Entmagnetisierungsanlage für Schiffe Es ist bekannt, daß die Eisenmassen
eines Schiffes unter dem Einfluß der Erdfeldlinien magnetisch induziert werden,
so daß .der Schiffskörper seinerseits einen Magneten darstellt, der entsprechende
Kraftlinien ausstrahlt. In vielen Fällen ist ein derartiges Verhalten unerwünscht.
Es sind bereits Anordnungen beschrieben worden, bei .denen, um die mit dem Kurs
veränderliche Magnetisierung eines Schiffes durch die Horizontalkomponente des Erdfeldes
zu kompensieren, kursabhängig geregelte Wicklungen vorgesehen werden. Hierzu -wird
entweder stufenweise ein vorgeschalteter Regelwiderstand geändert oder in den Erregerkreis
eines Umformers ein Spannungsteiler geschaltet, der auch selbsttätig durch die Kompaßanlage
angetrieben werden kann.Demagnetization system for ships It is known that the iron masses
of a ship are magnetically induced under the influence of the earth's field lines,
so that .the hull in turn represents a magnet, the corresponding one
Radiates lines of force. In many cases, such behavior is undesirable.
Arrangements have already been described, both of which are related to the course
variable magnetization of a ship due to the horizontal component of the earth's field
to compensate, windings regulated depending on the course are provided. For this purpose -will
either an upstream rheostat is changed in stages or in the excitation circuit
of a converter, a voltage divider is switched, which is also automatically controlled by the compass system
can be driven.
Es wurde ferner bereits vorgeschlagen, die Erregung der Entmagnetisierungswicklungen
zusätzlich in AbhängigkeitvonStampf- undSchlingerwinkelselbsttätig über einen Horizontkreisel
zu steuern. Damit wird bei der Entmagnetisierung des Schiffskörpers der Tatsache
Rechnung getragen, daß die Größe der Kraftlinienausstrahlung von der Stampf- und
Schlingerbewegung des Schiffes abhängig ist. Auf Grund eingehender Untersuchungen
konnte festgestellt werden, daß für die Änderung des Schiffsfeldes in den drei Komponentenrichtungen
folgende Funktionen gelten: a) für die Z-Komponente ± KZ -'- RZ (- H sin a sin r
-f-Hcosasinbcosr+Zcosrcosb), b) für die Y-Komponente ± Kr -I- RY
(H sin a cos r
-I- H cos a sin r sin
b -I- Z sin r cos b),
c) für die X-Komponente ± KX i- RX (H
cos a cos b - Z sin b).
In diesen Funktionen ist K eine Konstante,
die die Größe des permanenten Schiffsfeldes berücksichtigt. R ist eine Schiffskonstante,
die von den Eisenmassen und der Bauform des Schiffes abhängt. H ist eine von der
Horizontalkomponente und Z eine von der Vertikalkomponente des Erdfeldes am Standort
des Schiffes abhängige Ortskonstante. Die Größen von H und Z können für jeden Punkt
der Erdoberfläche, z. B. an Hand von Tabellen, abgelesen werden. a ist der Kurswinkel,
b -der Starnpfwinkel und r der Schlingerwinkel.It has also already been proposed to additionally control the excitation of the demagnetizing windings automatically via a horizon gyro as a function of the pitch and roll angles. In this way, when demagnetizing the hull, account is taken of the fact that the magnitude of the force line radiation depends on the pitching and rolling movement of the ship. On the basis of detailed investigations it was found that the following functions apply to the change in the ship's field in the three component directions: a) for the Z component ± KZ -'- RZ (- H sin a sin r -f-Hcosasinbcosr + Zcosrcosb), b) for the Y component ± Kr -I- RY (H sin a cos r -I- H cos a sin r sin b -I- Z sin r cos b), c) for the X component ± KX i- RX (H cos a cos b - Z sin b). In these functions, K is a constant that takes into account the size of the permanent ship field. R is a ship constant that depends on the iron masses and the shape of the ship. H is a local constant that is dependent on the horizontal component and Z is a spatial constant that is dependent on the vertical component of the earth's field at the location of the ship. The sizes of H and Z can be for any point on the earth's surface, e.g. B. on the basis of tables, can be read. a is the course angle, b - the staring angle and r the roll angle.
