DE523872C - Elektrischer Antrieb, insbesondere Schiffsschraubenantrieb - Google Patents
Elektrischer Antrieb, insbesondere SchiffsschraubenantriebInfo
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- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
- B63H23/22—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with non-mechanical gearing
- B63H23/24—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with non-mechanical gearing electric
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- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
- B63H21/12—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
- B63H21/17—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven by electric motor
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- B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
- B63H21/21—Control means for engine or transmission, specially adapted for use on marine vessels
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung für elektrischen Antrieb, insbesondere
Schiffsschraubenantrieb, mit deren Hilfe die Motorgeschwindigkeit ohne Änderung der
Stabilität oder Zugkraft des Motors verändert wird. Insbesondere bezieht sich die Erfindung
auf solche Anordnungen, in welchen die abzugebende Leistung und Zugkraft viel schneller als die Geschwindigkeit zu- und abnimmt.
Die Leistung der Schraube oder des Rades eines Schiffes ändert sich annähernd mit dem
Kubus und die Zugkraft mit dem Quadrat der Geschwindigkeit. Unter dieser Annahme
bestehen die folgenden Zusammenhänge:
Leistung
%
IOO
%
IOO
75
50
25
50
25
Geschwindigkeit
0/
0/
100
91
91
79.5
63
63
Zugkraft
ο/
la
la
IOO
83
63
39.7·
Es ist gebräuchlich, bei Schiffsantrieben mehrere unabhängig angetriebene Generatoren zu
verwenden, die mit dem Antriebsmotor oder den Antriebsmotoren in Reihe liegen. Die
Hauptgründe hierfür sind:
i. höhere Geschwindigkeit bei kleineren Generatorsätzen;
2. größere Zuverlässigkeit bei Ausschaltung von Teilen der Anlage ohne störende
Einwirkung auf die übrigen Teile der Anlage;
3. größere Anpassungsfähigkeit an einen zeitweisen Leistungsbedarf, wie er beispielsweise
bei Fährbetrieb usw. vorkommt.
Um die Generatoren auswechselbar zu machen, tragen sie im allgemeinen gleichen
Anteil an Strom und Spannung. In einer solchen Anordnung mit vier Generatorensätzen
ist beim Betrieb dreier Generatoren die verfügbare Leistung und Spannung nur 75 "/„.
Infolgedessen werden bei unveränderlichen Antriebsmotorcharakteristiken auch nur 75 °/0
Geschwindigkeit erreicht. Aus obiger Tabelle ergibt sich jedoch, daß 91 °/0 Schraubengeschwindigkeit
notwendig sind, um 75 °/0 Leistung in Anspruch zu nehmen. Es muß daher
ein Mittel gefunden werden, die Motorgeschwindigkeit zu ändern, falls die gesamte
verfügbare Leistung durch den Motor verbraucht werden soll. Dies geschieht im allgemeinen
durch Feldschwächung des Motors, die unter Umständen eine Instabilität und einen Verlust an Zugkraft des Motors hervorrufen
kann.
Gegenstand der Erfindung ist, bei einem nicht die gesamte Anzahl der Generatoren
umfassenden Betrieb die im Stromkreis ge-
bliebenen Generatoren voll zu belasten und die Instabilität und den Verlust an Zugkraft
dadurch zu vermeiden, daß eine Anzahl in Reihe geschalteter Motoren für den Schraubenantrieb
vorgesehen ist und daß einer der Motoren in einen Generator umgewandelt wird, um die Gesamtgeneratorspannung und
die Motorgeschwindigkeit zu erhöhen und dadurch die im Motorkreis liegenden Generatoren
voll zu belasten.
