DE566015C

DE566015C - Device for the electric reversing drive of guns, swivel mechanisms for armored towers and. Like. Using Leonard circuit

Info

Publication number: DE566015C
Application number: DES95351D
Authority: DE
Inventors: Paul Margraf
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1929-12-04
Filing date: 1929-12-04
Publication date: 1932-12-08

Description

Einrichtung zum elektrischen Umkehrantrieb von Geschützen, Schwenkwerken für Panzertürme u. dgl. mittels Leonardschaltung Wenn die Aufgabe vorliegt, Schwenkwerke für Panzertürme, Richtanlagen von Geschützen und andere drehbare Gegenstände durch einen Motor mit sehr großem Regelbereich anzutreiben und dabei die Drehgeschwindigkeit zeitweise weitgehend zu verkleinern, so verwendet man meist die bekannte Leonardschaltung und trifft dabei besondere Maßnahmen zur Beseitigung oder Verringerung der Remanenzspannung in den Steuergeneratoren. In bezug auf Wirkungsgrad, Raumbedarf, Gewicht und Preis stellen aber derartige Steuergeneratoren keine einwandfreie Lösung der angegebenen Aufgabe dar. Überdies ist es mittels solcher remanenzlosen Steuergeneratoren kaum möglich, bei schwankender Belastung des Schwenkwerkmotors sehr kleine Drehzahlen von annähernd gleichbleibender Größe zu erzielen, da derartige Maschinen bei sehr niedriger Betriebspannung infolge ihrer geringen Feldstärke Hauptstromcharakteristik haben und ihre Drehzahlen deshalb stark von der Belastung abhängig sind.Device for the electric reversing drive of guns and slewing gears for armored turrets and the like by means of a Leonard circuit for armored turrets, gun alignment systems and other rotating objects to drive a motor with a very large control range and thereby the rotational speed to be reduced to a large extent at times, the well-known Leonard circuit is usually used and takes special measures to eliminate or reduce the residual voltage in the control generators. In terms of efficiency, space requirements, weight and price but such control generators do not provide a perfect solution to the specified Task. Moreover, it is hardly possible with such remanent control generators possible, with fluctuating load on the slewing motor, very low speeds of approximately the same size to achieve, as such machines at very low operating voltage due to their low field strength main current characteristic and their speeds are therefore heavily dependent on the load.

