DE1463409C - Regelung fur einen in Leonard Schal tung gespeisten Gleichstrom Antriebsmotor eines Eisbrechers - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelung für Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Regeeinen in Leonard-Schaltung gespeisten Gleichstrom- lung für den generatorgespeisten Gleichstromantrieb Antriebsmotor eines "Eisbrechers mit einer Drehzahl- für Eisbrecher vorzuschlagen, die eine möglichst gute beeinflussung des Antriebsmotors durch Verstellung automatische Anpassung an die verschiedenen Proder Erregung des Leonard-Generators und ent- 5 pulsionsverhältnisse und einen sicheren Schutz der sprechende Spannungsänderung sowie mit Verstel- Dieselantriebsaggregate vor Überlastung und Rücklung der Erregung des Antriebsmotors in Abhängig- leistung gewährleistet.

keit vom Ankerstrom derart, daß die Erregung bei Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer niedrigem Ankerstrom einen niedrigen, konstanten Regelung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, Wert hat und bei Überschreiten des Ankernennstroms io daß eint an sich bekannte, auf die Erregung des zusätzlich vergrößert wird und wobei die Drehzahl- Leonard-Generators wirkende Leistungsbegrenzung beeinflussung über eine Sollwert-Istwert-Vergleichs- vorgesehen ist, jedoch derart, daß ein Schwellwerteinrichtung erfolgt, der die gemessene Ist-Drehzahl bilder beim Überschreiten eines Schwellwertes der des Antriebsmotors zugeführt ist. aus den Istwerten des Ankerstromes und der Span-An den Antrieb eines Eisbrechers sind besondere 15 nung multiplikativ ermittelten Leistung mittels einer Anforderungen gestellt, wie sie im normalen Schiffs- Umschalteinrichtung und eines Glieds mit D-Verhal-• betrieb nicht vorkommen. So ist zu fordern, daß ten der Sollwert-Istwert-Vergleichseinrichtung kurzder Eisbrecher in einem breiten Schraubendrehzahl- zeitig eine Spannung zuführt, die eine starke Gegenbereich bei sich plötzlich durch die Wirkung des erregung des Leonard-Generators bewirkt.
Eises vergrößerndem Moment seiner Antriebsmoto- 20 Der Vorteil der erfindungsgemäßen Regelung ist ren nötigenfalls die gesamte Nennleistung zur Ver- darin zu sehen, daß mit der Leistungsbegrenzung fügung hat, andererseits aber beim Übergang von ein kurzschlußartiges Ausbrechen des Ankerstromes Freifahrt zu Eisfahrt trotz verändertem Moment der aus der statischen Kennlinie verhütet wird, wenn Antriebsmotoren seine Geschwindigkeit wegen der die Gegen-EMK des Motors plötzlich fortfällt,
in Konvoifahrt nachfolgenden Schiffe beibehält. 25 In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Dazu ist ein geregelter Antrieb erforderlich, der sich erfindungsgemäßen Regelung dargestellt,
den unterschiedlichen Propulsionsverhältnissen, die Ein Fahrgenerator 10, der von einem nicht gezeigein Eisbrecher vorfindet, anpaßt. ten Dieselaggregat angetrieben sei, versorgt den Es sind verschiedene Regelungen für generator- Fahrmotor 11. Beide verfügen über je eine Erregergespeiste Eisbrecher bekannt, bei denen entweder .30 maschine 12 und 13. Mit dem Motor 11 ist ein die Erregung des Propellermotors kontinuierlich oder Tachogenerator 14 gekoppelt. Im Motor-Generatoraber die Generatorerregung gleichfalls stromabhängig Kreis wird die Generatorspannung erfaßt und über in Abhängigkeit vom Ankerstrom des Generators eine Leitung 15, einen Multiplikator 16 und einen geregelt wird. Gegen Überlastung des Antriebs wird Schwellwertbilder 17 auf den Sollwert-Istwert-Verzumeist ein stromabhängiger Überlastungsschutz ein- 35 gleich 18 gegeben. Desgleichen wird der Strom über gebaut. Diese genannten, derart geregelten Antriebe einen Wandler 19 erfaßt und ebenfalls auf den Sollhaben alle den Nachteil, daß sie sich nur unvoll- wert-Istwert-Vergleich 18 gegeben, der .außerdem kommen an die unterschiedlichen Propulsionsverhält- noch von dem Tachogenerator 14 mit einem drehnisse angleichen können. Eine Anpassung an die zahlabhängigen Wert beaufschlagt wird. Der Sollwert-Propulsionsverhältnisse erfolgt hierbei auf jeden Fall 40 Istwert-Vergleich 18 steuert die Erregerwicklungen zusätzlich noch mittels einer Sollwertvorgabe von des Erregergenerators 12 über einen Vorverstärker 23 Hand, hier durch den Fahrhebel, mit dem die einzel- _und einen Leistungsverstärker 22. Der Sollwert wird nen Fahrstufen eingestellt werden. Bei einer strom- _mit Hilfe des Fahrgestells 24 auf den Sollwert-Istwertabhängigen Regelung der Erregung des Propeller- Vergleich 18 gegeben. Die vom Stromwandler 19 abmotors kann es beim Übergang von Freifahrt zu 45 genommene stromproportionale Größe wird außer-Eisfahrt zu Drehzahleinbrüchen kommen, da bei dem auf einen Schwellwertbilder 21 gegeben, der über diesem Antrieb für eine fest eingestellte Drehzahl- _emen Leistungsverstärker 20 die Erregung des Erstufe nur auf konstante Antriebsleistung geregelt regergenerators 13 steuert.

