DE2238364A1

DE2238364A1 - Elektromaschinenanlage

Info

Publication number: DE2238364A1
Application number: DE2238364A
Authority: DE
Inventors: Fukuo Shibata
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1971-08-06
Filing date: 1972-08-04
Publication date: 1973-03-01
Also published as: US3754174A; NL7210707A; SE375498B; DK140577B; GB1376772A; DK140577C; ES405835A1; FR2148490A1; DE2238364B2; FR2148490B1; IT961855B; DE2238364C3

Description

DR. E. WIEGAND DIPUNG. W. NIEMANN £238364

DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG TELEFON: 395314 20OO HAMBU RG 50, f)J η -Μ, TELEGRAMME: KARPATENT KDNIGSTRASSE 28 "·'£

W. 25Ho6/72 8/Vo

Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Hyogo (Japan)

Elektromaschinenanlage

Wenn eine elektromagnetische Kupplung mit einer elektrischen Maschine mechanisch verbunden wird, deren Ankerwicklung mit der Wicklung der elektromagnetischen Kupplung elektrisch verbunden ist, wobei eira? der beiden Rotoren der elektromagnetischen Kupplung eine Last antreibt und der andere Rotor von einer Antriebsmaschine angetrieben wird, dann kann, falls ein Transformator vorgesehen ist, dessen Primärwicklung mit elektrischer Energie aus der Ankerwicklung der elektromagnetischen Kupplung gespeist" wird und aus welchem der Feldwicklung der elektromagnetischen Kupplung oder der elektrischen Maschine Strom zugeführt wird, die gesamte Anlage kompakt sein und eine hohe Stabilität haben.

Die Erfindung findet Anwendung auf Gebieten, auf denen es notwendig ist, einen Ausgang einer Antriebsmaschine, wie einer Dieselmaschine, auf eine Last,

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wie die Schraube eines Schiffes, ein Rad eines Fahrzeugs, eine Pumpe od. dgl., zu übertragen. Natürlich kann auch eine Dampfturbine, ein Wasserrad, ein Elektromotor, eine Gasturbine od. dgl. als Antriebsmaschine verwendet werden. !Bei gewissen bekannten Anlage^ bei ' . denen Ausgänge von Antriebsmaschinen auf Lasten übertragen werden, v/erden Getriebe zum Erhöhen oder Vermindern der Geschwindigkeiten verwendet. Im allgemeinen kann ein Getriebe, das aus einem Zahnrad und einem Ritzel besteht, nicht dazu verwendet werden, entweder das Verhältnis der Erhöhung oder Verminderung der Gesdiwindigkeit oder die Drehrichtung einer Last zu steuern. In anderen Worten, wenn lediglich ein Getriebe, das nur ein Zahnrad und ein Ritzel aufweist, zwischen einer Antriebsmaschine und einer Last angeordnet wird,

kann die Geschwindigkeit der Last mittels des Antriebes selbst nicht gesteuert oder, geändert werden, und die Drehrichtung der Last kann nicht geändert werden, wenn die Drehrichtung der Antriebsmaschine gleichbleibend gehalten wird. Falls das Verhältnis der Erhöhung oder Verminderung der Geschwindigkeit eines Getriebes gesteuert werden soll, ist es erforderlich, dem aus einem Zahnrad und einem Ritzel bestehenden Getriebe wenigstens ein Ritzel oder ein Zahnrad hinzuzufügen, wie es bei einem Getriebekasten der Fall ist, mittels welchem die Geschwindigkeit eines Fahrzeuges geändert werden kann. Falls die Drehrichtung einer Last mittels eines Getriebes gesteuert werden soll, ist es erforderlich, dem aus einem Zahnrad und einem Ritzel bestehenden Getriebe wenigstens ein leerlaufendes Zahnrad hinzuzufügen, wie es bei einem Umkehrgetriebe der Fall ist. Daher wird, wenn das Verhältnis der Erhöhung oder Verminderung der Geschwindigkeit einer Last mittels eines Getriebes gesteuert werden soll,die Aus bildung des Getriebes

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beträchtlich kompliziert.

