DE1613424A1

DE1613424A1 - Electric DC drive with creep speed, especially for ships

Info

Publication number: DE1613424A1
Application number: DE19671613424
Authority: DE
Inventors: Uwe Hausmann; Karl-Heinz Rietmueller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1967-09-30
Filing date: 1967-09-30
Publication date: 1971-04-15

Description

Aufgabe der Irfindtang ist ®s₅ &@ώ, G-lQichstro®asitri©"b gangs genannten Art au WreiafaeheH.,, Irfinduagsg dies dureh eint SsSialteinriolatuag erzielt, d±® bildet ist, daS äer Erffegerasformer ia Hain© mit &©s den Ankers der Motös©n gesohaltQt werten kannο Auf' d können Sonderkonstruktionen ier Motoren antf®ll©n_o The task of the Irfindtang is ®s ₅ & @ ώ, G-lQichstro®asitri © "b gangs mentioned type au WreiafaeheH. ,, Irfinduagsg this achieved by a SsSialteinriolatuag, the ± ® forms is that the outer Erffegerasformer ia Hain © with & © s the armature of the Motös © n gesohaltQt values kannο on 'd special constructions can ier motors antf®ll © n _o

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Wird der Erregerumfonaer in einer dursh Ank©r toad"P®ldwisklungen gebildeten Heihsneohaltuag a®,g@ord.n@t, so kaaa mit ä@n Ir-If the pathogen is transmitted in a Heihsneohaltuag a®, g @ ord.n @ t, so kaaa with ä @ n Ir-

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- 2 - VPA 67/1539- 2 - VPA 67/1539

regerumformer die Klemmenspannung des Motors von annähernd ITull YoIt bis etwa zur Batteriespannung verändert werden· Damit sind kleinste Drehzahlen mit einem ohnehin in der Anlage vorhandenen Umformer eraielbar. Dieser Umformer braucht nicht für den vollen Motor-Nennstrom ausgelegt zu werden.controller the terminal voltage of the motor of approximately ITull YoIt can be changed until about the battery voltage · So that are the lowest speeds with an already existing in the system Converter obtainable. This converter does not need to be designed for the full rated motor current.

Zur Erhöhung der Drehzahl von dem. vorgenannten Mindest-Drehzahlbereich bis zur untersten örobfahrtstufe wird der Erregerumformer zweckmäßigerweise parallel zur Erregerwicklung des bzw. der Motoren geschaltet« Damit wird eine Spannungsteiieranordnung gebildet j in welcher der aus den Motorankern und den Erregerwicklungen gebildete Strompfad derart beeinflußt werden kann, daß sich sine Erhöhung der Ankerepannung bei gleichzeitiger Feldschwächung ergibt« Auf diese Weise entfallen die sonst erforderlichen Parallelwiderstände, die einen zusätzlichen Platzbedarf erfordern, und auch zusätzliche Verluste hervorrufen würden·To increase the speed of the. aforementioned minimum speed range the exciter converter is used up to the lowest driving level expediently connected in parallel to the excitation winding of the motor or motors formed j in which of the motor armature and the excitation windings formed current path can be influenced in such a way that sine increase the armature voltage with simultaneous Field weakening results in «This eliminates the otherwise required parallel resistances, which require additional space, and also cause additional losses would·

In der Zeichnung ist ein Auaführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Di© Motoren 1 und 2_S die auch als ein Doppeiankermotor ausgebildet sein kömien, werden im Normalbetrieb in Serien-Pasallelsehaltung unmittelbar aas den Batterien B über die Sammeis chi® neu. 5 wmL 6 gespeist. Die Motoren 1 und 2 treiben über ein© nicht dargestellte Welle eine Schiffsschraube an. Die Exegexwieklungen der Motoren werden über einen Regeleatz mit steuerbarem Uaf©rm«r η versorgt.The drawing shows an exemplary embodiment of the invention. The motors 1 and 2 _S, which can also be designed as a double armature motor, are rebuilt in normal operation in series production immediately after the batteries B via the Sammeis chi®. 5 wmL 6 fed. The motors 1 and 2 drive a propeller via a shaft (not shown). The exegex signals of the motors are supplied with controllable Uaf © rm «r η via a control unit.

Mit den Batterieschaltern al bis a4 und den Motors.ehaltern a8 bis a10 kann die an den Ankern der Motoren 1 und 2 liegende Spannung durch wahlweises Reihen- oder Paxall&lschalten der Teilbatterien B und der Motoranker in vier Grobstufen verändert werden. Zum Anlassen der Motoren Ja jsder Stuf« dienen die Anlaßwider stände rl und r2, die über die Schalter a? kurzgeschlossen werden·With the battery switches a1 to a4 and the motor holder a8 up to a10, the voltage on the armatures of motors 1 and 2 can be switched by either series or Paxall & l connection of the Part batteries B and the motor armature changed in four coarse stages will. To start the engines, each stage is used the starting resistors rl and r2, which are via the switch a? be short-circuited

