DE1488867C3 - Notstromaggregat - Google Patents
NotstromaggregatInfo
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- DE1488867C3 DE1488867C3 DE1965B0082972 DEB0082972A DE1488867C3 DE 1488867 C3 DE1488867 C3 DE 1488867C3 DE 1965B0082972 DE1965B0082972 DE 1965B0082972 DE B0082972 A DEB0082972 A DE B0082972A DE 1488867 C3 DE1488867 C3 DE 1488867C3
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- turbine
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
- H02K7/1807—Rotary generators
- H02K7/1823—Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
Patentansprüche:
1. Notstromaggregat, bestehend aus einer durch Gas oder Dampf angetriebenen Arbeitsturbine,
einem Gas- oder Dampferzeuger, einem Elektrogenerator, einem zwischen Turbine und Generator
geschalteten Planetengetriebe sowie einem damit in treibender Verbindung stehenden, unabhängig
von der Turbinenwelle und der Generatorwelle gelagerten Schwungrad, dadurch gekennzeichnet,
daß das Schwungrad (22) auf einer die Generatorwelle (3) umgebenden und auf dieser drehbar gelagerten hohlen Nabe (18) befestigt
ist und über mindestens eine durch das Getriebegehäuse (4) führende Vorgelegewelle (16)
mit dem drehbar gelagerten Innenzahnrad (8) des Planetengetriebes verbunden ist.
2. Notstromaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwungrad (22) aus
mehreren Teilstücken besteht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Notstromaggregat, bestehend aus einer durch Gas oder Dampf angetriebenen Arbeitsturbine,
einem Elektrogenerator, einem zwischen Turbine und Generator geschalteten Planetengetriebe sowie
einem damit in treibender Verbindung stehenden, unabhängig von der Turbinenwelle und der Generatorwelle
gelagerten Schwungrad, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß das Schwungrad (22) auf
einer die Generatorwelle (3) umgebenden und gegenüber dieser drehbar gelagerten hohlen Nabe
(18) befestigt ist und über mindestens eine durch das Getriebegehäuse (4) führende Vorgelegewelle (16)
mit dem drehbar gelagerten Innenzahnrad (8) des Planetengetriebes verbunden ist.
2. Notstromaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwungrad (22) aus
mehreren Teilstücken besteht.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Notstromaggregat, bestehend aus einer durch Gas oder Dampf angetriebenen
Arbeitsturbine, einem Elektrogenerator, einem zwischen Turbine und Generator geschalteten Planetengetriebe
sowie einem damit in treibender Verbindung stehenden, unabhängig von der Turbinenwelle und
der Generatorwelle gelagerten Schwungrad.
Notstromaggregate der vorgenannten Art haben die Aufgabe, bei Ausfall des Stromnetzes, also bei
Übergang vom Normalbetrieb zum Notbetrieb, die Stromversorgung für einen bestimmten Teil des Netzes
zu übernehmen, wobei die Netzspannung nicht unter einen bestimmten Wert absinken darf.
Es ist bekannt, schon während des Normalbetriebes Generator und Turbine, die durch das Getriebe
miteinander verbunden sind, ständig mit voller Drehzahl umlaufen zu lassen, damit dieser Teil des Aggregates bei
Ausfall des Netzes nicht erst beschleunigt zu werden braucht. Dabei wirkt der Generator als Motor, der seine
elektrische Leistung aus dem Netz bezieht. Bei eintretendem Notfall wird er sofort als Generator
belastet. Zugleich wird das Startsignal für den Gas- bzw. Dampferzeuger gegeben. Es dauert jedoch immer eine
gewisse Zeit, bis an der Arbeitsturbine die volle Leistung zur Verfügung steht, besonders im Falle einer
Gasturbine als Gaserzeuger. Während dieser Anlaufzeit so
ist es unvermeidlich, daß die Drehzahl des Generators mehr oder weniger stark absinkt, da das Schwungmoment
von Generator und Turbine klein ist, verglichen mit dem Lastmoment am Generator.
Es ist auch bekannt, mittels auf der Generatorwelle oder der Turbinenwelle fest montierter Schwungräder
Energie zu speichern. Solche Schwungräder vermögen aber immer nur einen Teil ihrer Rotationsenergie
abzugeben, da diese Energie von ihrem Massenträgheitsmoment und ihrem Drehzahlabfall abhängt. Dadurch
würde vor allem bei größeren Anlagen (über 200 PS) und bei der Forderung nach sehr geringem
Drehzahlabfall ein Schwungrad dieser Art zu schwer. Außerdem muß das Schwungrad nach dem Erreichen
der unteren zulässigen Drehzahl wieder auf die der Nenndrehzahl des Generators entsprechende Drehzahl
beschleunigt werden, so daß gerade in der wichtigen Beschleunigungsphase des Aggregates ein Teil des
Leistungsüberschusses der Arbeitsturbine vom Schwungrad aufgezehrt wird.
