DE688162C - Einrichtung zur Steuerung der Phasenverschiebung beriodenmessgeraetes - Google Patents

Einrichtung zur Steuerung der Phasenverschiebung beriodenmessgeraetes

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DE688162C
DE688162C DE1938S0134080 DES0134080D DE688162C DE 688162 C DE688162 C DE 688162C DE 1938S0134080 DE1938S0134080 DE 1938S0134080 DE S0134080 D DES0134080 D DE S0134080D DE 688162 C DE688162 C DE 688162C
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DE1938S0134080
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Dr Phil Hermann Hort
Dipl-Ing Wilhelm Lehmann
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Siemens APP und Maschinen GmbH
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Siemens APP und Maschinen GmbH
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/08Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw
    • G05D1/0875Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted to water vehicles

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  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Description

  • Einrichtung zur Steuerung der Phasenverschiebung bei Schiffsstabilisierungsanlagen mit Hilfe eines Periodenmeßgerätes Zusatz zum Patent 645 658 Im Hauptpatent wird dargelegt, daß für eine wirkungsvolle Bekämpfung der Schiffs= schwingungen mittels im Takte der Schiffsschwingungen sich bewegender Dämpfungsmassen eine Steuerung der Phasenverschiebung zwischen der Bewegung derDämpfungsrnassen und den Schiffsschwingungen erforderlich ist. Diese Phasenverschiebung darf nicht konstant sein. Sie soll bei Resonanzerregung, d. h. wenn die Wellenperiode mit der Eigenschwingungsperiode des Schiffes zusammenfällt, etwa cgo° betragen; bei schnelleren erzwungenen Schwingungen (Wellenperiode kleiner als die Eigenschwingungsperiode des Schiffes) muß diese Phasenverschiebung verkleinert, bei den langsameren erzwungenen Schwingungen vergrößert werden. Um die Phasenverschiebung richtig einstellen zu können, sind daher bei Schiffsstabilisierungsanlagen Meßgeräte erforderlich, die die Periodenlänge der Schiffsschwingungen zu messen gestatten. Nach den Anzeigen eines solchen Meßgerätes kann alsdann die günstigste Phasenverschiebung eingestellt werden, oder es werden durch das Periodenmeßgerät Steuerimpulse ausgelöst, die eine selbsttätige Einstellung der richtigen Phasenverschiebung zur Folge haben.
  • Periodenmeßgeräte zur Durchführung dieses Verfahrens sind im Hauptpatent sowie in den beiden ersten -Zusatzpatenten 657471 und 68z 232 beschrieben. Das Patent 682:232 betrifft ein Periodenmeßgerät mit Zeitrelais, bei dem zwei Zeitrelais wechselseitig während der halben Schwingungsperiode des Schiffes angeregt werden und mit ihren Kontakten auf ein drittes Zeitrelais arbeiten, das ein Anzeigeorgan für die Periodenlänge oder ein Steuerorgan für die Phasenverschiebung betätigt, wobei die Verzögerungszeiten der Relais so bemessen sind, daß beim Überschreiten oder Unterschreiten eines bestimmten Wertes der Periodenlänge das Anzeige- bzw. Steuer-Organ umgeschaltet wird. Eine solche Anordnung ist vorteilhaft, wenn nur zwei oder drei Steuerstufen bestehen. In der ersten Steuerstufe wird bei Schwingungen im Resonanzgebiet und für schnellere Schwingungen die Phasenverschiebung von go° eingestellt, während oberhalb eines bestimmten Wertes der Periodenlänge eine größere Phasenverschiebung eingestellt wird, bzw. bei drei Steuerungsstufen wird für die schnellen Schwingungen eine unterhalb go° liegende Phasenverschiebung, für die Schwingungen im Resonanzgebiet go° und für die langsamen Schwingungen eine oberhalb go° liegende Phasenverschiebung eingestellt. Der günstigste Wert der Phasenverschiebung ändert sich jedoch stetig mit der sich ändernden Wellenperiode. Erstrebenswert ist daher eine feinstufige, womöglich sogar stetige Regelung der Phasenverschiebung, um je nach dem Verhältnis der Wellenperiode zur Eigenschwingungsperiode des Schiffes die Anlage mit dem günstigsten Wert der Phasenverschiebung betreiben zu können. Eine Regelung in mehreren Stufen ist mit der durch das Patent 68z 232 bekannten Meßanordnung zwar auch möglich, indem so viele Zeitrelaisanordnungen wie Stufen gewünscht werden, mit verschiedenen Verzögerungszeiten in Parallelschaltung vorgesehen werden. Eine solche Anordnung würde jedoch viel Platz beanspruchen und wäre sehr unübersichtlich und umständlich in der Wartung. Sie wäre praktisch nicht aus: führbar; sofern eine größere Anzahl von Steuerungsstufen in Frage kommt.
  • Gegenstand der Erfindung ist ein Periodenmeßgerät, das in vorteilhafter Weise eine feinstufige, fast stetige Regelung der Phasenverschiebung ermöglicht. Bei diesem neuen Meßgerät werden ebenfalls Zeitrelais benutzt, und zwar besteht das Wesentliche in der Verwendung einer Relaislette. Unter einer Relaiskette versteht man bekanntlich eine Reihe hinsichtlich des Ansprechens der Kontakte hintereinandergeschalteter Relais, von denen jedes einzelne eine bestimmte Verzögerungszeit hat; nach Einschalten der Relaiskette sprechen die einzelnen Relais jeweils nach Ablauf der Verzögerungszeit des vorhergehenden Relais an, bis das Ausschalten erfolgt. Enthält die Relaiskette z. B. 2o Relais und beträgt .die Verzögerungszeit für das einzelne Relais o, a Sekunden, so kann mit dieser Kette ein Zeitraum von o bis q. Sekunden in Abstufungen von je o,2, Sekunden beherrscht werden.
  • Beim erfindungsgemäßen Meßgerät wird in einem bestimmten Zeitpunkt einer halben oder vollen Schwingungsperiode des Schiffes eine derartige Relaiskette eingeschaltet, deren zeitlich nacheinander ansprechende Kontakte zugeordnete Lamellen eines Kollektors an Spannung legen und dabei gleichzeitig das Umschalterelais eines Nachlaüfmotors betätigen, der einen den Kollektor abtastenden Schleifkontakt so weit bewegt; wie Lamellen unter Spannung liegen, und der bei dem nach einer halben oder vollen Schwingungsperiode folgenden Ausschaltzeitpunkt der Relaiskette den Schleifkontakt in umgekehrter Richtung langsam zurückbewegt, bis durch den sich anschließenden Einschaltvorgang der Relaiskette der Motor wieder in die andere Richtung umgeschaltet wird.
  • Angenommen, diePeriodenlängederSchiffseigenschwingung betrage r4 Sekunden, und die Relaiskette werde während jeder Halbperiode ein- und ausgeschaltet. Beträgt die Verzögerungszeit für ein einzelnes Relais der Relaiskette 0,2 Sekunden, dann sind also 35 Relais erforderlich, um Periodenlängen bis zur Resönanzschwingungszeit von 14 Sekunden (entsprechend 7 Sekunden Schwingungszeit für die halbe Periode) zu messen. Es sollen jedoch auch die langsamen Schiffs-Schwingungen oberhalb der Eigenschwingungszeit durch das Steuergerät erfaßt werden, z. B: bis zur Schwingungszeit von zBSekunden, entsprechend g Sekunden Schwingungszeit für die halbe Periode. Ist diese Periodenlänge der Schiffsschwingung erreicht, so wird die Schiffsstabiliserungsanlage entweder abgeschaltet oder es erfolgt bei weiterhin eingeschalteter Schiffsstabilisierung keine Vergrößerung der Phasenverschiebung mehr. Urn bis zu einer Schwingungszeit von i8 Sekunden die Phasenverschiebung richtig einstellen zu können, ist eine Kette mit 45 Relais erforderlich. Diese Zahl kann jedoch wesentlich verringert werden, wenn man bedenkt. daß die Schiffsstabilisierung nur für einen gewissen Bereich der Abweichungen vom Resonanzfall der Schiffsschwingungen in Frage kommt. Es kann z. B. zweckmäßig sein, die Schiffsstabilisierungsanlage nur dann in Betrieb zu nehmen, wenn die Periode der erzwungenen Schiffsschwingungen um -I- 30 0/-0 von der Eigenschwingungsperiode abweicht. Innerhalb dieses Bereiches wird die Phasenverschiebung zwischen den Dämpfungsmassen und den Schiffsschwingungen auf den günstigsten Wert eingesteuert, während beim