Eine eiran Ausgang einer Antriebsmaschine auf eine Last übertragende Anlage, bei welcher die Drehrichtung der Last geändert werden kann, während die Drehrichtung der Antriebsmaschine gleichbleibend gehalten ist, ist in der USA-Patentanmeldung No. 53 U13 aufgezeigt»

In dieser USA-Patentnameldung.No. 53 413 "handelt es sich um eine, Elektromaschinenanlage mit einer elektromagnetischen Kupplung, die zwei sich mit Bezug aufeinander drehende Rotoren aufweist, von' denen der eine mit einer Ankerwicklung versehen ist, einer rotierenden elektrischen Maschine, die einen Stator, einen Rotor und eine Ankerwicklung aufweist, in der Wechselstrom fließt, einermechanischen Verbindung eines der beiden Rotoren der elektromagnetischen Kupplung mit dem Rotor der rotierenden elektrischen Maschine und einerelektrischen Verbindung zwischen der Ankerwicklung der elektromagnetischen Kupplung und der Ankerwicklung der elektrischen faschine mittels einer die Phase wechselnden Schaltvorrichtung.

Es bestevt jedoch ein erhebliches Problem in Verbindung mit dem Verfahren zum Erregen der elektrischen Maschine, welche die elektromagnetische Kupplung mit der rotierenden elektrischen Maschine verbindet. Falls die Erregerströme der Feldwicklung der elektrischen Maschine aus einer anderen elektrischen Stromquelle zugeführt werden, ist die elektrische Energiequelle erforderlich, und die gesamte Anlage wird kompliziert und teuer«,

Ferner besteht eisü anderes wesentliches-Problem in Verbindung mit der Übergangs Stabilität der» elektrischen Maschine. Falls die elektrische Maschine plötzlich überlastet wird, fällt der Rotor der elektrischen Maschine außer Tritt.

ΨΛ η .Hauptzweck der Erfindung besteht darin_s eine

Elektromaschinenanlage zum Obertragen eines Ausgangs einer Antriebsmaschine auf eine Last zu schaffen, die sehr einfach und wirksam im Arbeiten ist und leicht und wirtschaftlich hergestellt werden kann.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Elektromaschinenanlage zur Übertragung eines Ausgangs einer Antriebsmaschine auf eine Last zu schaffen, bei welcher die Drehrichtung der Last geändert werden kann, während die Drehrichtung der Antriebsmaschine gleichbleibend gehalten wird, und welche sehr einfach und wirtschaftlich hergestellt werden kann.

Ein zusätzlicher Zweck der Erfindung besteht darin, eine Elektromaschirmanlage zur Übertragung eines Ausgangs einer Antriebsmaschine auf eine Last zu schaffen, bei welcher die Übergangsstabilität der elektrischen Maschine auf einem hohen Wert gehalten werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 und Fig. 7 zeigen Ausführungsformen

eines Teiles einer Anlage gemäß der Erfindung

Fig. 2, 3, U, 5, 6, 8 und 9 veranschaulichen in

schematischer Weise Systeme gemäß der Erfindung.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, umfaßt eine Elektromaschinenanlage gemäß der Erfindung folgende Teile: eine rotierende elektrische Maschine 8 mit einem-Stator 21, einem Rotor 25, einer Feldwicklung 22 und einer Ankerwicklung 23, in der Wechselstrom fließt; eine elektromagnetische Kupplung 3 mit zwei Rebren 4 und 5, die sich mit Bezug aufeinander drehen und von denen der eine mit einer Ankerwicklung 26 und der andere mit einer Feldwicklung 24 versehen ist, wobei der eine der bei-

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den Rotoren 4 und 5 der elektromagnetischen Kupplung mit dem Rotor 25 der rotierenden elektrischen Maschine 8 mechanisch verbunden ist und die Ankerwicklung 26 der elektromagnetischen Kupplung 3 mit der

