Herstellen generator
Herstelling van een stroomgroep (alternator gedeelte)
Genset herstelling
Root server » TechTalk » Electriciteit » Generatoren » Herstelling
Ik heb veel bezoekers die mij vragen een DIY herstelgids te schrijven "herstellen van een stroomgroep". U vraagt, wij schrijven.

Het is aangeraden ten minste een idee te hebben van hoe een generator werkt, ga daarom naar de indexpagina Generatoren.

Generator herstellen

Een stroomgroep bestaat uit twee delen: een motor (meestal diesel) en een alternator. Het herstellen en het onderhoud van een dieselmotor staat hier. We behandelen hier enkel het electrisch gedeelte (alternator en electronica).

We hebben het hier voornamelijk over stroomgroepen die in de industrie gebruikt worden (vermogen van 10kW tot 2MW), dus geen generatoren voor huishoudelijk gebruik en ook geen kerncentrales.

Het zwak punt van de generatoren voor huishoudelijk gebruik is de module die voor de exciterstroom moet dienen (zeer lage uitgansspanning). Herstellen is niet mogelijk, de componenten zitten ingegoten. Dergelijke modules zijn echter gemakkelijk te vinden op ebay of ali-baba voor een paar euro.


Schakeling van een oude stroomgroep van het leger. Het plan is moeilijk te lezen voor wie niet op de hoogte is, en de generator is voorzien voor parallelbedrijf, wat de schakeling extra complex maakt.


Een recentere legergenerator. Parallelbedrijf is hier ook mogelijk, maar alles gebeurt in twee modules, wat het schema luchtiger maakt.

Dit is een typische generator met 6 wikkelingen waardoor je 120/208V (parallelschakeling van de spoelen) of 240/416V (serieschakeling) kan bekomen.


Een stroomgroep die simpel lijkt omdat de schema enkel het electrisch gedeelte toont.

Het betreft hier ook een amerikaanse stroomgroep, dus met een indicatie van de relaiscontacten op z'n amerikaans (condensator en doorstreepte condensator, na een tijdje wordt je het wel gewoon en tekent je op je werk ook contacten in de vorm van een condensator!).

Een alternator is altijd in ster geschakeld. Alle wikkelingen zijn met elkaar verbonden en als er één wikkeling onderbroken is, dan kan je dat ook gemakkelijk meten.

2. Alternator gedeelte: geen spanning

Je start de motor, de motor komt mooi op toeren, maar geen spanning op de aanduider. Veel voorkomende fout, ik kan het je verzekeren!

De aanwijzers geven de spanning aan de generator zelf, het kan dus zijn dat ze iets aanduiden, maar dat er geen spanning aanwezig is op de stopcontacten. De contacteur zal pas de spanning doorlaten als alles in orde is (toerental OK, spanning OK).

Let goed op, we hebben hier te maken met wisselspanningen (die meestal hoog genoeg zijn om een kieken te roosteren) en met gelijkspanningen (bekrachtiging) die hoog genoeg zijn zodat je van 't verschot alsnog met je pollekes tegen de hoogspanning zit.

Een wikkeling doormeten doen we met ohms, en liefst als de motor niet draait. Niet vergeten achteraf de knop van de multimeter weer op volts te zetten.

Controleer of de stroomgroep een "Field flash" knop heeft. Als de generator draait en geen spanning levert moet je deze knop indrukken gedurende een paar seconden als de generator draait. Zo herstel je het magnetisch veld van de alternator (kan nodig zijn als de generator een tijd niet gewerkt heeft). Als alles in orde is, moet de generator nu een spanning leveren.

2.1 Vermogensrelais trekt niet aan
Je hebt een spanning op de aanduider, maar er komt geen spanning op de stopcontacten. Kijk goed naar de schakelkast, misschien is er een schakelaar voorzien 230/400V. Deze schakelaar heeft meestal ook een nulstand waarbij de generator niet gekoppeld wordt met de belasting. Soms is er een "LOAD" drukknop om de belasting in te schakelen éénmaal de generator gestart.

Een defekte contacteur komt regelmatig voor. Deze zorgt ervoor dat er geen stroom geleverd wordt zolang de generator niet op toeren is en zijn nominaal vermogen nog niet kan leveren. Je kan die gerust overbruggen, als je de belasting pas aansluit als de generator volledig opgestart is. De meeste generatoren kunnen geen spanning opbouwen als ze direct belast worden (generatoren van het type "shunt").

Is dat niet het geval, en komt er zelfs geen spanning op de contacteur, dan moeten we dieper graven.