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- 3 - ITTA 67/1539- 3 - ITTA 67/1539

In jeder G-robstufe werden die Erregerwicklungen 7 von einer Seilbatterie B über den Erregerumformer U des Regelsatzes 8 fremdgespeist. Die kleinste Drehzahl in der untersten Grobstufe ergibt sich bei Parallelschaltung der Batterien, Reihenschaltung der Anker und Fremderregung der Erregerwicklungen 7 über den Erregerumformer u bei maximal zulässiges Erregerstrom. In dieser Stufe sind die Schalter al * a3, a4 und a7 bis a9 geschlossen.In each G-robstufe the excitation windings 7 of one Cable battery B via the exciter converter U of rule set 8 externally fed. The lowest speed in the lowest coarse level results when the batteries are connected in parallel, in series the armature and external excitation of the excitation windings 7 via the excitation converter u at the maximum permissible excitation current. At this stage the switches are a3, a4 and a7 to a9 closed.

das Fahren unterhalb dieser unteren Grobfahrstufe dient bei dem erfindungsgemäßen Antrieb eine Schalteinrichtung S zum Einschalten des Erregeruinf ormers u in Reihe mit den Ankern der Motoren 1, 2. Die Schalteinrichtung hat drei Schaltstellungen. Zur Anzeige dieser Schaltstellungen dient ein Zeiger Z, der in der Stellung a die unterste Grobfahrstufe (Hormalfahrt), in/ier Stellung <5 eine obere Schleichfahrtstufe und in der Stellung b.eine untere Schleichfahrtstufe anzeigt.driving below this lower coarse speed step is used for the drive according to the invention a switching device S for switching on the Erregeruinf ormers u in series with the armatures of the motors 1, 2. The switching device has three switching positions. A pointer Z is used to display these switching positions in position a the lowest coarse speed level (normal travel), in / ier position <5 an upper creep speed level and in the Position b. Indicates a lower crawl speed level.

Zur Erzielung von Drehzahlen, die unterhalb der untersten Grobfahrstufe a liegen, kann der Erregerumformer u parallel zu den Erregerwicklungen 7 der Motoren 1, 2 geschaltet werden, deren Anker in Reihe mit den Erregerwicklungen 7 an einer Teilbatterie B liegen· Dabei werden die Schalter a7, a8 geöffnet, die Schalter a9 bleiben geschlossen und die Schalter a10 offen. Die Schalteinrichtung S wird in die Stellung c gebracht. Bei dieser Schaltung kann durch Änderung der Aussteuerung des Erregerumformers u der Erregerstrom bei gleichzeitiger Erhöhung der Ankerspannung verringert werden.To achieve speeds below the lowest coarse speed step a, the exciter converter u can be parallel to the Excitation windings 7 of the motors 1, 2 are switched, their armature in series with the excitation windings 7 on a sub-battery B lie · The switches a7, a8 are opened, the switches a9 remain closed and the switches a10 open. The switching device S is brought into position c. With this circuit, changing the modulation of the Excitation converter u the excitation current can be reduced while increasing the armature voltage.

Zur weiteren Verkleinerung der Drehzahl wird der Hebel b1 der Schaltvorrichtung in die Stellung b gebracht. Damit ist der Erregerumformer u in Reihe mit den Erregerwicklungen 7 und den Ankern geschaltet. Die Motoren 1_f 2 arbeiten als Reihenschlußmaschinen, deren Elemmspannung vom Erregerumformer u gesteuert wird.To further reduce the speed, the lever b1 of the switching device is brought into position b. The exciter converter u is thus connected in series with the exciter windings 7 and the armatures. The engine 1 _f 2 operate as a series-wound engine, which is controlled by the Elemmspannung Erregerumformer u.

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- 4 - TPA 67/1539- 4 - TPA 67/1539

Zum Betrieb der Motoren mit den Schleichfahrtstufen c und b sind zusätzlich zu der Schalteinrichtung S keine weiteren Bauelemente erforderlich. Der zu fahrende Schleichdrehzahl-"bereich erstreckt sich stufenlos ron annähernd Null bis zur untersten Grobstufe a.To operate the motors with creep speed levels c and b, in addition to the switching device S, there are no further ones Components required. The creep speed range to be driven extends continuously from approximately zero to the lowest coarse level a.

Von besonderem Vorteil ist es, als Erregerumformer u einen mit elektrischen Ventilen, insbesondere Thyristoren, arbeitenden Umformer zu verwenden. Bei einem solchen Umformer wird ein Ventil bzw. ein Thyristor periodisch in den leitenden Zustand versetzt und gesperrt und dabei eine nahezu verlustlose Steuerung einer elektrischen Größe erzielt.It is particularly advantageous to use an exciter converter which operates with electrical valves, in particular thyristors To use converter. In such a converter, a valve or a thyristor is periodically switched to the conductive state offset and locked and thereby achieved an almost lossless control of an electrical variable.