In der Zeichnung ist eine Schalteinrichtung für Schiffsantriebe mit vier Generatoren und
zwei Motoren wiedergegeben. Die Generatoren i, 2, 3, 4 können durch die Schalter 5,
6, 7, 8 mit einer an die Leitungsschienen 9 angeschlossenen Hilfsanordnung oder auch
vermittels der Nebenschalter 10 und 11 mit
den mechanisch mit der Schraube 14 gekoppelten Motor 1-2 und 13 verbunden werden,
Entsprechend den in der Zeichnung angedeuteten Schalterstellungen sind die Generatoren
ausgeschaltet, während die Motoren 12 und 13 in folgendem Kreise liegen: Motor 12, Leitung
15, Kontakt 16, Schalterblatt 17, Leitung
18, Schalterblatt 19, Kontakt 20, Leitung 2i, Motor 13, Leitung 22, Kontakt 23,
Schalterblatt 24, Leitung 25, Kontakt 26, Schalterblatt 27, Leitung 28, Kontakt 29,
Schalterblatt 30, Leitung 31, Kontakt 32,
Schalterblatt 33, Leitung 34, Kontakt 35, Schalterblatt 36, Leitung 37, Schalterblatt 38,
Kontakt 39 und Leitung 40. Die Motoren 12 oder 13 können aus diesem Kreise durch die
Schalter 10 und 11 ausgeschaltet werden, indem
diese entsprechend der Zeichnung nach rechts oder links gelegt werden. Wird beispielsweise
Schalter 10 nach rechts gelegt, so wird Motor 12 ausgeschaltet und der Kreis
durch Schalterblatt38, Kontakt4i, Leitung42,
Kontakt 43 und Schalterblatt 17 geschlossen. Wie schon oben angegeben ist, können die
Generatoren 1, 2, 3 und 4 mittels der Schalter S, 6, 7, 8 mit den Leitungsschienen 9 oder
den Motoren 12 und 13 verbunden werden.
Wird beispielsweise Schalter 5 — die Betriebsweise
der Schalter 6, 7, 8 entspricht der des Schalters 5 — von seiner in der Zeichnung
angegebenen Stellung nach rechts gelegt, so wird der Generator 1 mit den Schienen
9 durch Leitung 44, Schalterblatt 45, Kontakt 46, Leitung 47, Leitung 48, Kontakt
49, Schalterblatt 50 und Leitung 51 verbunden. Der Stromkreis durch die Motoren
bleibt entsprechend der Länge des Kontakt-Segmentes 35 ununterbrochen. Wird Schalter
5 nach links gelegt, so wird der Stromkreis durch die Motoren zwischen Kontakt 35
und Schalterblatt 36 unterbrochen und der Kreis durch den Generator 1, wie folgt, geschlossen:
Leitung 34 und 52, Kontakt 53, Schalterblatt 54, Leitung 44 und 51, Schal
terblatt 50, Kontakt 55, Leitung 56 und 37
und so fort, wie eben beschrieben.
Die Generatoren 1, 2, 3, 4 und die Motoren 12, 13 werden in der dargestellten Anordnung
durch den Generator 57 erregt, der über den Schalter 58 mit den Haupterregungsschienen
59 verbunden ist. Der Erregerstrom wird von diesen Schienen über den Umkehrwiderstand
60 den Generatorenerregungsschienen . 61 und über die Leitung 63 den Motorerregungsschienen
62 zugeführt. Mit Hilfe des Umkehrwiderstandes 60 können die Felder der Generatoren 1, 2, 3 und 4 gleichzeitig
gesteuert sowie auch umgekehrt werden. Die ■einzelne Feldregelung der Generatoren 1,2,
3 und 4 geschieht durch Widerstände 64, die in dem Erregerkreis eines jeden Generators
liegen. Desgleichen können die Felder der Motoren 12 und 13 mit Hilfe der Umkehrwiderstände
65 gesteuert oder umgekehrt werden. Erfindungsgemäß braucht nur einer
der Motoren mit einem solchen LTmkehrwiderstand
versehen zu sein; haben beide Motoren derartige Widerstände, so kann jeder
der beiden Motoren als Generator dienen.
