Drehzahlregelung bei Hatz Diesel
Verfasst: Di 3. Jan 2023, 21:25
von schmierlappe
Janvi hat geschrieben: ↑Mo 2. Jan 2023, 15:43
5)
Die Drehzahlverstellung über den Drehmagneten funktioniert sehr gut. D.h. die Einspritzpumpe regelt intern automatisch über Fliehkraftgewichte und der Drehmagnet stellt aussen die Solldrehzahl ein wo er aber bauartbedingt nur Ein oder Aus sein kann. Um die plombierten Anschlagsschrauben nicht verstellen zu müssen, habe ich mit Einlegen von einem einem 1mm Alublech die Drehzahländerung ausprobiert.
51,6 Hz im Leerlauf nach dem Starten
51,2 Hz mit 6kW Last, mit 1mm Einlegeblech 48,5 Hz
50,6 Hz mit 12 KW Last
Insgesamt ist die Fliehkraftregelung der Einspritzpumpe schon ganz ordentlich, aber von der Genauigkeit im Bereich plusminus ein Hertz nun doch ziemlich von thermischen Einflüssen und vermutlich auch der Dieseltemperatur abhängig. Wenn der Zugmagnet durch einen Servo Stellmotor ersetzt wird, sollte sich das problemlos ausregeln lassen.
Ich verstehe nicht wofür eine so genaue Drehzahlreglung gebraucht wird.
Bei Generator im Inselbetrieb macht eine abweichung von +/- 1-2 Hz nichts aus.
Wenn er aufsynchronisiert ist, nimmt er sowiso die Frequenz/Drehzahl vom Netz an, egal was man da am Gashebel stellt.
Dabei braucht er die Reglung nur noch um das Durchgehen bei Lastabwurf zu verhindern.
Bei einem anderem Hatz ist die Lichtmaschine ähnlich.
Da gibt es ein extra Kästchen, was nur für die Ladekontroll-Leuchte zuständig ist.