Ein weiterer Nachteil beider beschriebener Systeme ist, daß im Normalbetrieb auch die meist sehr schnell
laufende Turbine ständig mit voller Drehzahl umläuft, was natürlich Ventilationsverluste, Reibungsverluste
und Lagerverschleiß mit sich bringt.
Es ist aus der britischen Patentschrift 7 21 933 bereits
ein Notstromaggregat bekannt, bei dem ein Schwungrad auf einer die Generatorwelle umgebenden und
gegenüber dieser drehbar gelagerten hohlen Nabe befestigt ist Dabei soll durch ein besonderes System von
Kupplungen die Möglichkeit geschaffen werden, die Drehzahlen der Kraftmaschine des Generators sowie
des Schwungrades exakt an die erforderliche Synchron-Drehzahl des ausfallenden Netzes anzupassen. Zur
»Mischung« der von der anlaufenden Kraftmaschine und dem energiespeichernden Schwungrad abgegebenen
Momente werden schleifende Kupplungen verwendet Diese Methode ist jedoch sehr verlustreich und
bedarf einer überaus aufwendigen Regelung für das Einschalten der Kupplungen.
Es ist ferner bereits bekannt (USA.-Patentschrift 3141096), als Getriebe ein Planetengetriebe zu
verwenden, dessen erste Welle mit dem Generator, dessen zweite mit der Turbine verbunden ist und dessen
dritte Welle innerhalb des Gehäuses endet und mit einer Schwungmasse verbunden ist. Durch geeignete Bremsen
an der Schwungmasse und an der Turbinenwelle wird erreicht, daß im Normalbetrieb die Turbinenwelle
stillsteht, das Schwungrad aber rotiert und dank seiner Masse eine gewisse Energie gespeichert hat. Bei
eintretendem Notfall summieren sich die Drehmomente der anlaufenden Turbine und des sich bis zum Stillstand
verlangsamenden Schwungrades.
Diese Anordnung hat den Nachteil, daß wegen der Gehäuseabmessungen nur relativ kleine Schwungräder
verwendet werden können, die zudem durch die Drehzahlerfordernisse des Differentialgetriebes in der
Wahl ihrer eigenen Drehzahl sehr eingeschränkt sind. Es hat sich ferner als ungünstig herausgestellt, daß das
Schwungrad direkt mit der das Innenzahnrad des Planetengetriebes bildenden Scheibe verbunden ist.
Wird nämlich, wie allgemein üblich, das Planetengetriebe mit mehreren Planetenrädern in paralleler Schaltung
ausgeführt, so läßt sich nur eine beschränkte Anzahl von Übersetzungsvariationen verwirklichen, da aus Montagegründen
die Summe der Zähnezahlen von Sonnenrad und Innenzahnrad durch die Anzahl der Planetenräder
teilbar sein muß. Kleine Abweichungen der Zähnezahlen der Planetenräder ergeben bereits große Drehzahländerungen
der Turbinenwelle. Außerdem sind für verschiedene Leistungserfordernisse verschiedene Geräte
erforderlich.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Notstromaggregat mit Planetengetriebe so zu verbessern, daß Schwungräder
von weitgehend beliebiger Form und Abmessung verwendet werden können.
Diese Aufgabe wird bei einem Notstromaggregat der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß das Schwungrad auf einer die Generatorwelle umgebenden und gegenüber dieser drehbar gelagerten
hohlen Nabe befestigt ist und über mindestens eine durch das Getriebegehäuse führende Vorgelegewelle
mit dem drehbar gelagerten Innenzahnrad des Planetengetriebes verbunden ist.
Den zusätzlichen Abtrieb für das Schwungrad bildet somit das Innenzahnrad, welches im Gegensatz zum
Getriebegehäuse 4 hinein. Das innerhalb des Gehäuses befindliche Wellenende ist als Scheibe 5 ausgebildet,
welche mit Aufnahmen für mehrere Wellen 6 versehen ist. Auf jeder dieser Wellen ist ein Stufen-Planetenrad
7 gelagert, dessen kleinere Stufe 7 a mit einem Innenzahnrad 8 und dessen größere Stufe 7 b
mit der Verzahnung 9 einer Welle 10 im Eingriff steht. Die Welle 10 trägt an ihrem anderen Ende
eine nicht dargestellte Arbeitsturbine, die mit einem Gaserzeuger 11 lediglich über das Arbeitsgas verbunden
ist. Eine Kupplung 12 ermöglicht eine Trennung der Welle 10 zu Montagezwecken. Diese
Kupplung bildet zugleich eine Bremstrommel, auf welche ein Bremsband 13 wirkt. Dieses Band wird
beispielsweise durch einen hydraulischen Antrieb 14 betätigt.