Die Erfindung bezieht sich auf eine weitere Verbesserung der bekannten
Kompensationseinrichtungen in Verbindung mit vorgeschlagenen Steuereinrichtungen,
die in Abhängigkeit vom Horizontkreisel arbeiten. Durch die Erfindung soll eine
Einrichtung geschaffen werden, die eine vollständige Kompensation des Schiffsfeldes
ermöglicht, was insbesondere auch eine steuerungstechnische Erfassung und Verarbeitung
der oben angegebenen Funktionen voraussetzt.The invention relates to a further improvement on the known
Compensation devices in connection with proposed control devices,
which work depending on the horizon gyro. The invention is intended to be a
Facility to be created that fully compensates for the ship's field
enables, which in particular also enables control-related acquisition and processing
of the functions specified above.
Die Entmagnetisierungsanlage gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
@daß der Kurswinkel sowie der Stampf- und Rollwinkel einem Rechengerät zugeführt
sind, welches einen dem induzierten Schiffsfeld entsprechenden Steuerwert, aufgeteilt
in die drei Raumkomponenten, liefert. Damit ergibt sich der Vorteil, daß die Entmagneti.sierungswicklungen
für die drei Raumkomponenten des Schiffsfeldes getrennt gesteuert werden. Der dem
Rechengerät für jede Raumkomponente entnommene, dem induzierten Schiffsfeld entsprechende
Wert, kann einem Regeltransformator, insbesondere einem Drehtransformator, zugeführt
werden. Die Sekundärspannung dieser Regeltransformatoren ist dann in Größe und Richtung
dem Schiffsfeld angepaßt und kann weiteren Transformatoren zugeführt sein, in welchem
der Einfluß des permanenten Schiffsfeldes zu dem induzierten Schiffsfeld addiert
wird: Fig. 1 der Zeichnung zeigt Iden grundsätzlichen Aufbau eines Ausführungsbeispiels
nach der Erfindung. Der Kurskreisel 1 liefert an :das Rechengerät 3 den Kurswinkel
a, der Horizontkreisel 2 den Stampfwinkel b und den Schlingerwinkel
r. Außerdem wirken auf das Rechengerät noch zwei Stellvorrichtungen, und
zwar der Horizontalzonensteller 4, welcher eine der Konstanten H ;der obigen Formeln
entsprechenden Größe in das Rechengerät einführt, sowie der Vertikalzonensteller
5, der eine der Konstanten Z proportionale Größe an das Rechengerät 3 abgibt. Die
den Konstanten H und Z proportionalen Größen können dabei beispielsweise an .den
Abgriffen von Spannungsteilern eingestellt werden. Das Rechengerät 3
liefert
in dem Fall einen Wert, der entsprechend den obigen Formeln dem induzierten Feld
des Schiffes aufgeteilt in die drei Raumkomponenten X, Y und Z entspricht.
Zu diesem Wert wind in den Additionsgeräten 6x, 6, und 6, der Einfluß des
Permanentfeldes addiert und in einer phasenempfindlichen Gleichrichtung gleichgerichtet.
Von den beiden Ausgängen der phasenempfindlichen Gleichrichtung werden zwei Steuerwicklungen
jeweils eines Generators 7, 7, und 7Z, vorzugsweise einer Verstärkermaschi.ne,
im Gegentakt ausgesteuert. Die Aüsgangs"sfröme der Generatoren 7x, 7, und
7, durchfließen !die Entmagnetisierungswicklungen 8x, 8s; und 8" welche
idie _ jeweils im Index bezeichnete Komponente des Magnetfeldes kompensieren. Diese
Ströme folgen also den in obigen Formeln angegebenen Funktionen. Um die Hysterese
des Generators 7 und die Widerstandsänderung der Entmagnetisierungswicklung 8 zu
kompensieren, ist durch die S tromrückführung 9 eine :dem Generatorstrom proportionale
Spannung- an eine zusätzliche Erregerwicklung des zugehörigen Generators 7 angeschlossen.The demagnetization system according to the invention is characterized in that the course angle as well as the pitch and roll angles are fed to a computer which supplies a control value corresponding to the induced ship field, divided into the three spatial components. This has the advantage that the demagnetization windings for the three spatial components of the ship's field are controlled separately. The value taken from the computing device for each spatial component and corresponding to the induced ship's field can be fed to a regulating transformer, in particular a rotary transformer. The secondary voltage of these regulating transformers is then adapted in size and direction to the ship field and can be fed to further transformers in which the influence of the permanent ship field is added to the induced ship field: Fig. 1 of the drawing shows the basic structure of an embodiment according to the invention. The