Ankerwicklung 23 der elektrischen Maschine 8 elektrisch verbunden ist; einen Transformator 9, der wenigstens eine Primärwicklung Io und.eine Sekundärwicklung 11

aufweist und einen aus Gleichrichtern 28 bestehenden Umformer 12, über weihen wenigstens eine der Feldwicklungen 22, 24 und die Sekundärwicklung 11 des. Transformators 9 miteinander elektrisch verbunden sind, während eine der Ankerwicklungen 23, 26 mit der Primärwicklung Io des Transformators 9 elektrisch verbunden ist, wobei der eine der beiden Rotoren 4 und 5' der elektromagnetischen Kupplung 3 eine Last 2 antreibt und der andere Rotor der elektromagnetischen Kupplung von einer Antriebsmaschine 1 angetrieben wird.

Nach Fig.'l, die eine Ausführungsform eines Teilaufbaus gemäß der Erfindung wiedergibt und ein Beispiel der mechanischen Verbindung zwischen dem Rotor 25 der rotierenden elektrischen Maschine 8 und dem Rotor 5 der elektromagnetischen Kupplung 3 zeigt, ist der eine der beiden Rotoren 4 und 5 der elektromagnetischen Kupplung 3 mit dem Rotor 25 der elektrischen Maschine 8 in solcher Weise mechanisch, verbunden, daß der Rotor 5, von dem ein innerer Umfangsteil 29 eines Zylinders 28 mit einem magnetischen Teil 14 versehen ist, der einen magnetischen Kreis für die elektromagnetische Kupplung 3 bildet, und von dem ein äußerer Umfängsteil 3o des Zylinders 28 mit einem magnetischen Teil 15 versehen ist, der einen magnetischen Kreis für die elektrische Maschine bildet, gemeinsam als einer der beiden Rotoren der elektromagnetischen Kupplung 3 und des Rotors 25 der elektrischen Maschien 8 verwendet wird und sich in einem Raum zwischen dem

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— Κ —

lc

Stator 21 der elektrischen Maschine 8 und dem anderen Rotor 4 der elektromagnetischen Kupplung 3 dreht. Ein BEispiel der elektrischen Maschiene8 ist eine Synchronmaschine, die eine Dämpfungswidclung aufweist, welche in die Stirnseite des magnetischen Teiles 15 des magnetischen Feldpols eingebettet ist, obwohl dies in Fig. 1 nicht dargestellt ist.

Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, ist der eine Rotor 4 der elektromagnetischen Kupplung 3 mit einer Feldwicklung 24 und mit Schleifringen 6 versehen, die mit einer nicht dargestellten Gleichstromquelle elektrisch zu verbinden sind, während der andere Rotor 5 mit einer Ankerwicklung 26 und mit Schleifringen 7 versehen ist,die über Leitungen 31 und eine die Phase wechselnde Schaltvorrichtung 27 mit einer Ankerwicklung 23 der elektrischen Maschine 8 elektrisch verbunden sind.

Die Last 2 kann beispielsweise eine Schraube eines Schiffes, ein Rad eines Fahrzeuges, ein Gebläse, eine Pumpe od. dgl. sein. Die Antriebsmaschine kann beispielsweise eine Dieselmaschine, eine Dampfturbine, ein Wasserrad, eine Gasturbine, ein Elektromotor od. dgl. sein.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 1 kann die DrehxvLchtung des Rotors 25 der rotierenden elektrischen Maschine 8 nicht nur gleich der^sondern auch entgegengesetzt zu der Drehrichtung des Rotors 4 der elektromagnetischen Kupplung 3 sein, der von der Antriebsmaschine 1 angetrieben wird, und die die Phase wechselnde Schaltvorrichtung 27 liegt in dem Hauptstromkreis der elektrischen Leitungen 31, welche die Ankerwicklung 23 der elektrischen Maschine 8 mit der Ankerwicklung 26 der elektromagnetischen Kupplung 3 verbinden.

