DE304354C - - Google Patents

Description

Im Hauptpatent 300745 ist ein Propellerantrieb beschrieben, bei dem für niedere Geschwindigkeiten ein Gleichstromantrieb verwendet wird, während für höhere Geschwindigkeiten ein Wechselstromantrieb hinzugeschaltet wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach dem Hauptpatent dient als Gleichstromantrieb ein Leonardäntrieb, bestehend aus einem Nebenschlußgenerator und einem Nebenschlußmotor. Bei diesem Antrieb besteht nun die Gefahr, daß beim Hinzuschalten des Drehstromantriebes (k) der Gleichstrommotor auf den Gleichstromgenerator zurückarbeitet und so eine unzulässige Drehzahlsteigerung der Turbine herbeiführt.

Dieses Zurückarbeiten wird gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß beim Propellerantrieb nach dem Hauptpatent im

Gleichstromantrieb ein Hauptstrommotor verwendet wird.

In Fig. ι ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung veranschaulicht. .. Als Gleichstromquelle dient ein fremderregter

Gleichstromgenerator g, der auf einen Hauptstrommotor m arbeitet und von einer Kraftmaschine t angetrieben wird, k bedeutet den Wechselstrommotor, der .für größere Geschwindigkeiten eingeschaltet wird. . Das

Feld des Hauptstrommotors ist mittels des . Umschalters u umschaltbar eingerichtet, um die Drehrichtung des Propellers'/> umzukehren. Zur Regelung des Gesämtaggregates dient ein Regler r im Erregerstromkreise des Generators g. Die Arbeitskurven dieses Aggregates sind in Fig. 2 veranschaulicht.

In dieser Figur ist in Abhängigkeit von dem Drehmoment M_d die Drehzahl η aufgetragen, und¹'zwar bedeutet die Kurve P die Drehzahlcharakteristik des Propellers, während die Kurven G₁, G₂, G_s die Drehmomeiitkurven des Gleichstrommotors bei verschiedenen Erregungen des Generators bedeuten. Je nach^: der Erregung des Generators oder dessen Ankerspanung stellt sich der Motor auf die durch die Punkte n_1} n_z, n_s gegebenen Betriebspunkte des Propellers ein.

Wird nun der. Drehstromantrieb hinzugeschaltet und die Drehzahl des Propellers ρ gesteigert, so arbeitet der Propeller in einem Drehzahlgebiet, das beispielsweise durch die gestrichelte Horizontale w (Fig. 2) gegeben sei. Der Beitrag, den nun der Gleichstrommotor m zu dem für den Antrieb des Propellers erforderlichen Drehmoment liefern kann, ist durch die Schnittpunkte der Drehmomentkurve des Gleichstrommotors mit der ', Geraden w bestimmt. Je nach der Erregung des Gleichstromgenerators wird die Gleichstromkraftübertragung einen bestimmten Anteil zum Pröpellerdrehmoment beitragen, einen Anteil, der, wie aus den Kurven ohne

weiteres hervorgeht* immer kleiner sein wird, ^: als das Drehmoment bei der Drehzahl, die durch den alleinigen Antrieb durch den Gleichstrommotor m gegeben ist und sich durch einen der Schnittpunkte M₁, n₂, n_s bestimmt.

Beim Zuschalten des Wechselstromantriebes wird also das Drehmoment und somit auch der Strom des Gleichstromantriebes selbsttätig abnehmen, und zwar auf einen bestimmten niedrigeren Betrag. Der Gleichstrom kann sich jedoch .nie umkehren, ein ■ Zurückarbeiten des Motors auf den Generator ist unmöglich.

Verwendet man nun noch in diesem An- _; trieb als Generator einen Hauptstromgenerator, so gelangt man zu einem außerordentlich einfachen und volkommene'n Antrieb für den Propeller.

Die Anordnung ist in Fig. 3 veranschaulicht. Die Turbine t treibt den Hauptstromgenerator g, der seinerseits den Hauptstrommotor m speist. Um die erforderliche Spannungsregelung des Häuptstromgenerators g nicht durch Starkstromapparate, wie Parallelwid'erstände oder Windungsschalter, vornehmen zu müssen, ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 die Anordnung so getroffen, daß die Erregerwicklung des Haupt-Stromgenerators von einer besonderen Erregermaschine e gespeist wird, die ihrerseits vom Hauptstrom der Gleichstromübertra- / gung g erregt wird.

Diese Hauptstromkraftübertragung hat nun. die für den Propellerantrieb außerordentlich günstige Eigenschaft, daß der . Motor, falls er Arbeit leisten soll, in seiner Drehzahl an die Drehzahl des Generators gebunden ist, das heißt, daß er überhaupt keine. Arbeit leistet, sobald seine Drehzahl ein bestimmtes, durch die Drehzahl und das Verhältnis der Felder beider Maschinen gegebenes Maß überschreitet. Steigt plötzlich das Lastmoment der Schraube, so bleibt trotzdem die Drehzahl gleich der normalen, da der Motor m infolge der vermehrten Stromaufnahme auch die Generatorspannung steigert, bis der alte Gleichgewichtszustand wieder hergestellt ist.