Die Erfindung bezweckt, einen Umkehrantrieb mit Leonardschaltung zu schaffen, der von den erwähnten Nachteilen völlig frei ist und mit einfachen und wenig kostspieligen Mitteln, d. h. vor allem mit Steuergeneratoren normaler Bauart, sämtlichen Anforderungen zu genügen vermag. Dieser Zweck wird mit zwei einzeln oder gemeinsam angetriebenen, gegeneinandergeschalteten Steuergeneratoren gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der anzutreibende Motor mit für gleiche Leistung und Spannung gebauten Generatoren .in Reihe geschaltet ist, deren Felderregungen unabhängig voneinander geregelt werden können. Ihre Ankerspannungen heben sich auf, wenn der anzutreibende Motor stillsteht, während bei Aberregung des einen oder anderen Steuergenerators allein und Wiedererregung im entgegengesetzten Sinne, so daß die Generatorspannungen sich addieren, an den Klemmen des anzutreibenden Motors eine wachsende Spannung auftritt, die @ eine Beschleunigung dieses Motors im einen oder anderen Drehsinne zur Folge hat; bei Vollerregung beider Generatoren wird dann die höchste Geschwindigkeit erreicht.The aim of the invention is to provide a reverse drive with a Leonard circuit create that is completely free of the disadvantages mentioned and with simple and inexpensive means, d. H. especially with control generators of normal design, able to meet all requirements. This purpose is single or with two jointly driven, counter-connected control generators according to the invention achieved in that the motor to be driven with for the same power and voltage built generators .is connected in series, the field excitations of which are independent of each other can be regulated. Your armature voltages cancel each other out when the one to be driven The engine stops, while one or the other control generator is de-energized alone and re-excitation in the opposite sense, so that the generator voltages add up, an increasing voltage at the terminals of the motor to be driven occurs, the @ an acceleration of this motor in one or the other sense of rotation entails; when both generators are fully excited, the highest speed is achieved achieved.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem beide Steuergeneratoren gemeinsam antreibenden Motor ist in der Zeichnung dargestellt. In dem Schaltbild bedeutet A, B, C den Leonardumformer, und zwar ist der Antriebsmotor A ein Gleichstromnebenscblußmotor, während mit B und C zwei gleichartige, als normale Gleichstrommaschinen mit Kornpoundwicklung und Fremderregung ausgeführte Steuergeneratoren bezeichnet sind. D ist der von den Steuergeneratoren gespeiste Schwenkwerkmotor (Gleichstromnebenschlußmotor), der ebenfalls fremderregt ist. Zu den Steuergeneratoren B und C gehört je ein Reversiererregerstromregler I bzw. II; zweckmäßig sind beide Regler in einem Apparat vereinigt. Die Steuergeneratoren B und C sind mit dem Schwenkwerkmotor D in Reihe geschaltet. In Ruhestellung des Schwenkwerkmotors sind die Generatoren B und C vollerregt, und zwar so, daß ihre Ankerspannungen sich gegenseitig aufheben. Die Erregerstromregler 1 und II sind dann ganz eingeschaltet. Der Schwenkwerkmotor Dsteht still. Um ihn in Betrieb zu setzen, muß einer der beiden Steuergeneratoren entregt werden. Der Schwenk,verkmotor D wird dann je nach der beabsichtigten Drehrichtung mit der positiven oder negativen Differenzspannung von B und C betrieben. je kleiner diese Differenzspannung ist, desto kleiner ist die Drehzahl des Schwenkmotors. Da bei sehr niedrigen Drehzahlen des Schwenkmotors die beiden Steuergeneratoren nahezu vollerregt sind, also auch nahezu volle Ankerspannung haben, macht sich in diesem Falle >überhaupt keine Remanenzspannung geltend. Die kleinste Drehzahl des Schwenkwerkmotors ist also nur von der dem Motor aufgedrückten Spannung abhängig, während die Remanenz der Maschine schädliche Einflüsse nicht ausüben kann.An embodiment of the invention with a motor driving both control generators together is shown in the drawing. In the circuit diagram, A, B, C denote the Leonard converter, namely the drive motor A is a direct current secondary motor, while B and C denote two similar control generators designed as normal direct current machines with cornpound windings and separate excitation. D is the swing motor (DC shunt motor) fed by the control generators, which is also separately excited. The control generators B and C each include a reversing exciter current regulator I and II; Both regulators are expediently combined in one apparatus. The control generators B and C are connected in series with the swing motor D. When the slewing motor is in the rest position, the generators B and C are fully excited in such a way that their armature voltages cancel each other out. The excitation current regulators 1 and II are then fully switched on. The swing motor D stands still. To put it into operation, one of the two control generators must be de-energized. The pivoting, verkmotor D is then operated with the positive or negative differential voltage of B and C depending on the intended direction of rotation. the smaller this differential voltage, the lower the speed of the swivel motor. Since, at very low speeds of the swivel motor, the two control generators are almost fully excited, i.e. also have almost full armature voltage, in this case> no remanence voltage at all applies. The lowest speed of the slewing gear motor is therefore only dependent on the voltage applied to the motor, while the remanence of the machine cannot exert harmful influences.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel haben die Steuergeneratoren bei sehr kleinen Schwenkmotordrehzahlen praktisch Nebenschlußcharakteristik. Die bei Belastungschwankungen auftretenden veränderlichen Spannungsabfälle lassen sich durch die Kompoundierung völlig ausgleichen. Da die beiden Steuergeneratoren von einem Gleichstromnebenschlußmotor gemeinsam angetrieben werden, so ist sowohl der Einfluß etwaiger Netzspannungschwankungen als auch der Einfluß der Erwärmung der Maschinen ausgeschaltet; denn die Erregungen aller Maschinen liegen am gleichen Netz, und die Felder der Steuergeneratoren sind bei den kleinsten Geschwindigkeiten des Schwenkwerkmotors D, mit welchen erfahrungsgemäß am meisten gefahren wird, stets fast vollerregt, die zugehörigen Wicklungen also gleichmäßig warm, ganz gleich, nach welcher Richtung gefahren wird.In the embodiment described, the control generators practically shunt characteristic at very low slewing motor speeds. the Variable voltage drops that occur in the event of load fluctuations Completely compensate for this by compounding. Since the two control generators of a DC shunt motor are driven together, so is both the Influence of any mains voltage fluctuations as well as the influence of the heating of the Machines switched off; because the excitations of all machines are the same Network, and the fields of the control generators are at the lowest speeds of the swing motor D, which experience has shown to be used the most, always almost full of rain, so the associated windings are evenly warm, no matter what, which direction is being driven.

Um z. B. mit dem Schwenkwerkmotor D in einer bestimmten Richtung zu fahren, wird der vollerregte Steuergenerator B durch den Regler I aberregt, bis er spannungslos geworden ist, während der Generator C vollerregt bleibt. Der Schwenkwerkmotor hat jetzt etwa halbe Drehzahl. Der Generator B wird nun zwar eine kleine Remanenzspannung aufweisen, die je nach der Stärke der voraufgegangenen Magnetisierung verschiedene Werte haben kann. Diese Remanenzspannung kann aber die verhältnismäßig hohe Drehzahl des Schwenkwerkmotors nur ganz unwesentlich beeinflussen; außerdem kommt es bei Leonardantrieben mit großem Regelbereich meist auch nur bei den sehr kleinen Geschwindigkeiten auf die genaue Einhaltung der Drehzahl des betriebenen Motors an.To z. B. with the swing motor D in a certain direction drive, the fully excited control generator B is de-excited by the controller I until it has become de-energized while generator C remains fully excited. The slewing motor now has about half the speed. The generator B now becomes a small remanent voltage have, which are different depending on the strength of the previous magnetization Can have values. This remanent voltage can, however, be the relatively high speed affect the swing motor only insignificantly; besides, it comes with Leonard drives with a large control range usually only at very low speeds on the exact adherence to the speed of the operated motor.

Zur weiteren Drehzahlerhöhung des Schwenkwerkmotors D wird sodann der Steuergenerator B im entgegengesetzten Sinne erregt, so daß sich die Spannung des Generators B nun zur Spannung des Generators C addiert. Bei voller Erregung des Generators B erreicht der Schwenkwerkmotor D@ seine höchste Geschwindigkeit. Um den Motor D wieder stillzusetzen, wird der GeneratorB zunächst bis auf Null aberregt. Dadurch wird die Summenspannung der beiden Generatoren B und C auf den halben Wert herabgesetzt. Dann wird Generator B wieder im ursprünglichen Sinne auferregt, so daß seine Spannung gegen die Spannung des Generators C gerichtet ist. Infolgedessen wird bei Vollerregung des Generators B die Summenspannung beider Generatoren Null, und der Schwenkwerkmotor kommt zum Stillstand. Zwecks Fahrt des Schwenkwerkmotors D, in entgegengesetzter Drehrichtung wird Generator C zunächst aberregt und dann in entgegengesetztem Sinne bis zur vollen Nennspannung auferregt. Um nun den Motor D stillzusetzen, wird jetzt Generator C wieder aberregt und dann im ursprünglichen Sinne wieder bis zur Vollspannung auferregt, d. h. bis die Spannungen von GeneratorB und C sich wieder aufheben.To further increase the speed of the swing motor D, the control generator B is then excited in the opposite direction, so that the voltage of the generator B is now added to the voltage of the generator C. When the generator B is fully excited, the swing motor D @ reaches its highest speed. In order to shut down the motor D again, the generator B is initially de-energized to zero. This reduces the total voltage of the two generators B and C to half the value. Then generator B is excited again in the original sense, so that its voltage is directed against the voltage of generator C. As a result, when generator B is fully excited, the total voltage of both generators becomes zero and the slewing motor comes to a standstill. For the purpose of driving the slewing gear motor D in the opposite direction of rotation, generator C is initially de-excited and then excited in the opposite direction up to full nominal voltage. In order to shut down motor D, generator C is de-excited again and then again excited to full voltage in the original sense, ie until the voltages of generator B and C cancel each other out again.

Anstatt die . beiden Steuergeneratoren miteinander und mit einem gemeinsamen Steuermotor zu kuppeln, könnte man -auch zwei getrennte, aus je einem Steuermotor und Steuergenerator bestehende Aggregate verwenden. Auch könnte der Antrieb der Steuergeneratoren statt durch Elektromotoren auch auf andere Weise, z. B. durch Dampfturbinen, bewirkt werden.Instead of the. two control generators with each other and with a common Coupling the control motor could also be two separate ones, each consisting of a control motor and control generator use existing units. The drive could also be the Control generators instead of electric motors also in other ways, e.g. B. by Steam turbines.

Aus dem Schaltbild ist auch die Kompoundierung der Generatoren B und C zu ersehen (Wicklungen b1 und cl). Diese deckt bei gleichsinniger Ankerspannung der Generatoren B und C, also bei der größten Geschwindigkeit des Schwenkwerkmotors D, die gesamten Spannungsabfälle im Leonardkreis. Wenn der eine der beiden Generatoren für Gegenspannung erregt ist, wirkt auf diesen die Kompoundierung nicht mehr spannungserhöhend, sondern es tritt dann eine Gegenkompoundierung auf. Dies ist aber gerade erwünscht, da infolgedessen die Drehzahl des Schwenkwerkmotors D, bei sehr kleinen Geschwindigkeiten, also bei entgegengesetzter Ankerspannung der Steuergeneratoren, praktisch konstant ist. Die Kompoundierung stimmt daher, einmal richtig eingestellt, sowohl für die niedrigste als auch für die höchste Drehzahl des Schwenkverkmotors D, da die Steuergeneratoren B und C in beiden Fällen vollerregt sind, also ihren Nebenschlußcharakter beibehalten, während sogenannte remanenzlose Generatoren nur bei der höchsten Geschwindigkeit des Schwenkwerkmotors Nebenschlußcbarakter, bei sehr niedriger Geschwindigkeit dagegen überwiegend Hauptstromeharakter haben, so daß eine genaue Kompoundierung damit überhaupt nicht möglich ist.The circuit diagram also shows the compounding of the generators B and C can be seen (windings b1 and cl). This covers with armature voltage in the same direction of the generators B and C, i.e. at the highest speed of the swing motor D, the total voltage drops in the Leonard circuit. If the one of the two generators is excited for counter-voltage, the compounding no longer has a voltage-increasing effect on it, instead, a counter-compounding then occurs on. But this is just desirable because, as a result, the speed of the swing motor D, at very low speeds, i.e. with opposite armature voltage of the control generators, is practically constant. The compounding is therefore correct, once correctly set, for both the lowest and the highest speed of the swivel motor D, since the control generators B and C are fully excited in both cases, so theirs Retained shunt character, while so-called remanent generators only at the highest speed of the swing motor shunted, at very low speed, on the other hand, have predominantly mainstream character, see above that an exact compounding is not possible with it at all.

Bei der beschriebenen Einrichtung hat der aus drei Gleichstrommaschinen bestehende Leonardumformer noch den weiteren wichtigen Vorteil, daß doppelte Reserve vorhanden ist. Zunächst kann bei Ausfall eines Steuergenerators noch mit dem anderen gefahren werden, allerdings nur in gewöhnlicher Leonardschaltung und mit halber Geschwindigkeit. Aber auch bei Ausfall des Steuermotors kann einer der beiden Steuergeneratoren als Antriebsmotor des Leonaxdumformers verwendet werden. Für diese Reserveschaltungen sind gewisse Umschaltmöglichkeiten der Apparate erforderlich, die von vornherein vorgesehen werden können, ohne daß die Schaltung dadurch unübersichtlich oder verwickelt würde. Da die für diese Umschaltungen erforderlichen Vorkehrungen sehr leicht zu treffen sind, brauchen sie hier nicht weiter beschrieben zu werden.In the device described, it has three DC machines existing Leonard converters still have the further important advantage that double reserve is available. First, if one control generator fails, the other can still be used be driven, but only in the usual Leonard circuit and with half Speed. But even if the control motor fails, one of the two control generators can be used as the drive motor of the Leonax converter. For these reserve circuits Certain switching options of the apparatus are required from the outset can be provided without making the circuit cluttered or complicated would. Because the precautions required for these switchovers are very easy to do they do not need to be further described here.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for the electric reversing drive of Guns, swivel mechanisms for armored turrets and the like by means of a Leonard circuit which is the motor to be driven with two counter-connected control generators is connected in series, characterized in that the two control generators built for the same power and voltage and their field excitations independent are controllable from each other, so that their armature voltages when the motor is at a standstill cancel each other and when operating in one direction of rotation one generator as Constant voltage machine, the other works as an auxiliary machine, while the in the other direction of rotation the roles of the two control generators are reversed.

2. Control device according to claim i, characterized in that for driving the two Control generators a common DC shunt motor is used and the Control this engine and the control generators provided facilities such are switchable that in the event of failure. the drive motor of one of the control generators can take its place.