Mit 17 und 18 sind Lager bezeichnet, und mit 13 ist ein magnetischer Teil bezeichnet, der einen magnetischen Kreis in*dem Rotor 4 der elektromagnetischen Kupplung 3 gemäß Fig. 1 bildet Wenn die elektrische Maschine gemäß Fig. 1 nach der Linie A-B geschnitten

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wird, die rechtwinklig zu der Drehachse 19 des Rotors 4 verläuft, dann zeigt der Schnitt eine Stirnflähe des magnetischen Teils 16, der einen magnetischen Kreis in dem Stator der elektrischen Maschine 8 bildet, und

der

eine Stirnfläche des magnetischen Teils 13,/einen magnetischen Kreis in dem inneren Rotor 4 der elektromagnetischen Kupplung 3 gemäß Fig. 1 bildet.

Mit 19 und 2ο sind die Drehachsen der beiden Rotoren der elektromagnetischen Kupplung 3 bezeichnet. Obwohl der Rotor 5 der Kupplung 3, der gemeinsam mit dem Rotor 25 der elektrischen Maschine 8 verwendet wird, mit der Ankerwicklung 26 gemäß Fig.1 und 2 versehen ist, ist es auch möglich, daß der innere Rotor H der elektromagnetischen Kupplung 3, der mit der. Antriebsmaschine 1 mechanisch verbunden ist, mit der Ankerwicklung 26 versehen und der äußere Rotor 5 mit der Feldwicklung 24 der e3äctromagnetischen Kupplung 3 versehen wird.

Gemäß Fig. 2 treibt der Rotor 5 der elektromagnetischen Kupplung 3, der mit dem Rotor der elektrischen Maschine 8 mechanisch verbunden ist, die Last 2 an, während der andere Rotor H der elektromagnetischen Kupplung 3 von der Antriebsmaschine 1 angetrieben wird. Die Feldwicklung 22 der elektrischen Maschine 8 ist über den Umformer 12 mit der Sekundärwicklung 11 des Transformators 9 elektrisii verbunden, und die Ankerwicklung der elektromagnetischen Kupplung 3 ist mit der Primärwicklung_,Io des Transformators 9 elektrisch verbunden. Die Primärwicklung Io des Transformators 9 ist eine Spannungswicklung, die mit der Ankerwicklung der elektromagnetischen Kupplung 3 gemäß Fig. 2 elektrisch verbunden ist. ·

Bei der Ausführung gemäß Fig. 3 ist die Feldwicklung, die nicht dargestellt, aber in dem Rotor.Λ enthalten ist und mit den Schleifringen 6 elektrisch verbunden

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ist, über den Umformer 12 mit der Sekundärwicklung 11 elektrisch verbunden, und die Ankerwicklung der elektrischen Maschine 8 über die Leitungen 31 mit der Primärwicklung 34 des Transformators 9 elektrisch verbunden. Die Primärwicklung 34 des Transformators 9 ist eine Stromwicklung, die zwischen die Ankerwicklung der elektromagnetischen Kupplung 3 und die Ankerwicklung der elektrischen Maschine geschaltet ist.

In Fig. 3 ist die Ankerwicklung der elektromagnetischen Kupplung 3 nicht dargestellt, aber in dem Rotor 5 enthalten. Sie ist mit den Schleifringen 7 elektrisch verbunden.

Gemäß Fig. 3 ist ein zweiter Umformer 32 vorgesehen, der aus Gleichrichtern 35 zusammengesetzt ist und dessen Gleichstromanschlüsse in Reihe mit den Gleichstromanschlüssen des Umformers 12 mit der Feldwiklung der elektromagnetischen Kupplung 3 elektrisch verbunden sind. Die Wechselstromanschlüsse des zweiten Umformers 3 2 sind mit einer elektrischen Quelle (Wechselstromquelle) 33 statt mit den Ankerwicklungen der elektromagnetischen Kupplung 3 und der elektrischen Maschine 8 verbunden.