wird. Erhöht sich der Fahrwiderstand, sinkt auto- Bei Freifahrt des Eisbrechers wird mit dem Fahrmatisch die Drehzahl, weil dem Antriebspropeller 5° steller 24 eine bestimmte Drehzahl eingestellt, indem bei gleicher Leistung ein größeres Moment abverlangt über die Erregermaschine 12 eine bestimmte Erwird. Einen solchen Nachteil vermag auch die strom- regung für den Generator 10 hervorgerufen wird, abhängige Regelung der Generatorerregung allein Trifft der Eisbrecher nun auf ein Eisfeld, so wird nicht auszugleichen. . · wegen des erhöhten Fahrwiderstandes den Propellern Der stromabhängige Überlastungsschutz sichert 55 ein größeres Moment abverlangt. Die Drehzahl sinkt den Antrieb nur gegen statische Überbelastung, gegen ab. Über die Drehzahlregelung, bestehend aus Tachodynamische Überlast ist er nicht wirksam, so daß generator 14, Sollwert-Istwert-Vergleich 18, Vor- und gegen die beim Eisbrecher häufig vorkommenden Leistungsverstärker 23 und 22, wird über die Erregerdynamischen Lastspitzen ein Schutz des Antriebs maschine 12 die Erregung des Generators 10 angedamit nicht besteht. ' 6° hoben. Vom Generator 10 fließt ein höherer Strom Bin weiterer Nachteil der bekannten generator- zum Motor 11. Er wird also mit einer größeren gespeisten Gleichstromantricbe für Eisbrecher tritt Leistung beaufschlagt und erreicht damit wieder die auf im Falle des Umstcuerns. Dadurch, daß die frühere Drehzahl. Dies wird, soweit es die Prostromabhängige Motorerregung nur langsam zurück- pulsionsverhältnisse verlangen, so lange fortgesetzt, (',eilt, treten erhebliche Riickieistungen auf, die eben- 65 bis Generatornennstrom fließt. Sind K)O⁰Ai Strom falls /11 einer Schädigung der Dieselantriebsaggregate erreicht, wird über den Schwellwcrtbilder 21 zusätzfuhren können, und auch deshalb, weil diese zu lieh die Motorerregung des Motors U über die pliit/licli Kiicklcistunj; erhallen. Erregermaschine 13 geregelt. Bevor Nennstrom !ließt.

hat die Motorerregung einen niedrigen, konstanten Wert. Erst bei Fließen von Nennstrom wird die Motorerregung kontinuierlich generatorstromabhängig hochgeregelt. Da mit Verstärkung des Motorflusses die Drehzahl des Motors 11 automatisch absinkt, wird die Drehzahl ebenfalls über die Drehzahlregelung wieder ausgeglichen, die eine Erhöhung der Generatorerregung und der Generatorspannung benutzt. Insgesamt handelt es sich jetzt um eine Überlagerung zweier Regelvorgänge, der generatorstromabhängigen Regelung der Motorerregung und der drehzahlabhängigen Regelung der Generatorerregung.