Bei zwei Motoren und vier Generatoren, entsprechend der in der Zeichnung angegebenen
Anordnung, erfordert der Betrieb mit 50 °/„ Leistung die größte prozentuale Feld-"
Schwächung, falls beide Motoren zwecks Steigerung ihrer Geschwindigkeit und Belastung
durch Feldschwäöhung derart gesteuert werden, daß sie die volle Leistung der beiden Generatoren
verbrauchen. Wird jedoch bei diesem Belastungszustande das Feld eines der
Motoren umgekehrt, um den betreffenden Motor als Generator laufen zu lassen und die
Spannung der beiden im Stromkreis bleibenden Generatoren zu erhöhen, so kann die Ge-
schwindigkeit der Schraube und die Belastung erhöht werden, ohne das übrigbleibende
Motorfeld zu schwächen. Auf diese Art wird eine Instabilität vermieden, die sonst bei dem Versuch, die Geschwindigkeit
der Schraube durch Schwächung der Felder beider Motoren auf 79,5 °/0 für Halblast zu
erhöhen, auftreten würde. Gemäß der angeführten Schaltanordnung werden beim Versagen
von Generatoren oder bei gewünschter no
niedriger Geschwindigkeit zwei der Generatoren, beispielsweise 1 und 2, ausgeschaltet,
indem die Schalter 5 und 6 in die in der Zeichnung angegebene Stellung gebracht werden,
so daß jetzt nur die Generatoren 3 und 4 Leistung abgeben. Erfindungsgemäß wird das
Feld des Motors 12 oder 13 umgekehrt und so geregelt, daß eine hinreichend hohe Generatorspannung
geliefert wird, um die Schraube mit solcher Geschwindigkeit um- iao
laufen zu lassen, daß diejenige Motorbelastung hervorgerufen wird, die für die
vollständige Belastung der Generatoren 3 und 4 notwendig ist. Auf diese Weise ist es
möglich, ohne die Generatoren 3 und 4 überzuerregen oder sie oberhalb ihrer normalen
Geschwindigkeit laufen zu lassen und ohne die Feldstärke des als Motor laufenden Motors
zu schwächen, die Geschwindigkeit der Schraube auf den gewünschten Wert zu erhöhen,
um die Generatoren voll zu belasten.
ίο Angesichts der obigen Betrachtungen ergibt
sich der Betrieb mit einem oder drei im Stromkreis liegenden Generatoren ohne weiteres.
Es muß jedoch erwähnt werden, daß es bei dem Betrieb mit 25 0/0' Leistung, d.h.
mit einem Generator im Stromkreis, möglich . ist, nur einen der Motoren zu verwenden, und
daß die herkömmliche Art, das Feld für diesen besonderen Zustand zu schwächen, nicht
auf den Motor beschränkt bleibt. Es werden Zustände herrschen, wo dies nicht der Fall
ist, und wo es notwendig sein wird, entsprechend der Erfindung selbst unter 25% Belastung
zu arbeiten.
Es ist selbstverständlich, daß einer der Motoren als Generator arbeiten kann, wenn
seine Ankerverbindungen oder sein Feld, umgekehrt wird, wie zuvor beschrieben wurde,
und daß auch mehr als zwei Motoren zum Schraubenantrieb benutzt werden können; erfindungsgemäß ist es wesentlich, mehr als
einen Motor zu gebrauchen. Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung irgendeiner bestimmten
Anzahl von Generatoren beschränkt, da mehrere in Reihe geschaltete Motoren, die erfindungsgemäß gesteuert werden,
in irgendeiner Anordnung Verwendung finden können, bei der es wünschenswert ist,
eine Vorrichtung mit verschiedenen Geschwindigkeiten anzutreiben und eine Instabilität
des Motorbetriebes zu vermeiden, die sich bei Motoren mit geschwächten Feldern leicht einstellt.
Claims (1)
- Patentanspruch:Elektrischer Antrieb, insbesondere Schiffsschraubenantrieb, wobei zwei in Reihe geschaltete gekuppelte Motoren von mehreren in Reihe geschalteten Stromerzeugern gespeist werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei Abschaltung eines oder mehrerer der Stromerzeuger einer der Motoren als Stromerzeuger geschaltet wird, um die Gesamtgeneratorspannung und Motorgeschwindigkeit zu erhöhen und dadurch die restlichen Stromerzeuger besser auzunutzen und möglichst voll zu belasten.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US523872XA | 1928-10-31 | 1928-10-31 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE523872C true DE523872C (de) | 1931-05-04 |
Family
ID=21977289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEA59509D Expired DE523872C (de) | 1928-10-31 | 1929-11-01 | Elektrischer Antrieb, insbesondere Schiffsschraubenantrieb |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE523872C (de) |
-
1929
- 1929-11-01 DE DEA59509D patent/DE523872C/de not_active Expired
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