In Fig. 4 ist die Primärwicklung Io des Transformators eine Spannungswicklung, die mit einer elektrischen Quelle (Wechselstromquelle) .3 3 statt mit den Ankerwiklungen der elektromagnetischen Kupplung 3 und der elektrischen Maschine 8 verbunden ist.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 5 weist der Transformator 9 zwei Arten von Primärwicklungen auf, von denen die eine eine Spannungswicklung Io ist, die mit der Ankerwicklung der elektromagnetischen Kupplung 3 elektrisch verbunden ist, während die andere Primärwicklung eine Stromwicklung 34 ist, die zwischen die Ankerwicklung der elektromagnetischen Kupplung 3 und die Ankerwicklung der elektri-'sehen Maschine 8 geschaltet ist.

In Fig. 4 weist der Transformator 9 zwei Arten von Primärwicklungen auf, von denen die eine eine Spannungswicklung Io ist, die mit einer elektrischen Quelle (Wechselstroinquelle) 3 3 statt mit den Ankerwicklungen

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der elektromagnetischen Kupplung 3 und der elektrischen Maschine 8 verbunden ist, während die andere Primär-, wicklung eine Stromwicklung 31 ist, die zwischen die Ankerwicklung der elektromagnetischen Kupplung 3 und die Ankerwicklung der elektrischen Maschine 8 gestaltet ist. . · ' ·

Bei der Ausführung gemäß Fig. 6 wird der eine Rotor 5 der elektromagnetischen Kupplung 3, der mit dem Rotor der elektrischen Maschine mechanisch verbunden ist, von der Antriebsmaschine 1 angetrieben, während der andere Rotor 4 der elektromagnetischen Kupplung 3 die Last 2 antreibt.

Die Feldwicklung der elektromagnetischen Kupplung die nicht dargestellt, aber in dem Rotor 4 enthalten und mit den Schleifringen 6 elektrisch verbunden ist, ist über den Umformer 12 mit der Sekundärwicklung 11 des Transformators 9 elektrisch verbunden, und die Ankerwicklung der Maschine 8 ist mit der Primärwicklung Io des Transformators 9 elektrisch verbunden.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 9 weist der Umformer 9 eine Primärwicklung 34, die zwischen die Ankerwicklung der elektromagnetischen Kupplung 3 und die Ankerwicklung 2 3 der elektrischen Maschine 8 geschaltet ist, und eine Sekundärwicklung 11 auf, die über den ersten Umformer 12 und den zweiten Umformer 32 mit der Feldwicklung 22 der elektrischen Maschine 8 elektrisch verbunden ist. Die Wechselstromanschlüsse des zweiten Umformers 32 sind mit der elektrischen Quelle (Wechselstromquelle) 33 elektrisch verbunden.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 und 8 wird der eine Rotor 5 der elektrostatischen Kupplung 3, der mit dem Rotor der elektrischen Maahine 8 mechanisch verbunden ist, von der Antriebsmaschine 1 angetrieben, und er treibt eine Schraube 35 eines Schiffes an, wäh-

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- Io -

rend der andere Rotor 4 der elektromagnetischen Kupplung 3 eine andere Schraube 36 des Schiffes antreibt. Die Feldwicklung 22 der elektrischen Maschine 8 ist über den Umformer 32 mit der Sekundärwicklung 11 des Transformators 9 elektrisch verbunden, und die Ankerwicklung der Maschine 8 ist mit. der Primärwicklung 34 des Transformators 9 elektrisch verbunden.

Bis jetzt ist erläutert, daß nur eine der Feldwicklungen der elektrischen Maschine über den Umformer 12 mit der Sekundärwicklung 11 des Trans forma tor's 9 elektrisch verbunden ist. Jedoch kann die Anordnung auch so getroffen werden, daß die Feldwicklungen der elektrischen Maschine 8 und der elektromagnetischen Kupplung 3 mit der Sekundärwicklung des Transformators 9 verbunden sind.