Erreichen der Grenzperiodenlängen die Anlage entweder völlig abgeschaltet oder mit der zuletzt eingesteuerten Phasenverschiebung weiterbetrieben wird. Bei der angenommenen halben Eigenschwingungszeit von 7 Sekunden wäre also eine Steuerung der Phasenverschiebung zwischen den Halbschwingungszeiten von 5 und 9 Sekunden erforderlich. Es genügt somit, durch die Relaiskette den Zeitraum von o bis 4 Sekunden messen zu können, wozu mit der Verzögerungszeit von o,2 Sekunden 2o Relais erforderlich sind. Gemäß weiterer Erfindung erfolgt daher das Einschalten der Relaiskette über ein Zeitrelais (Vorrelais), dessen Verzögerungszeit gleich der kürzesten noch in Betracht kommenden halben oder vollen Schwingungsperiode gewählt ist. Für das genannte Beispiel müßte die Verzögerungszeit dieses Vorrelais also 5 Sekunden betragen, wenn jeweils während einer halben Schwingungsperiode des Schiffes ein- und ausgeschaltet wird. Im letzteren Falle sind ferner zwei solche Vorrelais erforderlich, welche wechselseitig, z. B. wenn das Schiff nach Steuerbord oder nach Backbord durch die Nullage schwingt (unter Zugrundelegung einer Schlingerdämpfungsanlage), eingeschaltet bzw. abgeschaltet werden. In Reihe zu diesen Vorrelais ist die Relaiskette geschaltet, von deren einzelnen Relais sich immer so viele hinter das gerade wirkende Vorrelais schalten, bis das nachfolgende Kommando des durch Null schlingernden Schiffes erfolgt, worauf das eben wirksam gewesene Vorrelais und sämtliche abgefallenen bzw. angezogenen Relais der Kette wieder in ihre Nullstellung zurückkehren und das andere Vorrelais zu arbeiten beginnt.
  • In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel des neuen Periodenmeßgerätes mit Kettenrelais und Vorrelais gezeichnet. Es ist dabei angenommen worden, daß das Ein- und Ausschalten der Relaiskette während jeder Halbperiode des Schwingungsvorganges und beim Durchgang des Schiffes durch seine Mittellage erfolgt. Für die Beschreibung der Wirkungsweise sei ferner angenommen, daß das Gerät zur Steuerung der Phasenverschiebung einer Schlingerdämpfungsanlage bestimmt ist. In der Figur sind sämtliche Relaiskontakte in der Stellung bei Stromlosigkeit gezeichnet. Arbeitskontakte sind durch ein weißes, Ruhekontakte sind. durch ein schwarzes Dreieck an ihrem Kontakthebel gekennzeichnet. Ruhekontakte sind bekanntlich dann geschlossen, wenn die zugehörigen Spulen stromlos sind, und geöffnet bei stromdurchflossener Spule; bei den Arbeitskontakten sind diese Verhältnisse gerade umgekehrt.
  • Die Kommandos für das Ein- und Ausschalten der Relaiskette erfolgen durch einen Wechselkontakt, der aus dem Hebel i und den beiden Gegenkontakten 2 und 3 besteht. Der Hebel i kann z. B. ein Pendel darstellen, das sich in der Nullage des Schiffes zwischen den Kontakten befindet und jedesmal, wenn das Schiff nach Steuerbord oder nach Backbord durch die Nullage hindurchschlingert, an den Gegenflächen 2 bzw. 3 Kontakt macht. Es wird alsdann das Vorrelais 4 bzw. 5 erregt, zu dem der Federsatz 6 bzw. 7 gehört. Die Ruhekontakte 6 und 7 haben Abfallverzögerung und liegen im Stromkreis des Relais 8, das durch (Offnen und Schließen der Kontakte io, 20, 30, 4o die Relaiskette ein- und ausschaltet. Das Relais 8 arbeitet ohne Verzögerung.
  • Es sei zunächst angenommen, daß der Relaiskettenschalter nur den Kontakt i o enthielte. Die Resonanzschwingungszeit des Schiffes betrage 7 Sekunden, und es sollen Schwingungszeiten zwischen 5 und 9 Sekunden gemessen werden. Die Vorrelais'4 und 5 haben deshalb eine Abfallverzögerung von je 5 Sekunden. Um die Zeit von 5 bis 9 Sekunden messen zu können, ist eine Kette von 2o Verzögerungsrelais erforderlich, deren Verzögerungszeiten je o,2 Sekunden betragen und die nach Abfallen des Kontaktes 6 bzw. 7 und unmittelbar darauffolgendem Öffnen des Arbeitskontaktes io nacheinander zum Ansprechen kommen, bis die ganze Kette durch Schließen des Schalters io wieder abgeschaltet ist.
  • Der Einfachheit halber sind in der Figur nur vier Kettenrelais 1i, 21, 31, 41 eingezeichnet. Man kann mechanisch wirkendeRelais mit Einstellung der Verzögerungszeit durch Uhrwerk verwenden oder irgendeine andere bekannte Zeitrelaiskonstruktion. Als besonders geeignet für den vorliegenden Fall haben sich sogenannte Kupfermantelrelais erwiesen, bei denen ein verzögerterAbfall durch das Aufsetzen eines Kupfermantels auf den Relaiskern erfolgt. Dieser Kupfermantel ist in der Figur schematisch dargestellt und mit 12, 22, 32, 42 bezeichnet. Die Wirkung der Zeitverzögerung ist im wesentlichen dadurch zu erklären, daß das Relais einen Transformator mit kurzgeschlossener Sekundärwicklung darstellt. Nachdem der Stromkreis der Spule (z. B. i i) unterbrochen ist, verschwindet das magnetische Feld, wobei im Kupfermantel ein Strom erzeugt wird, der wiederum im Relaiskern ein magnetisches Feld zur Folge hat usf. Die Folge davon ist, daß das resultierende Kraftfeld langsam abklingt und erst nach einer gewissen Verzögerungs- i zeit den Kontakt 14 zum Abfallen bringt. Diese zeitverzögernde Wirküog kann durch Parallelschalten eines Kondensators 13, 23, 33-43 zur Erregerwicklung verstärkt werden. Zu den einzelnen Relais derRelaiskette gehört i je einArbeitskontakt 14, 24, 34, 44, mit denen je ein Ruhekontakt 15, 25, 35, 45 mechanisch verbunden ist; die Wirkungsweise und Bedeutung dieser Ruhekontakte wird später erörtert: Jedes Relais der Kette hat eine Abfallzeit von o,2 Sekunden. Die einzelnen Relaisspulen sind parallel zueinander an das Netz 9; an dem z. B. eine Gleichspannung- von 24 V liegt, angeschlossen; aber in dem Stromkreis einer jeden Spule liegt der Verzögerungskontakt der vorhergehenden Spule; im Stromkreis der Spule i i des ersten Relais liegt der Hauptschalter io für die ganze Kette: Die Relaiskette ist so lange in Betrieb, wie der Schalter io sich in seiner Offenstellung befindet. Sobald durch den Schalter io der durch die Spule i i fließende Strom unterbrochen wird, ist der Kontakt 14 bestrebt; abzufallen. Er kann jedoch erst nach der durch die elektrischen und mechanischen Abmessungen des Relais bedingten Verzögerungszeit, die in diesem Falle 6,a Sekunden beträgt, abfallen. Sobald der Kontakt 14 abgefallen ist, ist die Spule 21 des folgenden Relais vom Netz 9 abgeschaltet. Wegen der Verzögerungswirkung fällt jedoch der zugehörige Kontakt 24 auch erst o,2 Sekunden nach erfolgtem Abfall des Kontaktes 14 ab usf. Es fallen so viele Relais ab, daß die aufeinanderfolgenden Abfallzeiten gleich der Öffnungszeit des Schalters io sind. Wird der Schalter io wieder geschlossen, so ziehen sämtliche Kontakte 14, 24, 34, 44 wieder 'an, und die Relaiskette ist für eine neue Messung aufnahmebereit.
  • Die so gemessene Zeit wird auf folgende Weise zur Anzeige gebracht bzw. zur Einstellung der Phasenverschiebung benutzt. Mit jedem der Kettenrelaiskontakte ist je ein Ruhekontakt 15, 25, 35, 45 mechanisch verbunden, derart, daß der Ruhekontakt 15 beim Öffnen (d. h. Abfallen) des Relaiskontaktes 14 geschlossen und beim Schließen (d. h. Anziehen) des Relaiskontaktes 14 geöffnet wird. Das gleiche gilt für die Kontakte 24, 34, 44 und 25, 35, 45. Sobald bei geöffnetem Schalter io der Kontakt 14 nach o,2 Sekunden abfäli;, wird also der Kontakt 15 geschlossen; nach weiteren o,2 Sekunden fällt der Kontakt 24 ab und schließt den Kontakt 25 usf. Die Kontakte 15, 25ä 35 und 45 liegen unter Zwi= schenschaltung eines Kollektors 51 parallel am Gleichstromnetz 5ö von z. B. 22o V.- Jeder einzelne Kontakt ist an eine besondere Lamelle des Kollektors 51 geführt, so. daß ebenso viele Lamellen wie Ruhekontakte 15, 25 ... vorhanden sind. An dem Netz 5o liegt ferner ein Nachlaufmotor 52, der über eine Schnecke 53 und ein Schnecketirad 54 einen über die Kollektorlamellen hinweggleitenden Schleifkontakt 55 nachdreht. Dieser Schleifkontakt 55 ist etwas breiter als die Isolierung zwischen zwei Lamellen, damit beim Nachdrehen keine Stromunterbrechung stattfindet. Der durch den Kollektor 51 führende Strom nimmt folgenden Weg: Von dem Pluspol des Netzes 50 über denjenigen der Ruhekontakte 15, 25, . . ., dessen zugehörige Lamelle gerade von den. Schleifkontakt 55 abgetastet wird, weiter vom Schleifkontakt 55 über das Schneckenrad 54 und einen am Schneckenrad anliegenden Schleifkontakt 56 zum Minuspol des Netzes. In der Leitung vom Kollektor zum Minuspol liegt ein Umschaltrelais 57 für den Nachlauf-Motor 52 mit zwei Wechselkontakten 58 und 59 und dem Hilfskontakt 6o. Die Wechselkontakte 58 und 59 liegen im Stromkreis des Motorankers, während der Hilfsschalter 6ö und ein parallel dazu liegender Endlagenschalter_61 im Stromkreis des Motorfeldes 62 liegen: Die Kontakte 58, 59 und 6o werden gemeinsam durch das Relais 57 geschaltet, während der Kontakt 61 unabhängig davon betätigt wird.
  • Es soll nun die Wirkungsweise der ganzen Einrichtung beschrieben werden. In der Nulllage des Schiffes befindet sich der Kontakthebel i in seiner Mittelstellung, und die beiden Vorrelais 4 und 5 sind stromlos. Sobald sich das Schiff nach Steuerbord hinüberneigt, macht der Kontakthebel i mit 2 Kontakt und legt das Vorrelais 4 unter Spannung. Die Abfallverzögerung dieses Relais ist auf 5 Sekunden eingestellt, so däß der zugehörige Kontakt 6 fünf Sekunden nach erfolgtem Nulldurchgang des Schiffes den Stromkreis des Relais 8 unterbricht. Der in Hintereinanderschaltung mit 6 liegende Ruhekontakt 7 bleibt geschlossen, da ja ein Kontakt zwischen i und 3 nicht vorhanden und somit die Spule des Vorrelais 5 stromlos ist. Sobald das Relais 8 stromlos ist, wird der Schalter io geöffnet und dadurch das erste Verzögerungsrelais -i i - der Relaiskette wirksam. Nach der eingestellten Verzögerungszeit von o,2 Sekunden fällt sein Kontakt 14 ab und unterbricht somit den Strom in der Spüle 21 des zweiten Relais. Dessen zugehöriger Kontakt 24 fällt o,2 Sekunden später, also 0,4 Sekunden nach dem Nulldurchgang des Schiffes, ab und hat ein Aufhören des Erregungsstromes durch die Spule 31 des dritten Relais zur Folge usf. Der Reihe nach legen, 'wie oben beschrieben wurde, die mit den Relaiskontakten mechanischverbundenenRuhekontakte 15,25 ... die zugehörigen Lamellen des Kollektors 51 an die Spannung des Netzes 5o. Damit fließt gleichzeitig ein Strom durch das Umschalterelais 57, und zwar so lange, bis der Hauptschalter io geschlossen und damit die Relaiskette abgeschaltet ist. Durch das stromdurchflossene Umschaltrelais 57 werden die Kontakte 58 und 59 nach links gelegt (ebenso der Kontakt 6o, doch das ist zunächst bedeutungslos), wodurch ein Stromfluß durch den Motor in der Richtung des ausgezogen gezeichneten Pfeiles zustande kommt. Die Drehrichtung des Motors ist derart, daß dadurch der Schleifkontakt 55 den aufeinanderfolgend an Spannung gelegten Lamellen des Kollektors nachgedreht wird. Die Drehgeschwindigkeit des Nachlaufmotors muß so groß gewählt werden, daß der Schleifkontakt 55 mindestens ebenso schnell läuft, wie die Kontakte der Relaiskette der Reihe nach ansprechen.
  • Angenommen, die Relais seien bis zum Kontakt 34 abgefallen. Durch den zuletzt abgefallenen Kontakt 34 fließt über den Kollektor der das Umschaltrelais 57 erregende Strom, wodurch der Motor im bisherigen Drehsinne sich weiter zu drehen bestrebt ist. In der Zwischenzeit habe das Schiff seine Schwingungsrichtung jedoch umgekehrt und durchläuft gerade wieder seine Nullage in der Richtung von Steuerbord nach Backbord. Der Kontakt bei 2 wird unterbrochen und der Kontakt bei 3 hergestellt, der jedoch wegen der Abfallverzögerung des Ruhekontaktes 7 noch nicht wirksam ist. Der Kontakt 6 schließt also beim Nulldurchgang des Schiffes den Stromkreis des Relais 8, der Kontakt ro wird sofort geschlossen, und .die Relaiskette ist damit abgeschaltet; die vorher abgefallenen Kontakte 14, 24 und 34 ziehen an. Damit ist auch der Strom durch die gerade wirkende Lamelle des Relais 31 unterbrochen, das Umschaltrelais 57 wird sofort stromlos und legt die Kontakte 58 und 59 nach rechts (außerdem wird der Kontakt 6o geöffnet), wodurch der Motoranker im entgegengesetzten Sinne (strichpunktierter Pfeil) durchflossen wird und seine Bewegungsrichtung umkehrt. In dem Stromkreis für die Rückwärtsdrehung des Motors 52 ist ein Widerstand 63 vorgesehen, der ein träges Ansprechen des Motors auf die rückläufige Drehbewegung bewirkt, so daß der Schleifkontakt 55 nur sehr langsam in Richtung auf seine Nullstellung zurückbewegt wird.
  • Beim Nulldurchgang des Schiffes in Richtung von Steuerbord nach Backbord macht der Kontakthebel r mit 3 Kontakt und setzt dadurch das Vorrelais 5 unter Strom. Dieses hat ebenfalls eine Abfallverzögerung von 5 Sekunden, so daß 5 Sekunden nach erfolgtem Nulldurchgang in der anderen Richtung der Ruhekontakt 7 abfällt, was ein öffnen des Schalters ro durch das Relais 8 (d. h. Einschalten der Relaiskette) zur Folge hat. Die Kontakte der Relaiskette sprechen wieder an, das Umschaltrelais 57 wird umgeschaltet und der Schleifkontakt 55 auf den Kollektor wird wiederum den an Strom gelegten' Lamellen nachgedreht. Das Zurückdrehen des Schleifkontaktes sollte sehr langsam erfolgen, so daß praktisch bei konstant bleibender Schwingungszeit der Motor und damit der Schleifkontakt 55 nur ein wenig um eine bestimmte Stellung, die der gerade vorhandenen Schiffsschwingungszeit entspricht, herumpendelt. Wird die Halbschwingungsdauer kürzer oder länger, so pendelt der Motor in eine darunter bzw. darüber liegende Stellung, die immer der gerade vorhandenen Schwingungszeit des Schiffes entspricht. ' Damit der Motor 52 bei etwaigen Betriebsstörungen oder statischen Schräglagen des Schiffes nicht über seine obere Endstellung hinausläuft, die der zum letzten Relais gehörenden Lamelle entspricht, empfiehlt es sich, an die letzte Lamelle noch eine nicht an das Stromnetz angeschlossene Lamelle oder eine Lamelle aus Isoliermaterial anzufügen. Die Begrenzung der Motorbewegung in der untersten Endstellung, die der zum ersten Relais gehörenden ersten Lamelle entspricht, kann jedoch nicht durch eine derartige tote Lamelle erfolgen, da ja bei stromlosen Lamellen der Motor auf Rückwärtsdrehung eingeschaltet ist. Es ist daher in den Stromkreis des erregenden Feldes 62 ein als Ruhekontakt ausgebildeter Endlagenschalter 61 angeordnet, der bei Erreichung der unteren Endlage durch einen Anschlag geöffnet wird. Damit das Gerät bei dem nachfolgenden Kommando fürVorwärtsdrehen des Motors wieder betriebsbereit ist, wird von dem Umschaltrelais 57 außer den im Ankerstromkreis liegenden Wechselkontakten 58 und 59 noch ein parallel zu dem Endlagenschalter 61 liegender Arbeitskontakt 6o betätigt, der bei Umschalten des Motors auf Vorwärtsdrehen das Feld 62 an Spannung legt, während in der Schaltstellung für Rückwärtsdrehen dieser Kontakt unterbrochen und dafür der Endlagenschalter 61 wirksam ist.
  • Es war oben stillschweigend vorausgesetzt worden; daß beim Schließen des Kontaktes zo (d. h. beim Abschalten der Relaiskette), die Relais 11, 21 usf. sofort ansprechen, also die Kontakte 14, 24 usf. sofort schließen. Eine gewisse Anzugsverzögerung ist jedoch wegen der mechanischen Trägheit unvermeidbar. Bei Verwendung von Kupfermantelrelais wird das Schließen der Kontakte außerdem noch durch die Trägheit des Magnetfeldes verzögert. Die Relais lassen sich zwar so bauen, daß die durch ein einzelnes Relais hervorgerufene Anzugsverzögerung gering ist und das Meßergebnis noch nicht sehr wesentlich becinflußt. Die Relais der Kette sind aber in ihrer Wirkungsweise hintereinandergeschaltet, so daß sich beim Abschalten der ganzen Kette die Anzugsverzögerungen der einzelnen Relais addieren und somit merkliche Fehler hervorrufen- können. Die Anzugsverzögerung für jedes einzelne Relais der Relaiskette betrage z. B. 1/1o Sekunde: Bei Resonanzerregung des - Schiffes soll die halbe Schwingungszeit von 7 Sekunden angezeigt werden. Von dieser Zeitspanne entfallen 5 Sekunden auf das Vorrelais und 2 Sekunden auf die Relaiskette, von der also io Relais nacheinander ansprechen. Wenn beim darauffolgenden Nulldurchgang des Schiffes die Relaiskette abgeschaltet wird (Schließen des Schalters io)so fällt der Kontakt 14 mit Sekunde Verspätung ab; darauf anschließend der Kontakt 24 ebenfalls mit ?/1o Sekunde Verspätung usf., so daß der Kontakt des zuletzt wirksamen Relais, des zehnten Relais also, über dessen zugehörige Lamelle das Umschaltrelais 57 unter Strom steht, mit einer ganzen Sekunde Verspätung anzieht. Es wird also nicht die tatsächliche Halbschwingungszeit von 7 Sekunden, sondern eine Halbschwingungszeit von 8-Sekunden angezeigt. Ein solcher Fehler ist nicht mehr tragbar, und er vergrößert sich sogar noch für die längeren Schwingungszeiten, da ja alsdann entsprechend mehr Relais der Kette ansprechen. Zur Beseitigung dieses Nachteiles erfolgt das Ein- und Ausschalten der Relaiskette über so viele gleichzeitig betätigten Kontakte- io; 2o..., wie Relais in der Kette vorhanden sind, und zwar derart, daß die Relais beim Einschalten nacheinander, beim Ausschalten gleichzeitig ansprechen: Diese weitere Ausbildung des Erfindungsgedankens ist aus der Figur ebenfalls zu erkennen. Der Hauptschalter für das Ein- und Ausschalten der Relaiskette besteht nicht aus einem einzelnen Kontakt, sondern -jedem Relais ist ein besonderer Schaltkontakt zugeordnet; sämtliche Schaltkontakte werden gleichzeitig von dem Schaltrelais 8 betätigt. Zu dem Relais ii gehört der Schaltkontakt i o, zu- dem Relais 21 gehört der Schaltkontakt 2o usf. Da die Darstellung der Figur eine Kette mit vier Zeitrelais enthält, umfaßt die zum Schaltrelais 8 gehörende Kontaktanordnung also vier Kontakte: Man entnimmt der Darstellung der Figur ohne weiteres, daß die Relais der Kette beim Abfallen (Schaltkontakte geöffnet) hintereinandergeschaltet, beim Anziehen (Schaltkontakte geschlossen) dagegen durch die Kontakte 1o, 20, 30,40 parallel geschaltet sind. Beim Einschalten der Relaiskette werden die Kontakte io, 20, 30, 4ö sämtlich gleichzeitig geöffnet; -die Relais werden dadurch zwar gleichzeitig vom Netz 9 ab geschaltet, sie bleiben in ihrer Wirkungsweise aber noch hintereinanderliegend eingeschaltet und fallen erst der Reihe nach ab. Beim Ausschalten der Relaiskette, d. h. beim Schließen der Kontakte 1o, 20, 30, 40, werden alleRelais-gleichzeitig-wirksani, und es ziehen alle Kontakte r4., 2q.. usf. gleichzeitig an, so daß als Fehlet- höchstens die Anzugsverzögerung eines einzelnen Relais auftreten kann.