Erreicht die geforderte Antriebsleistung ihren zulässigen Grenzwert, verhindert ein Überlastungsschutz eine plötzliche Überlastung des Antriebsaggregates für den Fahrgenerator 10. Die dem Stromwandler abgenommene stromproportionale Größe und die an der Leitung 15 abgenommene Generatorspannung werden auf einen Multiplikator 16 und von diesem auf den Schwellwertbilder 17 gegeben. Wird die zulässige Grenzlast irgendwann plötzlich überschritten, wird mittels einer Uirfschalteinrichtung und eines Gliedes mit D-Verhalten (beide im Ausführungsbeispiel nicht dargestellt) der Sollwert-Istwert-Vergleichseinrichtung 18 kurzzeitig eine Spannung zugeführt, wo- durch der Generator 10 sofort kurzzeitig stark gegenerregt wird, so daß eine Überlastung des Generatorantriebes vermieden wird. Dieser leistungsabhängige Überlastungsschutz ist für einen Eisbrecher von großer Wichtigkeit, weil es bei Eisfahrt sehr leicht zu plötzlichen Überlastungen des Antriebes kommen kann, wenn die Schraube auf Eisschollen schlägt bzw. im Eis blockiert wird.

Wird der Eisbrecher umgesteuert, fällt die Motorerregung sofort auf ihren ursprünglich kleinen konstanten Wert zurück, da die Erregung generatorstromabhängig geregelt wird und der Generatorstrom seinen Nennwert unterschreitet, bei dessen Erreichen aber erst die Regelung für die Motorerregung einsetzt. Dies ist insofern von Bedeutung, als es jetzt nicht mehr zu unzulässigen Rückleistungen kommen kann, die dem Dieselaggregat, das den Fahrgenerator antreibt, gefährlich werden könnte. Bekanntlich verträgt ein Dieselmotor nur eine statische Rückleistung von kaum mehr als 10%, bezogen auf die Nennleistung der unaufgeladenen Maschine. An einen Antrieb für Eisbrecher wird jedoch gerade die Forderung gestellt, daß er ein sofortiges Umsteuern ermöglicht. ,

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Regelung für einen in Leonard-Schaltung gespeisten Gleichstrom-Antriebsmotor eines Eisbrechers mit einer Drehzahlbeeinflussung des Antriebsmotors durch Verstellung der Erregung des Leonard-Generators und entsprechende Spannungsänderung sowie mit Verstellung der Erregung des Antriebsmotors in Abhängigkeit vom Ankerstrom derart, daß die Erregung bei niedrigem Ankerstrom einen niedrigen, konstanten Wert hat und bei Überschreiten des Ankernennstroms zusätzlich vergrößert wird und wobei die Drehzahlbeeinflussung über eine Sollwert-Istwert-Vergleichseinrichtung erfolgt, der die gemessene Ist-Drehzahl des Antriebsmotors zugeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine an sich bekannte, auf die Erregung (12) des Leonard-Generators (10) wirkende Leistuhgsbegrenzung vorgesehen ist, jedoch derart, daß ein Schwellwertbilder (17) beim Überschreiten eines Schwellwertes der aus den Istwerten des Ankerstroms und der Spannung multiplikativ ermittelten Leistung mittels einer Umschalteinrichtung und eines Glieds mit D-Verhalten der Sollwert-Istwert-. Vergleichseinrichtung (18) kurzzeitig eine Spannung zuführt, die eine starke Gegenerregung des Leonard-Generators (10) bewirkt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen