DE688883C

DE688883C - Arrangement for reducing mechanical vibration electrical machines

Info

Publication number: DE688883C
Application number: DE1933A0069235
Authority: DE
Inventors: Erich Nagel
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1933-04-14
Filing date: 1933-04-14
Publication date: 1940-03-05

Description

Anordnung zur Verringerung mechanischer Schwingungen bei mehrwelligen Schiffsschraubenantrieben mit elektrischen Maschinen Bei Schiffsantrieben mit zwei oder mehreren Antriebswellen treten während des Umlaufens der Wellen häufig äußerst störende mechanische Schwingungen auf. Um sie zu vermeiden, ist es bekannt, die Antriebswellen nach Einstellung der günstigsten relativen Winkellage zueinander durch mechanische oder elektrodynamische Verkettung von Hand oder selbsttätig miteinander zu kuppeln.Arrangement for reducing mechanical vibrations with multi-shaft Propeller drives with electrical machines For ship drives with two or multiple drive shafts are extremely frequent during rotation of the shafts disturbing mechanical vibrations. To avoid them, it is known that Drive shafts after setting the most favorable relative angular position to one another by mechanical or electrodynamic interlinking by hand or automatically to couple.

So ist es bekannt, den Synchronismus der Schraubenwellen durch ein Ausgleichsgetriebe herzustellen, dessen Planetenrad als Regelorgan durch seinen Einfluß auf die Brennstoffzufuhr einwirkt, wenn zwischen den Wellen Drehzahlabweichungen eintreten.So it is known to synchronize the screw shafts by a Manufacture differential gear, the planetary gear as a control element by his Influence on the fuel supply when there are speed deviations between the shafts enter.

Außerdem ist ein Fernmeldesystem mit zwei asynchron laufenden Wellen bekannt, deren Gleichlauf durch eine Vorrichtung selbsttätig aufrechterhalten wird. Bei einer Abweichung von der gewünschten relativen Winkellage der beiden Wellen zueinander nimmt die Vorrichtung während des Gleichlaufes der Wellen selbsttätig eine Verstellung von Polteilung zu Polteilung vor.In addition, there is a telecommunications system with two asynchronously running shafts known whose synchronization is automatically maintained by a device. In the event of a deviation from the desired relative angular position of the two shafts the device automatically picks up each other during the synchronism of the shafts an adjustment from pole pitch to pole pitch.

E s ist weiterhin bekannt, die Antriebswellen eines Schiffsantriebes mit Synchronisiergeneratoren großer Polzahl zu kuppeln und diese Hilfsmaschinen parallel zu schalten. Die Einstellung der gewünschten Relativstellung der Antriebswellen erfolgt bei dieser bekannten Anordnung vor dem Synchronisieren der Wellen. Ferner ist ein einwelliger elektrischer Schiffsantrieb mit zwei parallel geschalteten Drehstromgeneratoren bekannt. Um die Drehzahl der Generatoren konstant zu halten, sind sie mit um einen geringen Winkel drehbaren Ständern versehen.It is also known, the drive shafts of a ship's propulsion system to couple with synchronizing generators with a large number of poles and these auxiliary machines to connect in parallel. The setting of the desired relative position of the drive shafts takes place in this known arrangement before the shafts are synchronized. Further is a single-shaft electric ship propulsion system with two three-phase generators connected in parallel known. In order to keep the speed of the generators constant, they are with around one provided with a small angle rotatable stand.

Außerdem ist eine Einrichtung für Walzenantriebe mit synchron laufenden Antriebsmotoren bekannt. Damit die Läufer der Motoren bei starken Belastungsstößen sich allmählich von ihrem asynchronen Lauf entfernen können, ist in die Ausgleichsleitung der Motoren ein Drehstromasynschronmotor eingeschaltet, dessen Läufer bis zu einer bestimmten Ausgleichsleistung durch eine Bremse festgehalten wird. Übersteigt die Ausgleichsleistung einen gewissen Wert, so wird die Bremsung überwunden und der Läufer verstellt.In addition, there is a device for roller drives with synchronously running Drive motors known. So that the rotors of the motors in case of strong load surges can gradually move away from its asynchronous run is in the equalization line of the motors switched on a three-phase asynchronous motor, its rotor up to one certain compensation is held by a brake. Exceeds the Compensating power has a certain value, the braking is overcome and the Runner misaligned.

Es ist ferner bekannt, die Drehzahl der Gleichstrommotoren für Papiermaschinenantriebe durch Drehung ihres Ständergehäuses mittels eines mit entsprechender Drehzahl laufenden Hilfsmotors zu ändern. Zur Erzielung des Gleichlaufes der Motoren sind die dreiphasig angezapften Gleichstromanker über eine Ausgleichsleitung miteinander verbunden. Außerdem ist es bekannt, die Drehzahl der W echselstrommotoren eines Papiermaschinenantriebes durch Verdrehung des Ständergehäuses mit Hilfe eines Hilfsmotors zu regeln.It is also known, the speed of the DC motors for paper machine drives by rotating your stator housing by means of a with the corresponding speed ongoing Change auxiliary engine. The motors are three-phase in order to achieve synchronization of the motors tapped direct current armature connected to one another via a compensating line. It is also known that the speed of the AC motors of a paper machine drive to be controlled by rotating the stator housing with the aid of an auxiliary motor.

Diese bekannten Einrichtungen, soweit sie sich auf elektrische Schiffsantriebe beziehen, sind auf Grund der Annahme entwickelt worden, daß die günstigste relative Phasenlage der Schraubenwellen zueinander, d. h. die, bei der die Schwingungen während des Betriebes ihren Mindestwert erreichen bzw. vollkommen beseitigt werden, auf Grund von Betriebserfahrungen oder Schwingungsberechnungen festgestellt werden kann. Die praktische Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß eine Feststellung der Lage des Schwingungsmindestwertes auf diesem Wege nicht möglich ist, außerdem die günstigste gegenseitige Phasenlage der umlaufenden Schraubenwellen währen des Betriebes nicht immer konstant ist, sondern allgemein eine Funktion von Veränderlichen, z. B. der Belastung oder des Seeganges. Durch eine Synchronisierung der Wellen läßt sich daher eine vollkommene Beseitigung der mechanischen Schwingungen nicht erreichen.These known devices, as far as they relate to electric ship propulsion have been developed on the assumption that the most favorable relative Phasing of the screw shafts to one another, d. H. the one where the vibrations during of the operation reach their minimum value or be completely eliminated Can be determined on the basis of operating experience or vibration calculations. However, practical experience has shown that a determination of the location of the The minimum vibration value is not possible in this way, and it is also the cheapest mutual phase position of the rotating screw shafts during operation is always constant, but generally a function of variables, e.g. B. the Load or swell. A synchronization of the waves can therefore do not achieve a complete elimination of the mechanical vibrations.

Die Nachteile der bekannten Einrichtungen werden erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß während des Gleichlaufes der Schraubenwellen ihre relative Winkellage zueinander um einen beliebigen Winkel innerhalb jeder Polteilung verstellt werden kann, damit der bestmögliche Schwingungsausgleich erreicht wird. Unter »innerhalb jeder Polteilung« ist nicht nur ein Bruchteil einer Polteilung zu verstehen, sondern auch Mehrfache größer als ganze Zahlen.According to the invention, the disadvantages of the known devices are thereby eliminated eliminates the fact that their relative angular position during synchronism of the screw shafts can be adjusted to each other by any angle within each pole pitch can, so that the best possible vibration compensation is achieved. Under »within every pole pitch «is not only to be understood as a fraction of a pole pitch, but rather also multiples greater than whole numbers.

Wird der Gleichlauf der Antriebswellen mittels Synchronisiergeneratoren erzielt, dann wird das drehbar gelagerte Ständergehäuse mindestens eines der synchron laufenden Generatoren bis zum bestmöglichen Schwingungsausgleich gedreht. Hat man einen Schiffsantrieb mit einem oder mehreren 1Vlehrphasengeneratoren und mehreren parallel geschalteten Synchronschraubenmotoren, dann wird man das drehbar gelagerte Ständergehäuse mindestens eines der Motoren bis zum bestmöglichen Schwingungsausgleich drehen. Bei Schiffsantrieben mittels Gleichstrommotoren, deren Gleichlauf durch Zusammenschalten der dreiphasig angezapften Motoranker erzielt wird, wird man einen in der Ausgleichsleitung liegenden Drehregler bis zum bestmöglichen Schwingungsausgleich verstellen. Bei der letzteren Anordnung kann man an Stelle der elektrischen Mittel zur Winkelverstellung ein mechanisches Getriebe verwenden, durch das die relative Winkellage der Antriebswellen bis zum bestmöglichen Schwingungsausgleich verstellt wird.The synchronization of the drive shafts is achieved by means of synchronizing generators achieved, then the rotatably mounted stator housing is at least one of the synchronous running generators rotated to the best possible vibration compensation. One has a ship propulsion system with one or more teaching phase generators and several synchronous screw motors connected in parallel, then one becomes the rotatable Stator housing at least one of the motors up to the best possible vibration compensation turn. For ship propulsion by means of direct current motors, their synchronization by Interconnecting the three-phase tapped motor armature is achieved, one becomes one rotary control located in the compensation line to the best possible vibration compensation adjust. In the latter arrangement one can instead of the electrical means Use a mechanical gear to adjust the angle through which the relative Angular position of the drive shafts adjusted to the best possible vibration compensation will.

Die Erfindung ermöglicht es, die trotz des Gleichlaufes der Schraubenwellen in einer bestimmten relativen Winkellage zueinander noch verbliebenen mechanischen Schiffsschwingungen nachträglich vollkommen oder zumindest annähernd zu beseitigen. Dadurch ergibt sich der weitere Vorteil, einen Teil der Kammern der Schiffe, die sonst infolge der höchst unangenehmen Schwingungen unbenutzbar waren; ihrem Verwendungszweck wieder zuzuführen.The invention makes it possible, in spite of the synchronism of the screw shafts in a certain relative angular position to each other still remaining mechanical Completely or at least approximately eliminate ship vibrations afterwards. This gives the further advantage of being part of the chambers of the ships that otherwise they were unusable as a result of the most unpleasant vibrations; their intended use to feed again.