  • Um-die jeweils gemessene Schwingungszeit anzuzeigen, kann die Welle des Schneckenrades 54 mit einem Zeiger versehen werden, der über einer Skala spielt. Die Einstellung der Phasenverschiebung in Abhängigkeit von der gemessenen Schwingungszeit kann derart erfolgen, daß durch die Welle 64 des Motors 52 oder durch die Schneckenradwelle Kontakte eingeschaltet und damit Kommandos für die Beeinflussung des Phasenreglers gegeben werden: Der Nachlaufmotor 52 kann aber auch so stark ausgeführt werden, daß von seiner Welle 64 aus unmittelbar der Regler für die Einstellung der Phasenverschiebung einer Stabilisierungsanlage eingestellt wird. Der Motor 52 stellt damit unmittelbar die zu der gemessenen Schwingungszeit gehörende günstigste Phasenverschiebung ein.
  • Es empfiehlt sich, die Verzögerungszeiten der Relais einstellbar zu machen, um das Meßgerät an sich ändernde Eigenschwingungszeiten des Schiffes anpassen zu können. Die Einstellung erfolgt zweckmäßig so; daß die Relaiskette immer symmetrisch um die jeweilige Eigenschwingungsdäuer des Schiffes herum arbeitet.

Claims (1)

  1. PATENTANS-PRÜCÜL: i. Einrichtung zur Steuerung der Phä -senverschiebung bei Schiffsstabilisierungsanlagen mit Hilfe eines Periodenmeßgerätes mit Zeitrelais nach Patent 645 658; gekennzeichnet durch die Anwendung einer Relaislette in solcher Anordnung, daß bei ihrer Einschaltung in einem bestimmten Zeitpunkt einer halben oder vollen Schwingungsperiode des Schiffes ihre zeitlich nacheinander ansprechenden Relais zugeordnete Lamellen eines Kollektors an Spannung legen und gleichzeitig das Umschaltrelais eines Nachlaufmötors betätigen, der einen den Kollektor abtastenden Schleifkontakt so weit bewegt, wie Lamellen unter Spannung liegen, und der bei dem nach einer halben oder vollen Schwingungsperiode folgenden Ausschaltzeitpunkt der Relaiskette einen Schleifkaaitakt in umgekehrter Richtung langsam zurückbewegt, bis durch den sich anschließenden Einschaltvorgang der Relaiskette der Motor wieder in die andere Richtung umgeschaltet wird. a. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, däß der Relaiskette ein zu ihrem Einschalten dienendes Zeitrelais (Vorrelais) vorgeschaltet ist, dessen Verzögerungszeitgleich der kürzesten noch in Betracht kommenden Schwingungsperiode gewählt ist. 3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ein- und Ausschalten der Relaiskette so viele gleichzeitig betätigte Kontakte vorgesehen sind, wie Relais in der Kette vorhanden sind, derart, daß die Relaisspulen beim Einschalten der Kette hintereinandergeschaltet, beim Ausschalten parallel geschaltet sind. q.. Einrichtung nach Anspruch i oder a, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungszeiten der Relais einstellbar sind.
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