Drehzahlregelung Verbrennermotor auf konstant 1500U/min...wie?

Hallo Gemeinde ich benötige mal nen Denkansatz für folgende Aufgabenstellung

Geregelt werden soll die Drehzahl eines Verbrennungsmotors (Diesel), beeinflußt wird die Drehzal über den Gaszug.
Die Drehzahl muß 1500U/min an der Welle zum Generator betragen.
Am Motor hängt ein 400V Drehstromgenerator, mit Spannungsregler.
Die Drehzahl beeinflußt die Netzfrequenz deshalb konstant 1500U/min.
Die Motordrehzahl kann üner die Netzfrequenz oder die Welle gemessen werden.
Die Drehzahlregelung soll ein Arduino übernehmen.

Wie messe ich die Drehzahl des Motors?
Alternativ wie wird die Frequenz gemessen?
Wie wird der Gaszug gesteuert?

Wenn Ihr Beispiele/Sketche postet bitte mit Erklärungen/Komentaren ich hab zwar schon einige Projekte realisiert möchte aber alles nachvollziehen und verstehen.

Vielen Dank an alle

Ich nehme an Inselbetrieb und keine Netzsynchronisation zum Anschließen an das Netz.

Die Regelschlefe ist nicht ohne. Du muß eine gute Regelung programmieren damit das ganze nicht schwingt.
Drehzahlerfassung:
optischer oder magnetischer Sensor an Welle.
Über Spannung: Trafo, Gleichrichtung und Schmidttrigger

Motoransteuerung über Servo oder anderen Motor und Gaszug.

Grüße Uwe

Hallo Uwefed

vielen Dank für die Antwort

ja das ist für Inselbetrieb..

An der Welle werde ich optisch die Drehzal als Impulse auf einen Digitaleingang legen.
Die Netzfrequenz über Trafo und LM393 ebenfalls Impulse auf einen Digitaleingang.
Der Gaszug wird über einen Servo aus dem Modellbau z.Bsp. Hitec Spezial-Servo HS-7940.

uwefed:
Die Regelschlefe ist nicht ohne. Du muß eine gute Regelung programmieren damit das ganze nicht schwingt.

genau darum gehts mir ja im besonderen

wie misst man die Impulse softwaremäßig 1500 U/min sind ja 25 U/s oder 0,025 U/millisekunde
gibt es da schon beispiele für? Vom Grundprizip denke ich so: für eine festgelegte Zeit die Impulse Zählen und Wert ausgeben und das für beide Eingänge

dann die Wert nehmen und den Servo ansteuern, wie?

Was ist eben bei der Regelschleife zu beachten?

Ein Dieselmotor regelt die Drehzahl selbständig. Mit dem "Gaszug" wird an der Einspritzpumpe die gewünschte Drehzahl eingestellt. In der Einspritzpumpe befinden sich ein Mengenregler der in Abhängigkeit der Drehzahl die Einspritzmenge regelt (Fliehkraftregler). Fällt die Drehzahl ab wird mehr Diesel eingespritzt und die Drehzahl angepasst. Bei unserem Aggregat (ca. 60 kW) stellt man einfach nach dem Start die Drehzahl ein bis 50 HZ erreicht sind und stellt dann den "Gasregler" fest. Natürlich geht beim zuschalten großer Lasten die Drehzahl etwas zurück. Da hilft dir aber ein uC auch nicht weiter. Das ist dann ehr eine Frage der Motorentechnik. Und ein paar Schwankungen der Frequenz schaden der heutigen Technik, wo die Netzteile sowieso von 110 V bis 240 V und 50 bis 60 Hz gehen, auch nicht.

http://www.google.de/imgres?q=Frequenzmesser&start=224&um=1&hl=de&sa=N&biw=1920&bih=973&addh=104&tbm=isch&tbnid=iEtNDSREGsz6zM:&imgrefurl=http://www.debnar-messtechnik.de/html/frequenzmesser.html&docid=zUQjAOweheOGuM&itg=1&imgurl=http://www.debnar-messtechnik.de/assets/images/FR96.jpg&w=436&h=401&ei=O0L0T-WvFNCk4ATwh53YBg&zoom=1&iact=hc&vpx=343&vpy=558&dur=76&hovh=215&hovw=234&tx=158&ty=114&sig=112381328573487913757&page=5&tbnh=142&tbnw=152&ndsp=59&ved=1t:429,r:21,s:224,i:165)

Hallo,

ich bin zwar Auduino-Neuling, kenne mich aber mit Dieselmotoren etwas aus.

Zunächst gilt es wirklich zu klären, wie dein Motor funktioniert. Was für ein Motor ist es denn? ein Automotor?
Wenn es ein alter Motor ist, dann könnte die Theorie von den den Drehzahlgeregelten Einspritzpumpen stimmen.

meines Wissens sind nach 2010 keine mechanisch geregelten Dieselmotoren in PKW verbaut worden. (in Europa). die elektronisch geregelten Dieselmotoren sind aber meist nicht auf eine Drehzahlregelung ausgelegt, sondern haben eine momentenbasierte Regelung. Was deine Aufgabe nun nicht einfacher macht.

Bei der Drehzahlauswertung mußt du darauf achten, dass die Drehzahl über ein Arbeitsspiel des Motors erheblich schwankt. jedesmal wenn ein Zylinder zündet, steigt die Drehzahl kurz an, um dann im kompressionshub des nächsten Zylinders wieder abzusinken. wenn du also nur eine Drehzahlmarke auf der Welle hast, dann kann deine gemessene Drehzahl unter Umständen falsch sein.

Am besten wären (beim 4-Zylinder) 12 markierungen pro Umdrehung, die können dann auch vernünftig gefiltert werden.

Aber auch hier stimme ich meinen Vorrednern zu: die heutigen elektrischen Verbraucher sind, was frequenz und Spannungsgenauigkeit anbelangt meist recht tolerant. Und einen Radiowecker wirst du ja wohl nicht dran betreiben wollen, oder? (das wäre übrigens die beste möglichkeit deine Langzeitkonstanz zu messen! ;))

Zum Regler: nimm den Allerweltsregler: nimm einen PID-Regler.
der ist leicht zu programmieren. Codes gibts zum Download.
Das Geheimnis liegt in den Regler Parametern. Die zu ermitteln ist sicherlich nicht einfach!

Bin schon gespannt, was daraus wird!

Grüße

GB