2.2 Wikkelingen doormeten
Eerst moet je wijs geraken uit de verschillende wikkelingen die de alternator heeft:

  • De stroomwikkelingen: dit zijn de zware wikkelingen die het vermogen naar buiten brengen. Je hebt normaal drie wikkelingen, dus 6 aansluitingen. De alternator heeft vaak dezelfde aansluitingen als een driefasige motor. Deze aansluitingen lopen naar een contacteur en dan naar stopcontacten. Bepaalde multifunctionele alternatoren hebben tweemaal drie wikkelingen, die per twee in serie of in parallel geschakeld kunnen worden (dus 12 aansluitingen).

  • De exciterwikkeling (bekrachtiging). Dit zijn twee draden die van de electronische module komen. Vaak staat er op de module de letters EXC. Het zijn altijd twee draden van "normale" dikte (maximaal 4 carré). Met een beetje ervaring kan je ze snel vinden. Controleer de polariteit (+ en -), als die verkeerd is kan de generator geen spanning leveren.

  • Voeding voor de electronische module. De module moet vermogen aan de exciter kunnen leveren, en dus ook vermogen van ergens kunnen betrekken. Het vermogen kan van de hoofdwikkeling komen, maar vaak zijn er twee of drie extra wikkelingen voorzien (we gaan hier niet verder in de details).
We gaan eerst alle wikkelingen statisch doormeten met een ohmmeter. De meter moet een bijna-kortsluiting aangeven voor de stroomwikkelingen en een paar ohm voor de andere wikkelingen.

2.2.1 stroomwikkelingen doormeten
Voor de stroomwikkelingen moeten de kabels niet losgelegd worden, gewoon doormeten. Opgelet, de externe schakeling (een alternator heeft bijna altijd een sterschakeling) zorgt ervoor dat je een kortsluiting meet daar waar er een doorverbinding is. Praktisch: er moet een verbinding zijn tussen alle klemmen (door de wikkeling of door de sterschakeling). Het voordeel van een sterschakeling (nog een voordeel!) is dat je direct kan meten of er een wikkeling onderbroken is.

Indien er geen aparte voeding voor de electronische module is moeten de kabels WEL losgelegd worden, de module kan een weerstand hebben van een paar tientallen ohms (ingangstransfo).

Stroomwikkelingen gaan niet vaak defekt: ze zijn gemaakt uit zeer dikke kabel en er moet al een aardbeving gebeuren vooralleer die kabels breken. Liefst terwijl de alternator draait, dan heb je ook vuurwerk.

2.2.2 Bekrachtigingswikkeling
Nu meten we de bekrachtigingswikkeling. Het is aangeraden de draden los te koppelen van de electronische module om een verkeerde meting uit te sluiten. Ik heb reeds een aantal generatoren gezien met een onderbroken bekrachtigingswikkeling. De wikkeling moet opnieuw gewikkeld worden en dit kan enkel door een gespecialiseerd bedrijf.

2.2.3 Stroomvoorziening module
En nu komen we aan de stroomvoorziening van de module. Goedkope generatoren betrekken deze voeding uit de hoofdwikkeling: de spanning wordt omlaag getransformeerd en dan in de module gebruikt. Dat is de reden dat de kabels van de hoofdwikkeling losgelegd moeten worden in dit geval: je kan een verbinding meten, terwijl de wikkeling in feite open ligt en de meting door de module gebeurt.

Wees gelukkig, dergelijke systemen raken niet vaak defekt.

In het ander geval hebben we te maken met een onafhankelijke stroomvoorziening. Wees hier ook gelukkig, dit is één van de "betere" (lees: duurdere) alternatoren, maar dat zal je waarschijnlijk worst wezen al je hem niet kan herstellen. En als het geen worst wordt, dan maar schroot. Spijtig, maar ja...

Eén type is de PMG hulpvoeding: dit is in feite een kleine alternator (om precies te zijn een magneto) die een driefasige voeding levert. Je hebt dan drie draden die van de alternator naar de regelaar lopen. Je kan de aanduiding PMG vinden op de module. Kabels losleggen, je moet een doorverbinding meten tussen de drie aansluitingen.

Een tweede type is de hulpwikkeling (AUX of AREP), dit zijn meestal vier aansluitingen (twee wikkelingen). De kabels losleggen en de twee wikkelingen doormeten (ohmse waarde meten tussen A B en tussen C D, maar niet tussen A en C of B en D). De letters zijn hier als voorbeeld genomen, je kan bijvoorbeeld de letters UH1, UH2, VH1 en VH2 aantreffen (or whatever).

We zijn nu zeker dat de wikkelingen in orde zijn. Goed nieuws, want een alternator herwikkelen is een dure zaak.

2.3 Kunstmatige bekrachtiging
We gaan nu voor een kunstmatige bekrachtiging zorgen. We hebben hier nodig: een regelbare voeding (0-24V, 3A). Je kan ook een autobatterij gebruiken met een gloeilamp van 21W in serie als "zekering". We leggen de kabels van de bekrachtiging los (wel goed isoleren), sluiten de bekrachtiging op de regelbare voeding en starten de motor.

Als we stroom door de bekrachtigingswikkeling sturen hebben we een spanning aan de uitgang, die min of meer meegaat met de bekrachtigingsstroom. We stoppen de motor.

Als we nu de bekrachtigingswikkeling opnieuw aansluiten kan het zijn dat de alternator zijn spanning mooi opbouwt (heb ik ooit meegemaakt, tot mijn groooote verbazing, maar dat was jaaaren geleden, toen ik nog niet veel wist van stroomgroepen). Het remanent magnetisme van de veldwikkeling is opnieuw opgebouwd en de generator kan normaal opstarten. Je kan het remanent magnetisme een beetje vergelijken met de bootloader van je computer, die ervoor zorgt dat de computer opstart. Zonder bootloader wordt het operating system niet geladen.

Als we een uitgangspanning hebben met kunstmatige bekrachtiging, maar geen spanning (of een zeer lage spanning) zonder kunstmatige bekrachtiging (maar met de kabels wel opnieuw juist aangesloten) dan moet de fout in of rond de module liggen.

begin met de draden van de bekrachtiging om te wisselen aan de module zelf. Kleine moeite, misschien resultaat (bekrachtiging werkt het opgebouwd magnetisme tegen).

2.4 Voeding van de regelmodule
Met draaiende motor, controleer of de module wel spanning krijgt (wisselspanning, 10 à 50V). Dit gebeurt via de hoofdwikkeling of via de hulpwikkeling. Is er een wisselspanning op de ingang, maar geen gelijkspanning op de uitgang, dan is de module defekt. Zeer moeilijk te repareren want meestal ingegoten om vochtschade te vermijden (en als je moeizaam al het plastiek hebt losgepeuterd, dan merk je dat de regelaar componenten gebruikt die je enkel in containerhoeveelheden uit China kan importeren). /dev/null dus. Of misschien eBay proberen voor de volledige module.

Ik vind de generatoren die ik nodig heb op gespecialiseerde openbare verkopingen zoals Troostwijk in Nederland. De prijs is zeer redelijk, zelfs voor enorme industriële stroomgroepen, maar de waarborg stopt natuurlijk aan de deur.

Wees op je hoede. Een schijnbaar nieuwe generator kan een lange stil stilgelegen hebben (je ziet het aan de riemen). In dit geval doe ik een beroep op een dieselmechanieker om het dieselgedeelte in orde te brengen.

Militaire stroomgroepen hebben meestal niet veel gedraaid (en dan nog op laag vermogen), maar sommige van die groepen werden gesaboteerd en hier moet je echt goed opletten. De fouten die je meemaakt kom je normaal nooit tegen (aansluitingen van de bekrachtiging verkeerd, waardoor er een kortsluiting ontstaat als je de groep wilt starten). Ogenschijnlijk lijkt alles in orde, maar je hebt vuurwerk als je de generator opstart. Militairen zijn zeer bekwaam in het leggen van booby traps.

Een recente militaire stroomgroep. Er loopt een kabel met 5 geleiders van de alternator naar de module. Het ziet er een beetje te proper uit (en te aanlokkelijk voor saboteurs), ik controleer de aansluitingen met de ohmmeter. De twee aansluitingen van de bekrachtiging waren omgewisseld met de voeding. Zou de generator opgestart worden, dan zou de module beschadigd worden.


De instellingen van de regelaar
staan hier uitgelegd
Een defekte module kan vervangen worden, maar als de originele module niet meer leverbaar is (of veel te duur), dan kan een algemene module gebruikt worden. De alternatoren lijken zeer sterk op elkaar en de nieuwe module moet gewoon aangepast worden aan de generator.

3. Alternator gedeelte: probleem met de spanning

Bij "een belasting aansluiten" bedoelen we een belasting zoals een verwarmingsapparaat dat voldoende stroom trekt om de stroomaggregaat genoeg te belasten (2000W).

3.1 Wel spanning, maar verkeerd De alternator kan vaak op verschillende manieren geschakeld worden zodat die universeel gebruikt kan worden. Het kan best zijn dat je 230V afleest op de aanwijzers, maar dat je 400V hebt op de aansluitingen. De aanwijzers tonen altijd de fasespanning (230V), maar de gebruikers zijn tussen twee fasen (400V=lijnspanning) aangesloten. De bekabeling in de stopcontacten moet aangepast worden zodat de gebruikers gevoed worden met de fasespanning (tussen neutre en één fase).

