Der Zapfenwellengenerator ist das Gegenstück zum Elektromotor
Der Zapfenwellengenerator erzeugt elektrische Energie durch antreibende Bewegungsenergie, während der Elektromotor elektrische Energie in Bewegungsenergie umwandelt.
Quellennachweis: Schneeberger Generatoren GmbH
Diese mobilen Strom Generatoren zeichnen sich durch einen günstigen Anschaffungspreis, geringe Wartung, keine Probleme auch nach längeren Standzeiten, einer langen Lebensdauer und einfachster Bedienung, aus. Der robuste Aufbau lässt Einsätze in der Land- und Forstwirtschaft, im Katastrophenschutz und im Feuerwehrdienst zu.
Sehr häufig wird der Zapfenwellengenerator an Traktoren und Schlepper der Land- und Forstwirtschaft angeschlossen. Der Wartungsaufwand betrifft danach hauptsächlich den Schlepper. Der Generator braucht relativ wenig Wartung. Getriebeöl in den vorgeschriebenen Intervallen tauschen, Filter regelmäßig kontrollieren und bei Bedarf ausblasen. Ein Probelauf pro Jahr, damit sich die Grundmagnetisierung wieder aufbaut und gleichzeitig der Umgang mit dem Zapfenwellengenerator geübt werden kann.
3-Phasen Synchrongeneratoren weisen unterschiedliche Nenndrehzahlen von zum Beispiel 1500 U/min (4-polig) für Langsamläufer oder 3000 U/min (2-polig ) für Schnellläufer auf. Die Spannung beträgt 230 oder 400 V AC, bei einer Frequenz von 50 Hertz.
Die Traktorleistung muss ausreichend sein damit die Drehzahl konstant gehalten werden kann. Bei modernen Schleppern mit elektronischer Einspritzpumpe rechnet mal KVA x 2 um die benötigten PS zu errechnen, bei älteren Modellen nimmt man den Faktor 2,5-3. Dann ist gewährleistet, dass man den Zapfwellengenerator voll auslasten kann.Wenn der Schlepper kleiner ist, kann man den Zapfwellengenerator zwar betreiben, aber nicht voll auslasten. Für diesen Fall sollte der Generator über eine Frequenzüberwachung verfügen um die angeschlossenen Geräte zu schützen.
Spannungsveränderungen und vergleichen diese mit dem Nennwert. Die Regelungsgenauigkeit beträgt bei Generatoren mit AVR +/- 1 bis 2%, bei Geräten mit Compoundtrafo +/- 5%, im Europäischen Leitungsnetz sind Spannungsschwankungen von 10% erlaubt. Beide Regelungsarten erlauben also den Betrieb von allen Geräten die auch über das Stromnetz betrieben werden. Wichtig ist der Unterschied zwischen Regelung und Überwachung. Eine Regelung versucht die Werte im vorgegebenen Bereich zu halten, sollten die Werte abweichen versucht die Regelung die Werte wieder in diesen Bereich zurück zu regeln. Um die angeschlossenen Geräte und Personen vor Schäden zu bewahren ist der Einsatz von Überwachungen zu empfehlen, Überwachungen erlauben keine Überschreitung der Werte. Neben Frequenz und Spannungsüberwachung ist es empfehlenswert wenn der Generator statt des Erdungsspießes mit einer Isolationsüberwachung ausgestattet ist.
Ein Erdungsspieß muss bei jedem Einsatz in den Boden geschlagen werden und dann muss von einer Fachkraft der Erdungswiederstand gemessen werden. Aus diesem Grund ist in Österreich der Fi-Schutzschalter am Zapfwellengenerator in der Landwirtschaft seit 2007 verboten. Bei Überlast wird der Generator durch die verbauten Sicherungsautomaten automatisch abgeschaltet.
Die Auswahl des Zapfenwellengenerators richtet sich in erster Linie nach dem Verbrauch der elektrischen Verbraucher am Hof, inklusiver einer Leistungsreserve für etwaige Neuanschaffungen. Erst im zweiten Schritt sollte man auf die Leistungsangaben des Antriebselements (Traktor, Schlepper usw.)achten. Da es sein kann, dass nicht unbedingt der größte Schlepper am Hof eingesetzt werden muss oder dass in ein paar Jahren ein neuer, größerer Schlepper angeschafft wird und dann der Generator voll ausgelastet werden kann. Nach Auswahl und Erwerb gilt es gemäß den Betriebshandbüchern zu verfahren und einen Probebetrieb zu absolvieren – ein Fachmann sollte hierzu Hilfestellung leisten! Am besten zieht man hier den Hauselektriker hinzu, da er die elektrische Anlage kennt.
Die meisten Hersteller bieten Generatoren mit einer umfangreichen, sinnvollen und teilweise vorgeschriebenen Ausstattung wie Voltmeter, Frequenzmesser, Amperemesser, Spannungs-, Frequenz- und Isolationsüberwachung, Thermoschutzschalter (Sicherungsautomaten), Gelenkwellenabdeckung, FI- Schutzschalter, umsturzsicherem Geräterahmen mit Dreipunkt- Aufhängung und Schutzklassenzuordnung bis zu IP54 für den Schaltkasten und IP 44 für den Generator an. Die Schutzklassen sind vorgeschrieben, und können bei Generator durch zusätzliche Filter erreicht werden, allerdings muss man dann unter Umständen mit Leistungsverlusten rechnen.
Diese Leistungseinbußen kann man vermeiden in dem man den Filter größer dimensioniert und so der Generator wieder genügend Luft ansaugen kann. Auch das Getriebe sollte in einem Gehäuse verbaut sein, denn das Getriebe wird so heiß, dass man sich verbrennen kann.
Wichtig sind auch große Räder die für Mobilität sorgen, und dass die Anzeigen vom Schleppersitz aus bequem abzulesen (Größe, Ausrichtung, Beleuchtung) sind.
Drehmoment:
Als *Drehmoment wird eine physikalische Größe verstanden, welche zum Beispiel eine Torsion (Verdrehung) oder Biegung eines Körpers verursacht. Das Drehmoment ist das Produkt aus Kraft (N) und Hebelarm (m), wobei Kraft und der Hebelarm in senkrechter Linie angeordnet sind. Die Einheit wird in Nm (Newtonmeter) angegeben und entspricht 1J (Joule) oder 1Ws (Wattsekunde)
Das Drehmoment bildet einen proportionalen Bezug zur Leistung (1Nm=1Ws) mit folgender Beziehung:
P= 2 x PI x M x n
Drehmoment M (Nm), Drehzahl n (1/s), Leistung P (W), PI= 3,14
Wird ein Drehmoment von 500Nm, bei einer Drehzahl von 100 1/min gefordert, ergibt sich aus dieser Gleichung eine benötigte Antriebsleistung von 5,42 kW.
(Wirkungsgrad durch Verluste sind bei dieser Überschlagsberechnung nicht berücksichtigt)
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