DE308484C - - Google Patents

Description

Im Hauptpatent ist ein Propellerantrieb beschrieben, bei dem für kleinere Geschwindigkeiten ein Gleichstromantrieb verwendet wird, während für größere Geschwindigkeiten ein Wechselstromantrieb hinzugeschaltet wird. Es ist dort darauf hingewiesen, daß es besonderer Einrichtungen bedarf, um das-Zurückarbeiten des Gleichstrommotors auf den Gleichstromgenerator zu verhindern, sobald der Drehstrommotor auf der Propellerwelle aus seinem Generator gespeist wird.

Der Erfindung gemäß wird nun dieses Zurückarbeiten dadurch verhindert, daß Anordnungen getroffen werden, die verhindern, daß ein jeweilig vorgeschriebener Betriebszustand des Gleichstromaggregates sich ändert, sobald sich an den Antriebsverhältnissen des Propellers etwas ändert, gleichgültig aus \velcher Ursache.

Gegenstand eier Erfindung ist im besonderen eine selbsttätige Regelung der Gleichstrommaschinen, die dadurch bewirkt wird, daß die Gleichstrommaschinen durch besondere Erregermaschinell erregt werden, deren Feld durch Differenzwirkung von zu regelnder Betriebsgröße und einem Sollwert bestimmt wird. Wird zum Beispiel nach dem Zuschalten des Drehstromantriebes die Drehzahl des Gleichstrommotors geändert, so muß das Feld einer der Maschinen oder beider in entsprechendem Maße wie sich die Drehzahl ändert, so geregelt werden, daß die Gleichstromenergie unverändert bleibt, um einer seits eine Überlastung, andererseits ein Zurückarbeiten auszuschließen. Man könnte daran denken, das Feld des Gleichstromgene-· -rators zu verstärken, um so den Ankerstrom konstant zu halten. Dies hätte jedoch den Nachteil, daß der Generator dementsprechend seiner nunmehr gesteigerten Leistung auch größer bemessen werden müßte. Zweckmäßiger ist es, beim Antrieb von der Drehstromseite aus mit zunehmender Drehzahl das Motorfeld zu schwächen.

In der Zeichnung ist nun ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht, wie die Regelung des Motorfeldes selbsttätig vorgenommen werden kann. In der Zeichnung bedeutet t die Antriebsturbine für den Gleichstromgenerator g. Der Gleichstromgenerator speist den Motor m, der seinerseits den Propeller p antreibt, k sei der Drehstrommotor, der ebenfalls auf der Propellerwelle angeordnet ist. Um nun die Regelung des Motorfeldes selbsttätig vor sich gehen zu lassen, soll eine besondere Erregermaschine dienen, deren Spannung aus der Differenz einer Sollspannung und der Ankerspannung des Motors bestimmt wird. Man könnte hierzu auf der Erregermaschine / des Motors zwei Wicklungen anordnen, die sich einander entgegenwirken, von denen die eine von einem Netze kon-

stanter Spannung, die zweite von der Ankerspannung des Motors gespeist wird. Einfacher ist jedoch die Anordnung, wie sie in der Zeichnung veranschaulicht ist, bei der eine Erregerwicklung unmittelbar an die Differenz einer Sollspannung E_s und der Ankerspannung E_a gelegt wird. Der Anker der Erregermaschine liegt in Reihe mit der aus einer passenden Stromquelle gespeisten

ίο normalen Felderregung des Motors. Im normalen Betriebszustande sind die Spannungen E_s und E₁₁ . einander gleich, so daß die Erregermaschine / keine zusätzliche Spannung liefert. Ändert sich nun infolge äußerer Ursachen, z. B. durch die Mitarbeit des Drehstrommotors, die Drehzahl der Schraube, so ändert sich gleichzeitig, da das Feld des Motors ■ zunächst unverändert bleibt, die Ankerspannung des Motors E₁₁. Hierdurch wird aber in der Erregermaschine eine Spannung erzeugt, die der Änderung von E_a entgegenwirkt und so auf konstante Spannung des Motors hinarbeitet.
Durch diese Einrichtung wird also die Ankerspannung des Motors konstant gehalten. Um nun auch den Strom in einer vorbestimmten Höhe zu halten, wird folgende Einrichtung getroffen: ,.;,

Das Feld f des Gleichstromgenerators wird ebenfalls durch eine Erregermaschine e gespeist. Diese Erregermaschine ihrerseits hat zwei Feldwicklungen h und i, wovon die eine h im Hauptstromkreise liegt, während .die zweite i an ein Netz konstanter Spannung angeschlossen ist. Mit Hilfe eines Regelwiderstandes r erhält die Feldwicklung einen bestimmten Grundwert der Erregung, die dazu dient, im Gleichstromgenerator eine bestimmte Leerlauf Spannung zu er-

zeugen. ..