Wenn bei der Ausführung gemäß Fig. 2 die Drehzahl der Rotoren 4 und 5 der elektromagnetischen Kupplung je Minute n^ bzw. n_& beträgt und n^> n_, dann kann erhalten werden:

ⁿ4 - ⁿ5 = ⁿo ⁽¹⁾ n_M + n₅ s n₀ (2)

wobei n₀ die Drehzahl je Minute des Rotors 4 in Bezug auf den Rotor 5 ist.

Wenn die Drehrichtung des Rotors 5 die gleiche wie die des Rotors 4 ist, kann die Gleichung (1) erhalten werden, und wenn die Drehrichtung des Rotors 5 derjenigen des Rotors 4 entgegengesetzt ist, kann die Gleichung (2) erhalten werden. Gleichgültig, ob die Drehrichtung des Rotors 5 die gleiche wie die des .Rotors 4 ist oder nicht, wirkt die elektromagnetische Kupplung 3 nicht nur als Kupplung,sondern auch als Generator.

In einem solchen Fall kann eine elektrische Maschine, die eine elektromagnetische Kupplung 3 mit einer rotierenden elektrischen Maschine 8 verbindet, einen

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Ausgang einer Antriebsmaschine 1 auf eine Last 2 übertragen,und außerdem kann die Drehrichtung der Last 2 geändert werden, während die Drehrichtung der Antriebsmaschine 1 gleichbleibend gehalten wird. Wenn die Anzahl Pole der elektromagnetischen Kupplung 3 und der rotierenden elektrischen Maschine 8 mit p₃ bzw. p_ bezeichnet we.rden und die Frequenz des in dem Stromkreis zwischen der Maschine 8 und der Kupplung 3 fließenden Wechselstromes mit f bezeichnet wird, dann kann erhalten werden:

	damit	n₀ = 12o	f/p₃	(3)
	n₅ = 12ο	f/P₈	(4)
und

ⁿO^/n5 ^{= P}8^/p3 ⁽⁵⁾ Aus den Gleichungen (1), (2) und (5) ergibt sich:

ⁿ4 ⁼ (-~ - 1) Ji, (7) P₃ 5

Falls Pp>Po> kann die Drehrichtung des Rotors 25 der elktrischen Maschine 8 der Drehrichtung des Rotors der elektromagnetischen Kupplung 3 entgegengesetzt sein.

Wie aus der vorstehenden Erläuterung hervorgeht, kann die Ausführung gemäß Fig. 1 und 2, die durch die Kombination der elektromagnetischen Kupplung 3 und der rotierenden elektrischen Maschine 8 gebildet ist, als eine Vorrichtung betrieben werden, die einem.' Reduktionsgetriebe ähnlich ist.

Die Drehrichtung der Last 2 kann geändert werden, während die Drehrichtung der Antriebsmaschine 1 gleichbleibend gehalten wird, falls die die Phase wechselnde Schaltvorrichtung 27 verwendet wird.

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Falls p₃> pg ,kann die Drehrichtung des Rotors 2S der Maschine β oder des Rotors 5 der elektromagnetischen Kupplung 3 der Drehrichtung des Rotors H der Kupplung 3 nicht entgegengesetzt sein. Jedoch kann, selbst wenn Pq>Po» die *-ⁿ Fi'6· 1 und 2 dargestellte Ausführungsform, die aus der Kombination der elektromagnetischen Kupplung 3 und der rotierenden elektrischen Maschine 8 besteht, wie eine Vorrichtung betrieben werden, die einem Reduktionsgetriebe ähnlich ist. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, eine die Phase wechselnde Schaltvorrichtung in dem Stromkreis der elektrischen Leitungen 31 vorzusehen.

In Fig. 2 ist kein elektrischer Stromkreis zum !Speisen, der Feldwicklung der elektromagnetischen Kupplung 3 dargestellt. Jedoch kann die Feldwicklung der elektromagnetischen Kupplung 3 auch mit elektrischem Strom aus der Sekundärwicklung 11 des Transformators gespeist werden, indem die Schleifringe 6 mit den Gleichstromanschlüssen des Umformers 12 verbunden werden.