Das Innenzahnrad 8, welches in einem normalen Planetengetriebe stillsteht, ist hier drehbar gelagert
und bildet auf diese Weise über ein Verbindungsstück 25 einen zusätzlichen Abtrieb. Dieses Verbindungsstück
weist einen Zahnkranz 15 auf, welcher eine oder mehrere durch das Getriebegehäuse nach
außen führende Vorgelegewellen 16 antreibt. Diese übertragen ihr Drehmoment auf den Zahnkranz 17
einer hohlen Schwungradnabe 18, die mit Lagern 19 und 20 auf einer hohlen Welle 21 gelagert ist. Auf
der Nabe 18 sitzt ein Schwungrad 22, welches aus einem Kern 22 besteht, welcher durch Bolzen auf
der Nabe 18 befestigt ist, sowie aus mehreren Scheiben 23, die an den Kern 22 anmontiert sind.
Die Schwungradnabe 18 enthält auch eine Rücklaufsperre 24 für das Schwungrad.
Im Normalbetrieb läuft der Generator 1 als Motor. Er bezieht seine Leistung aus dem Netz. Drehrichtung
und Drehzahl entsprechen genau dem Zustand im Notbetrieb. Über die Kupplung 2, Welle 3
und Scheibe 5 werden die Planetenwellen 6 mitgenommen. Das Planetenrad 7 b stützt sich auf der
durch die Bandbremse (Kupplung 12, Bremsband 13) festgehaltenen Welle 10 ab, so daß das gesamte
Drehmoment sich über das Planetenrad la, das Innenzahnrad 8, den Zahnkranz 15, die Vorgelegewellen
16 auf das Schwungrad 22 überträgt. Die Drehzahl des Schwungrades 22 ist durch entsprechende
Auslegung der Vorgelegewelle in weiten Grenzen frei wählbar.
Bei Ausfall des Netzes wird, beispielsweise durch den Spannungsabfall gesteuert, der Anlaßvorgang des
Notstromaggregates eingeleitet. Dabei wird zugleich der Generatori schlagartig belastet, das Bremsband
13 an der Kupplung 12 gelöst und der Starter des Gaserzeugers 11 betätigt. Durch die plötzlich auftretende
Belastung am Generator 1 kehrt sich auf dem ganzen Übertragungsweg durch das Getriebe
die Richtung der Drehmomente um. Die Schwungmasse 22 wird abgebremst und gibt dabei kinetische
Energie an den Generator 1 ab.
Das Rückdrehmoment des Planetenrades Ib,
welches im Normalbetrieb auf die Welle 10 in Arbeitsdrehrichtung der Turbine wirkt, kehrt sich
ebenfalls um, so daß das Bremsband 13 gelöst werden kann. Eine Drehung entgegen der Arbeitsdrehrichtung
wird durch eine nicht dargestellte Rücklaufsperre verhindert.
Der anlaufende Gaserzeuger 11 beaufschlagt die Arbeitsturbine. Sobald das an der Turbine verfügbare
Drehmoment das auf die Welle 10 wirkende Rückdrehmoment überwiegt, beginnt die Turbine zu
drehen. Die Turbinenleistung addiert sich zu der vom Schwungrad 22 abgegebenen Leistung, bis das
Schwungrad zum Stillstand gekommen ist. Die Rücklaufsperre 24 verhindert, daß das Schwungrad in entgegengesetzter
Richtung anläuft. Sie bildet damit auch über die Vorgelegewellen 16 das Gegenlager
für das Rückdrehmoment, welches von den Planetenrädern 7 auf das Innenzahnrad 8 ausgeübt wird.
Nach Stillstand des Schwungrades 22 ist der Übergang vom Normalbetrieb zum Notbetrieb abgeschlossen.
Die Arbeitsturbine, die beispielsweise in Abhängigkeit von der Frequenz des Generatorstromes
geregelt wird, liefert nun das gesamte Antriebsmoment für den Generator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1965B0082972 DE1488867C3 (de) | 1965-07-23 | 1965-07-23 | Notstromaggregat |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1965B0082972 DE1488867C3 (de) | 1965-07-23 | 1965-07-23 | Notstromaggregat |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1488867A1 DE1488867A1 (de) | 1969-07-03 |
DE1488867B2 DE1488867B2 (de) | 1971-03-04 |
DE1488867C3 true DE1488867C3 (de) | 1978-06-08 |
Family
ID=6981745
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1965B0082972 Expired DE1488867C3 (de) | 1965-07-23 | 1965-07-23 | Notstromaggregat |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1488867C3 (de) |
-
1965
- 1965-07-23 DE DE1965B0082972 patent/DE1488867C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1488867B2 (de) | 1971-03-04 |
DE1488867A1 (de) | 1969-07-03 |
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