course gyro 1 supplies: the computing device 3 the course angle a, the horizon gyro 2 the pitch angle b and the roll angle r. In addition, two adjusting devices act on the arithmetic unit, namely the horizontal zone setter 4, which introduces one of the constants H; of the above formulas into the arithmetic unit, and the vertical zone setter 5, which sends a value proportional to the constant Z to the arithmetic unit 3. The variables proportional to the constants H and Z can be set, for example, on the taps of voltage dividers. In this case, the computing device 3 supplies a value which corresponds to the induced field of the ship divided into the three spatial components X, Y and Z in accordance with the above formulas. The influence of the permanent field is added to this value in the addition devices 6x, 6, and 6 and rectified in a phase-sensitive rectification. From the two outputs of the phase-sensitive rectification, two control windings of a generator 7, 7, and 7Z, preferably an amplifier machine, are controlled in push-pull mode. The output currents of the generators 7x, 7, and 7 flow through the demagnetizing windings 8x, 8s; and 8 " which compensate for the component of the magnetic field indicated in the index. So these currents follow the functions given in the formulas above. In order to compensate for the hysteresis of the generator 7 and the change in resistance of the demagnetization winding 8, a voltage proportional to the generator current is connected to an additional excitation winding of the associated generator 7 through the current feedback 9.
Den Aufbau der Additionsgeräte 6 zeigt Fig. 2. Der Transformator 15
liegt an einer Netzwechselspannung 14. Die Mittelanzapfung der Sekundärwicklung
des Transformators 15 ist über die Sekundärwicklung eines Drehtransformators 13
der Mittelanzapfung einer Primärwicklung des Summentransformators 21 zugeführt.
Weiterhin liegt noch ein Transformator 15 a primärseitig an -der Netzspannung 14.
Die Mittelanzapfung der Sekundärseite dieses Transformators 15a ist über einen Spannungsteilerwnderstand
13a an die Mittelanzapfung einer zweiten Primärwicklung des Summentransformators
21 angeschlossen. Durch entsprechende Stellung des Abgriffs des Potentiometers 13
a kann ein der Konstante K obiger Gleichung entsprechender Wert eingestellt werden.
In den Sekundärwicklungen des Transformators 21 erhält man sodann durch die induktiveKopplung
rdie Summe der vom Drehtransformator 13 und dem Spannungsteilerwiderstand 13a gelieferten
Spannungen. Diese Spannungen werden einem phasenempfindlichen Gleichrichter 18 zugeführt.
Die Ausgangsklemmen der Gleichrichter 18 können unmittelbar an die beiden im Gegentakt
arbeitenden Erregerwicklungen des zugehörigen Generators 7 angeschlossen sein. Durch
die Erfindung wird also eine sehr weitgehende und nahezu trägheitslose Kompensation
des Schiffsfeldes erreicht, so -daß auch über nur kurze Zeitspannen praktisch kein
vom Erdfeld abweichendes magnetisches Schiffsfeld auftreten kann.The structure of the addition devices 6 is shown in FIG. 2. The transformer 15
is due to a mains alternating voltage 14. The center tap of the secondary winding
of the transformer 15 is via the secondary winding of a rotary transformer 13
the center tap of a primary winding of the summation transformer 21 is supplied.
Furthermore, a transformer 15 a is connected to the mains voltage 14 on the primary side.
The center tap of the secondary side of this transformer 15a is via a voltage divider resistor
13a to the center tap of a second primary winding of the summation transformer
21 connected. By appropriately setting the tap on potentiometer 13
a, a value corresponding to the constant K of the above equation can be set.
The secondary windings of the transformer 21 are then obtained through the inductive coupling
r is the sum of the values supplied by the rotary transformer 13 and the voltage divider resistor 13a
Tensions. These voltages are fed to a phase-sensitive rectifier 18.
The output terminals of the rectifier 18 can be directly connected to the two in push-pull
working excitation windings of the associated generator 7 be connected. By
the invention thus becomes a very extensive and almost inertia-free compensation
of the ship's field reached, so that even over a short period of time practically none
A ship's magnetic field deviating from the earth's field can occur.