Bei der in der Figur dargesiAlten Schaltung ist ein Hauptthyristor n1 als Schaltelement verwendet. In Serie zu diesem Hauptthyristor ist eine Induktivität k1 geschaltet. Parallel zum Hauptthyristor ni liegen über einen Löschkondensator K7 ein Löschthyristor n2 und ein Umschwingthyristor n3 und zwar jeweils mit einer Induktivität k2 bzw. k3 in Serie. Die Thyristoren sind mit einer Steuereinrichtung T verbunden, die mit einem Drehzahlsollwerteinsteller n_soll versehen ist. Das mit V bezeichnete Blocksymbol stellt den Stromversorgungsteil der Steuereinrichtung dar. Zunächst wird der Löschthyristor n2 gezündet. Der Löschkondensator K7 lädt sich über die Last auf. Unterschreitet der Ladestrom den Haltestrom des Thyristors n2, so sperrt dieser. Jetzt werden der Hauptthyristor n1 und der Umschwingthyristor n3 gezündet. Der Ladestrom fließt von der Batterie B über den Hauptthyristor n1 und die Last in die Batterie zurück. Zugleich lädt sich der Löschkondensator K7 über n1 und n3 um. Er bildet mit den Induktivitäten k1 und k3 einen Reihenschwingkreis, dessen Dimensionierung die Umschwingzeit bestimmt. Der Thyristor n3 sperrt von selbst, wenn der Umschwingstrom klein genug geworden ist.In the circuit shown in the figure, a main thyristor n1 is used as a switching element. An inductance k1 is connected in series with this main thyristor. In parallel with the main thyristor ni, a quenching thyristor n2 and a reversing thyristor n3, each with an inductance k2 or k3, are connected in series via a quenching capacitor K7. The thyristors are connected to a control device T which _is provided with a speed setpoint adjuster n setpoint. The block symbol labeled V represents the power supply part of the control device. First, the quenching thyristor n2 is ignited. The quenching capacitor K7 is charged via the load. If the charging current falls below the holding current of the thyristor n2, it blocks. The main thyristor n1 and the reversing thyristor n3 are now triggered. The charging current flows from the battery B via the main thyristor n1 and the load back into the battery. At the same time, the quenching capacitor K7 recharges via n1 and n3. Together with the inductances k1 and k3, it forms a series resonant circuit, the dimensions of which determine the oscillation time. The thyristor n3 blocks by itself when the reversing current has become small enough.

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Wird jetzt wieder der thyristor n2 gezündet, so liegt die positive Platte des Kondensators K7 an der Kathode des Thyristors n1, der damit gesperrt wird* Der Strompfad mit der Diode n4 und der Induktivität k4 bildet in bekannter Weise einen Rückschwingkreis. Der geschilderte Vorgang wiederholt sich periodisch. If the thyristor n2 is ignited again, the positive plate of the capacitor K7 at the cathode of the thyristor n1, which is thus blocked * The current path with the diode n4 and the inductance k4 forms a resonant circuit in a known manner. The described process is repeated periodically.

Der Hauptthyristor n1 wird mit gleichbleibender !Frequenz gezündet. Der Zeitpunkt des Sperrens kann zwischen zwei Zündzeitpunkten verschoben werden, so daß die Spannung der Batterien B über einstellbare Zeitabstände auf die Motoren 1, 2 geschaltet wird. Der Mittelwert der Spannung läßt sich damit von annähernd Full bis 100 # verändern.The main thyristor n1 is ignited at a constant frequency. The time of locking can be shifted between two ignition times, so that the voltage of the batteries B over adjustable time intervals are switched to motors 1, 2. The mean value of the voltage can thus be approximately full change to 100 #.

Für die Schleichdrehzahlbereiche sind parallel zu den Erregerwicklungen und den Ankern Blindptromdioden n5 bzw. ηβ und n7 eingeschaltet. Die Dioden n7 und ηβ werden in der !Fahrstufe a nicht benötigt.For the slow speed ranges are parallel to the excitation windings and the armatures dummy current diodes n5 or ηβ and n7 switched on. The diodes n7 and ηβ are in the! Speed step a not required.

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Claims

- 6 - YPA 67/1539 patent claims

1. Electric DC drive with crawl speed, in particular for ships in which one or more mechanical

■ drive motors coupled to one another or a multi-armature motor Sound of one or more power sources fed with at least almost constant voltage and different speed levels can be set by optionally connecting the power source and / or the motor armature in series or in parallel, whereby the excitation windings of the motors are connected to voltage via a rule set with a controllable excitation converter by a switching device which is designed in such a way that the exciter converter is used to achieve creep speeds (u) can be connected in series with the armature (s) of the motors (1, 2).

2. DC drive according to claim 1, characterized in that the exciter converter (u) in series with the exciter winding (7) is switched-r

3. DC drive according to claim 1, characterized in that the exciter converter (u) parallel to the exciter winding (7) is switched.

4. DC drive according to claim 2 or 3, characterized in that that the exciter converter (u) is a converter that works with electrical valves, in particular with thyristors serves.

4.9.1 ^ 67)

New documents (Article 7§iAbe.2Nr.T

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