Wird nun der Gleichstromgenerator durch Einschalten des Motors belastet, so durchfließt der Belastungsstrom die Wicklung h und erzeugt mit ihr ein Feld, das dem Grundfelde i entgegenwirkt. Der Motor m nimmt nun eine diesen Verhältnissen entsprechende Drehzahl an. Soll diese Drehzahl geregelt werden, so wird der Regler r betätigt. Ein einstellbarer Widerstand w im Ankerstromkreis der Erregermaschine e dient dazu, die . Feldverhältnisse des Generators g von vornherein in bestimmter Weise einzustellen. Tritt nun aus äußerem Anlaß eine Änderung des Drehmomentes des Motors ein, so daß sich sein Ankerstrom ändert, so ändert sich hiermit das von der Wicklung h erzeugte Feld. Ist der Strom beispielsweise ■ angestiegen, so wird das Feld h verstärkt. Die Ankerspannung der Erregermaschine fällt, da die Wicklung h der Wicklung für das Grundfeld i entgegenwirkt, die Generatorspannung fällt und somit fällt auch wiederum der Hauptstrom. Fällt umgekehrt der Hauptstrom beispielsweise dadurch, daß die Schraube aus dem Wasser auftaucht, so wächst durch das Zusammenwirken der Wicklungen h und i die Generatorspannung und arbeitet so auf ein Anwachsen des Stromes. hin.

Die Einrichtung wirkt also so, daß der ' Ankerstrom annähernd seinen v'orgeschrie-L benen Wert beibehält und da andererseits ! unter normalen Verhältnissen das Drehmoment des Propellers in ganz bestimmter Abhängigkeit von der Drehzahl der Schraube steht, so kann die Drehzahl des Propellers' dadurch geregelt werden, daß die Grunderregung- i mit Hilfe des Reglers r eingestellt wird. In dem in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist die Hilfsmaschine, die zur Konstanthaltung des Stromes dient, an die Erregerwicklung des Generators angeschlossen. Es ist aber auch grundsätzlich möglich, sie bei dem Motor zu ver-.wenden.

Durch diese Einrichtungen, deren jede an sich für Anordnungen bekannt geworden ist, bei denen es sich darum handelt, bei veränderlicher Belastung Strom oder Spannung konstant zu halten, wird; es nunmehr bei dem Propellerantrieb gemäß dem Hauptpatent ermöglicht, die Belastung des Gleichstromantriebes bei irgendwelchen Änderungen der äußeren Verhältnisse konstant zu halten, indem durch die zuletzt beschriebene Einrichtung der Ankerstrom des Motors, konstant •gehalten wird, während durch die oben geschilderten die Ankerspannung in einer vorbestimmten Höhe gehalten wird. Das Gesamtsystem arbeitet somit mit konstanter Leistung bei jeder durch den Drehstrommotor oder durch sonstige Einflüsse erzeugten Drehzahländerung des Motors selbsttätig, d. h. ohne besondere Bedienung.

Die Hilfsmaschinen, die zur Konstanthaltungder Betriebsgrößen der Kraftübertragung dienen, fallen beide klein aus, da sie nur für die Erregerleistung· der Hauptmaschinen zu bemessen sind. - Werden sie mit zwei Erregerwicklungen wie die Maschine e ausgeführt, so ist naturgemäß ihr Ständer für die Summe der Amperewindungen beider Wicklungen zu bemessen, und da die Wirkung der Maschinen um so energischer ist, je größer die Absolutwerte der beiden Erregungen sind, deren Differenz zur Wirkung gelangen soll, so ergibt sich hieraus eine Maschine mit reichlichen Kupfermengen im Ständer. Da es sich andererseits jedoch nur um eine kleine Maschine handelt, deren Größe nur wenige Prozent der Größe der Hauptmaschine beträgt, fallen diese Kon-

struktionsschwierigkeiten an sich kaum ins Gewicht und sind außerordentlich viel geringer, als wenn man daran denken wollte, ähnlich wirkende Erregerwicklungen auf den Hauptmaschinen selbst anzuordnen ohne Zuhilfenahme von Erregermaschinen.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   ίο ι. Anordnung zum selbsttätigen Konstanthalten eines jeweils vorgeschriebenen Betriebszustandes auf eier Gleichstromseite des Propellerantriebes nach Patent 300745, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erregung der Hauptmaschinen Erregermaschinen dienen, deren Feld durch Differenzwirkung der veränderlichen Betriebsgröße und einer Vergleichsgröße bestimmt wird.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregermaschine für den Gleichstrommotor mit einer Wicklung versehen ist, die aus der Differenz einer Sollspannung und der Ankerspannung des Motors gespeist wird.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregermaschine für den Gleichstromgenerator mit zwei Erregerwicklungen versehen ist, von denen die eine (Eeiterregung) einstellbar aus einem Netze konstanter Spannung erreg't wird, während die andere vom Hauptstrom durchflossen

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.