Bij stroomgroepen met 6 wikkelingen kan je ook vreemde spanningen hebben zoals 110V (wikkelingen in parallel in plaats van serie). Laat je hier adviseren door een advokaat, of misschien beter door een electricien.

3.1 Wel spanning, niet regelbaar
3.1.1 De spanning is veel te hoog en niet regelbaar. De spanning zakt wel als je een belasting (durft) aansluiten.
De regelaar kan defekt zijn (kortsluiting), of krijgt geen referentiespanning van de hoofdwikkeling. Dit is een probleem die enkel door een technieker opgelost kan worden, het enige wat je kan doen is de kabels nauwkeurig controleren (tussen hoofdwikkeling en module).

Controleer ook de potentiometer om de spanning in te stellen, als die open is, dan is soms de spanning te hoog (of te laag).

3.1.2 Spanning te laag
Als de spanning te laag is, dan is er misschien geen bekrachtiging. De spanning wordt opgewerkt dankzij het remanent magnetisme. De spanning zakt nagenoeg volledig weg als je een belasting aansluit. Drink een pintje en lees hierboven: geen spanning.

3.1.3 De spanning is in orde maar stort in elkaar als er een belasting aangesloten is.
Ofwel kan de regelaar de nodige bekrachtigingstroom niet leveren (uitgedroogde elko's), ofwel is er één van de diodes van de draaiende gelijkrichter defekt (in de alternator zelf). De bekrachtigingsstroom moet stijgen met de belasting (je kan de gelijkspanning meten over de bekrachtigingswikkeling). Als die stijgt met de belasting, dan is één van de diodes op de draaiende gelijkrichter defekt. een zware klus, maar minder dan een bekrachtigingswikkeling herwikkelen.

Ik heb ook al meegemaakt dat één van de transfo's die de regelaar moest voeden defekt was (primaire wikkeling open). Onbelast kon de tweede transfo wel stroom leveren, maar die tweede transfo was niet toereikend om voldoende bekrachtigingsstroom te leveren als de alternator meer belast werd.

4. Problemen voor gevorderden

De spanning mag wat dalen als de generator belast wordt: 5% wordt als een normale waarde aangezien (tussen onbelast en vollast), en 2% tussen 25 en 75% belasting.

4.1 Pendelgedrag
Als de spanning stijgt bij toenemende belasting, dan heb je te maken met een overgecompenseerde generator. Deze generatoren kunnen instabiel gedrag vertonen bij bepaalde belastingen ("hunting" of pendelgedrag waarbij de spanning stijgt en daalt en de aangesloten apparaten één na één sneuvelen). Dergelijke generatoren zijn zo gemaakt om de spanningsval over lange lijnen op te vangen, zodat de gebruiker toch een constante spanning krijgt, ongeacht de belasting. Hier dempt de lange leiding het pendelgedrag.

De module heeft soms een regeling "GAIN" die je moet terugdraaien (tegenwijzerszin) tot de oscillaties verdwijnen.

4.2 Parallelgebruik
Oh, neen. Ik heb te maken met een nerd die denkt dat hij het allemaal beter weet en twee generatoren samen wilt gebruiken. Je bent trouwens een n00b, want je zit op deze site te lezen. Professionals lezen de handleiding. Kan je die twee generatoren echt niet apart gebruiken? Als één generator stilvalt, dan werkt de betreffende alternator als motor en wordt de tweede generator overbelast. Misschien werkt de terugwattbeveiliging, waarschijnlijk heb je pech, want tot nu toe heb ik nog nooit een terugwattbeveiliging gezien in een stroomgroep.

In theorie kunnen alle generatoren in parallelbedrijf werken, als ze tenminste een droop of statisme regeling hebben.

Met droop bedoelen we dat de rotatiesnelheid van een stroomgroep lager wordt als de belasting stijgt (lineaire daling met de stijging van de belasting). Een droop van 2% is gunstig. De droop zal ervoor zorgen dat alle generatoren een proportioneel effektief vermogen leveren éénmaal dat ze met elkaar gekoppeld zijn. De droop wordt meestal ingesteld op de toerentalregelaar (Woodward).

Ook moet de spanning lichtjes zakken als de belasting toeneemt (ondercompensatie). Dit zal ervoor zorgen dat beide groepen een evenredig blindvermogen leveren. Een overgecompenseerde generator kan je niet parallellen.

Beide metingen (spanning en toerental, belast en onbelast) moeten uitgevoerd worden op alle groepen vooraleer je er maar aan denkt twee groepen aan elkaar te koppelen. Het koppelen zelf gebeurt natuurlijk gebruikmakend van een synchroscoop.

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's