Auf diese Weise ist das Verfahren oder der Stromkreis zum Erregen der Elektromaschinenanlage, welcher die elektromagnetische Kupplung 3 mit der rotierenden elektrischen Maschine 8 verbindet» sehr einfach und wirksam im Betrieb,und die Anlage kann leicht und wirtschaftlich hergestellt und installiert werden. Es ist nicht erforderlich, eine weitere elektrische Stromquelle einzubauen.

In Fig. 3 oder U ist eine weitere Wechselstromquelle 33 mit der Primärwicklung Io des Transformators elektrisch verbunden. Jedoch ist, falls die Kapazität oder Leistung der Stromwicklung 3M groß . ist, .eine ^kleine Kapazität der Wechselstromquelle 33 ausreichend .

Bei der Ausführung gemäß Fig. 5 ist es nicht erforderlich, eine weitere elektrische Stromquelle einzubauen.

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Bei den Ausführungen gemäß Fig. 3,4, 5, 6, 8 und 9 wirken die Stromwicklungen 34 als Stabilisatoren, die dazu dienen, die Übergangsstabilität hoch zu halten. Falls die Lastströme der elektrischen Maschinen, welche die elektrische Maschine 8 mit der elektromagnetischen Kupplung 3 verbinden, plötzlich groß werden, steigen die Erregerströme der Feldwicklungen der elektrischen Maschinen zufolge der Stromzunahme in den Stromwicklungen 34 an, und daher werden die Übergangsstabilitä,ten dieser elektrischen Maschinen erhöht.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig.. 6 oder 9 kann die Drehgeschwindigkeit der Last 2 größer als die Drehges chwindigkeii/. Antriebsmaschine sein. Bei der Ausführung gemäß Fig. 7 oder 8 kann die Drehrichtung der einen Schiffsahraube 35 gleich der oder entgegengesetzt zu der Drehrichtung der anderen Schiffsschraube 36 sein.

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Claims

- Ill -

Patentansprüche

(1.yfelektroraaschinenanlage, gekennzeichnet durch eine rotierende elektrische Maschine mit einem Stator, einem Rotor, einer Feldwicklung und einer Ankerwicklung, in der Wechselstrom fließt, eine elektromagnetische Kupplung mit zwei sich in Bezug aufeinander drehenden Rotoren, von denen der eine mit einer Ankerwicklung und der andere mit einer Feldwicklung versehen ist, wobei einer der beiden Rotoren der elektromagnetischen Kupplung mit dem Rotor der elektrischen Maschine mechanisch verbunden ist und die Ankerwicklung der elektromagnetischen Kupplung und die Ankerwicklung der/ elektrischen Maschine miteinander elektrisch verbunden sind, einen Transformator, der wenigstens eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung aufweist, und einen aus Gleichrichtern zusammengesetzten Umformer , über welchen wenigstens eine der Feldwicklungen und die Sekundärwicklung des Transformators miteinander elektrisch verbunden sind, während eine der Ankerwicklungen mit der Primärwicklung des Transformators verbunden ist, wobei der eine der beiden Rotoren der elektromagnetischen Kupplung eine Last antreibt und der· andere Rotor der elektromagnetischen Kupplung von einer Antriebsmaschine angetrieben wird.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Rotoren der elektromagnetischen Kupplung mit dem Rotor der rotierenden elektrischen Maschine in solcher Weise mechanisch verbunden ist, daß > ein Rotor, von dem ein innerer Umfangsteil eines Zylinders mit einem einen magnetischen Kreis für die elektromagnetische Kupplung bildenden magnetischen Teil versehen ist, und von dem ein äußerer Umfangsteil

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des Zylinders mit einem einen magnetischen Kreis für die elektrische Maschine bildenden magnetischen Teil versehen ist, gemeinsam als einer der beiden Rotoren der elektromagnetischen Kupplung und als Rotor der elektrischen Maschine wirksam ist und in einem Raum zwischen dem Stator der elektrischen.Maschine und dem anderen Rotor der elektromagnetischen Kupplung drehbar ist.
3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmaschine eine Maschine für den Vortrieb eines Schiffes ist, beispielsweise eine Brennkraftmaschine, eine Dampfturbine oder eine Gasturbine^ und daß die Last eine Schraube des Schiffes ist.

4. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeihnet, daß der eine Rotor der elektromagnetischen Kupplung» der mit dem Rotor der elektrischen Maschine mechanisch

.verbunden ist, die Last antreibt und daß der andere Rotor der elektromagnetischen Kupplung von der Antriebsmaschine angetrieben wird.

5. Anlage nach Anspruch H, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldwicklung der elektrischen Maschine über den Umformer mit der Sekundärwicklung des Transformators elektrisch verbunden ist und daß die Ankerwicklung der elektromagnetischen Kupplung mit der Prijiiär'wicklung des Transformators elektrisch verbun~ den ist.

6. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Rotor der elektromagnetischen Kupplung, der mit dem Rotor der elektrischen Maschine mechanisch verbunden ist, von der Antriebsmaschine angetrieben wird, daß der andere Rotor der elektrischen Mashine von der Antriebsmaschine angetrieben wird und daß der andere Rotor der elektromagnetischen Kupplung die Last antreibt. · ·

7. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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daß der eine Rotor der elektromagnetischen Kupplung, der mit dem Rotor der elektrischen Maschine mechanisch verbunden ist, von der Antriebsmaschine angetrieben wird und eine Schraube eines Schiffes antreibt und daß der andere Rotor der elektromagnetiahen Kupplung eine andere Schraube des , Schiffes antreibt.

8. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldwicklung der elektromagnetischen Kupplung über den Umformer mit der Sekundärwicklung des Transformators elektrisch verbunden ist und daß die Ankerwicklung der elektrischen Maahine mit der Primärwicklung des Transformators verbunden ist.

9. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldwicklung der elektrischen Maschine über den Umformer mit der Sekundärwicklung des Transformators elektrisch verbunden ist und daß die Ankerwicklung der elektrischen Maschine mit der Primärwicklung des Transformators elektrisch verbunden ist.

10. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung des Transformators eine Spannungswicklung ist, die mit der Ankerwicklung der elektromagnetischen Kupplung elektrisch verbunden ist.

11. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung des Transformators eine Stromwicklung ist, die zwischen die Ankerwicklung der elektromagnetischen Kupplung und die Ankerwicklung der elektrischen Maschine geschaltet ist.

12. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung des Transformators eine Spannungswicklung ist, die mit einer elektrischen Stromquelle statt mit den Ankerwicklungen der elektromagnetischen Kupplung und der elektrischen Maschine elektrisch verbunden ist.

13. Anlage n*ach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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daß der Transformator zwei Arten von Primärwicklungen aufweist, von denen die eine eine Spannungswicklung ist, die mit der Ankerwicklung der elektromagnetischen Kupplung elektrisch verbunden ist, während die andere eine Stromwicklung ist, die zwischen die Ankerwicklung der elektromagnetischen Kupplung und die Ankerwicklung der elektrischen Maschine geschaltet ist.

lh. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator zwei Arten von Primärwicklungen · aufweist, von denen die eine eine Spannungswicklung ist, die mit einer elektrischen Stromquelle statt mit .den Ankerwicklungen der elektromagnetischen Kupplung und der elektrischen Maschine verbunden ist, während die andere eine Stromwicklung ist, die zwischen . die Ankerwicklung der elektromagnetischen Kupplung und die Ankerwicklung der elektrischen Maschine geschaltet ist.

15. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter aus Gleichrichtern zusammengesetzter Umformer vorgesehen ist, dessen Gleichstromanschlüsse in Reihe mit den Gleichstromansehlüssen des ersten Umformers mit der einen der Feldwicklungen elektrisch verbunden sind, während die Wechselstromanschiüsse des zweiten Umformers mit einer elektrischen Stromquelle statt mit den Ankerwicklungen der elektromagnetischen Kupplung und der elektrischen Maschine elektrisch verbunden sind.

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