Die Erfindung hat den weiteren Vorteil, daß während des Betriebes eine Einstellung der Relativstellungen der Wellen zueinander in Abhängigkeit von der gemessenen oder angezeigten Größe der mechanischen Schwingungen sowie die Verwendung von Maschinengrößen zum Vergleich der Wellenstellungen miteinander möglich ist.The invention has the further advantage that during operation an adjustment of the relative positions of the shafts to one another as a function of the measured or displayed magnitude of the mechanical vibrations and the use of machine sizes to compare the shaft positions with each other is possible.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.The invention is illustrated in the drawing, for example.

In Abb. i ist ein elektrischer Schiffsantrieb mit zwei parallel geschalteten Synchrongeneratoren 3 und q. veranschaulicht, die von je einer Kraftmaschine i bzw. a, beispielsweise Dieselmaschinen, angetrieben werden pnd zwei synchrone Schraubenmotoren 5 und 6 speisen. In diesem Ausführungsbeispiel besitzt der Schraubenmotor 6 ein verdrehbares Gehäuse.In Fig. I is an electric ship propulsion system with two parallel-connected Synchronous generators 3 and q. illustrates that each of a prime mover i resp. a, for example diesel engines, are driven pnd two synchronous screw motors 5 and 6 dine. In this embodiment, the screw motor 6 has a rotatable housing.

Es können natürlich außer dem Schraubenmotor 6 auch der Schraubenmotor 5 und unter Umständen auch die Generatoren 3 und q. verdrehbare Gehäuse besitzen. Wesentlich ist, daß die synchron laufenden Teile nachträglich relativ zueinander verdreht werden können.In addition to the screw motor 6, the screw motor can of course also be used 5 and possibly also the generators 3 and q. have rotatable housing. It is essential that the synchronously running parts are subsequently relative to one another can be twisted.

Zweckmäßig wird man die Maschinengehäuse nur um einen zwischen zwei Symmetrieachsen liegenden Winkel verstellbar machen, so daß als Zuleitung zum Gehäuse bewegliche Kabel verwendet werden können.The machine housing is expediently only moved by one between two Make symmetry axes lying angle adjustable, so that as a supply line to the housing Movable cables can be used.

In Abb. a ist ein Schiffsschraubenantrieb mit Gleichstromgeneratoren 3', q.' veranschaulicht.In Fig. A is a propeller drive with direct current generators 3 ', q.' illustrated.

Bei einem derartigen Antrieb wird die nachträgliche, und zwar stetige relative Verdrehung der beiden synchron laufenden Teile dadurch erzielt; daß die Anker der Gleichstrommotoren 5' und 6' mit Anzapfungen versehen sind, die über Schleifringe 7 und 8 mit den Wicklungen 9 und io eines Drehreglers i i verbunden sind und dieser Drehregler entsprechend verstellt wird.In the case of such a drive, the subsequent, namely constant relative rotation of the two synchronously running parts achieved thereby; that the Armature of the DC motors 5 'and 6' are provided with taps, which are via slip rings 7 and 8 are connected to the windings 9 and io of a rotary control i i and this The rotary control is adjusted accordingly.

Die nachträgliche relative Verdrehung der synchron laufender. Teile kann auch noch durch andere Mittel erzielt werden. Beispiels- -u-eise können die zu synchronisierenden oder mittelbar zur Synchronisierung dienenden Wellen über Differentialgetriebe geführt werden, von denen ein Teil eine relative Verstellung der Wellen untereinander ermöglicht.The subsequent relative rotation of the synchronously running. Parts can also be achieved by other means. Example -u-iron can be the waves to be synchronized or indirectly used for synchronization be guided via differential gears, some of which are relative adjustment of the waves among each other.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement to reduce mechanical vibrations in the case of multi-shaft propeller drives with electrical machines that drive the propeller shafts keep in synchronism and in a certain relative angular position to each other, thereby characterized in that their relative angular position during the synchronism of the screw shafts can be adjusted to each other by any angle within each pole pitch can, so that the best possible vibration compensation is achieved.

2. Arrangement according to Claim i for drives in which the synchronization of the drive shafts by means of synchronizing generators is achieved, characterized in that the rotatably mounted stator housing at least one of the synchronously running generators up to the best possible vibration compensation is rotated.

3. Arrangement according to claim i and 2 for electric ship propulsion with one or more multiphase generators and several connected in parallel Synchronous screw motors, characterized in that the rotatably mounted stator housing at least one of the motors rotated to the best possible vibration compensation will. q ..

Arrangement according to claim i for electric ship propulsion by means of direct current motors, their synchronization is achieved by interconnecting the three-phase tapped motor armature is, characterized in that a rotary control located in the compensating line is adjusted until the best possible oscillation compensation.

5. Arrangement according to claim d, characterized in that a instead of the electrical angle adjustment mechanical transmission is used, through which the relative angular position of the drive shafts is adjusted until the best possible oscillation compensation.