In Fig. 4 ist wiederum das Arbeitsdiagramm des Antriebes veranschaulicht. In Abhängigkeit von dem Drehmoment sind ■ die Drehzahlen dargestellt. P ist wiederum die Drehmom'entcharakteristik des Propeller s, H₀, H₁, H₂ sind die Drehmoment-Charakteristiken des Hauptstrommotors bei verschiedenen Erregerverhäitnissen zwischen Generator und Motor. Diese Charakte-. ristiken sind, abgesehen von geringen ■ Abweichungen, die 'durch Ohmsche Verluste, Ankerrückwirkung und durch Abweichungen der Charakteristiken entstehen, die durch verschiedene Bauart der Maschinen bedingt sind, parallel zur Abszissenachse, das heißt der Motor sucht immer unabhängig von der Größe des Drehmomentes eine Drehzahl anzunehmen, die immer in einem bestimmten konstanten Verhältnis zur Generatordrehzahl steht. Der Punkt n₀ entspreche dem Betriebe bei einem bestimmten normalen Erregerverhältnis zwischen Generator und Motor. Wird nun das Erregerverhältnis beider Maschinen durch Änderung des Motarfeldes oder des Generatorfeldes oder beider geändert, beispielsweise das Feld des Generators ι durch Änderung eines Regelwiderstandes r im Ei regefstromkreise oder durch eines der sonstigen bekannten Mittel, so \vird sich der \ Motor auf eine Drehzahl einstellen, die diesem neuen Feldverhältnis entspricht und die sich aus dem Schnitt der neuen Drehmomentcharakteristik mit der Charakteristik des ; Propellers ergibt.

Fällt aus irgendeinem äußeren Anlaß die Drehzahl des Propellers, so wird die Haupt-Stromkraftübertragung immer so wirken, daß die dem Feldverhältnis entsprechende j Normaldrehzahl wieder erreicht wird. Steigt dagegen die Drehzahl über die Normaldrehzahl hinaus, so ist der Hauptstrommotor außerstande, ein nützliches Dreh- ; moment zu liefern. Generator und Motor entlasten sich selbsttätig und laufen von da völlig leer.

Die Regelung der Propellerdrehzahl kann ; in einfacher Weise durch Feldregelung einer der Maschinen erfolgen. Der hierzu erforder-■ liehe Regler kann als Schwachstromregler ausgeführt werden, sobald man das zu regelnde Feld, mit Hilfe einer besonderen Erregermaschine höherer Spannung speist. Abgesehen davon, daß das Zurückarbeiten ' des Motors und ein Durchgehen der Antriebs- ; maschine nicht möglich ist, kann der Motor ; auch nicht durchgehen, falls beispielsweise ein Bruch der Propellerwelle eintritt, da der Hauptstrommotor auch bei völligem Leerlauf seine normale Drehzahl beibehält. Beim ι Einschalten des Drehstromantriebes sind j .keinerlei Regelvorrichtungen - erforderlich, um „ die Gleichstromleistung auf ein bestimmtes Maß zu halten. Irgendwelche Gefahren des Durchgehens der Turbine t sind j völlig vermieden, ohne daß die Aufmerksam- ! keit der Bedienungsmannschaft in irgendeiner Weise in Anspruch genommen wäre. Die Schalteinrichtung ist einfach, da lediglich ein Schwachstromregler zur Einstellung der Geschwindigkeit und ein Umschalter zur Änderung der Drehrichtung erforderlich sind. Da die Regelung des Generators in einem Schwachstromkreis erfol-

gen kann, ist es auch ohne weiteres möglich, eine der üblichen Schnellregleranordnungen zu verwenden. Auch die elektrischen Verhältnisse in bezug auf Wirtschaftlichkeit sind günstig, da bei geringer Belastung, geringem Drehmoment mit dem Strom auch das Feld in den Maschinen sinkt.

Claims (1)

1. P ATENT-Ansprüche:

   ίο i. Elektrischer Antrieb von Propellern nach Patent 300745, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleichstromantrieb des Propellers (p)' ein Hauptstrommotor (in) dient, um ein Zurückarbeiten des Gleichstrommotors (m) auf seinen Generator

   (g) beim Hinzuschalten des Wechselstromantriebes (k) zu verhindern. .

   2, Propellerantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptstrommotor (m) aus einem Generator (g) mit Hauptstromcharakteristik gespeist wird.

   3. Anordnung zur Regelung des Propellerantriebes nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Regelwiderstand im Stromkreis des Generatorfeldes,, das von einer zweckmäßig auf der Generatorwelle sitzenden Erregermaschine (e) mit im Arbeitsstromkreis liegender Erregerwicklung gespeist wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.