DE695807C - Arrangement to facilitate synchronizing eledes or the synchronous screw drive motors serve several synchronous generators - Google Patents

Arrangement to facilitate synchronizing eledes or the synchronous screw drive motors serve several synchronous generators

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DE695807C
DE695807C DE1933A0071768 DEA0071768D DE695807C DE 695807 C DE695807 C DE 695807C DE 1933A0071768 DE1933A0071768 DE 1933A0071768 DE A0071768 D DEA0071768 D DE A0071768D DE 695807 C DE695807 C DE 695807C
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Description

Bei Schiffen mit Diesel-bzw. turboelektrischem Antrieb, die bei den verschiedenen Geschwindigkeitsstufen veränderliche Antriebsleistung benötigen, ist es meist zweckmäßig, die Maschinenanlage so zu unterteilen, daß mehrere Generatorgruppen auf einen Schiffsschraubenmotor arbeiten, um durch Abschalten oder Zuschalten einzelner solcher Generatoren eine wirtschaftliche Regelung zu erhalten.For ships with diesel or. turbo-electric drive that works at the various speed levels If you need variable drive power, it is usually expedient to use the machine system to be subdivided so that several generator groups work on one propeller engine, in order to achieve an economical one by switching off or switching on individual such generators Get scheme.

Bei derartig unterteilten elektrischen Schiffsantrieben für Wechselstrom schaltet man vorteilhaft die einzelnen Wechselstromgeneratoren zu oder ab, indem man das ganze Sammelschienensystem durch Wegnahme der Erregung spannungslos macht, dann die Schaltmanöver vornimmt und wieder erregt, wodurch die verschiedenen Stromerzeuger und der Motor synchronisiert werden. Dasselbe ist der Fall, wenn je Motor nur ein Generator vorhanden ist. In diesem Falle speist beispielsweise ein Generator beide Motoren, wobei dann der zweite Generator leer läuft. Bei solchen Anlagen wird vorteilhaft die gleiche Schaltung vorgenommen.With such subdivided electric ship propulsion systems for alternating current, it is advantageous to switch the individual alternators on or off by connecting the whole busbar system de-energizes by removing the excitation, then undertakes the switching maneuver and re-energizes, whereby the various The generator and the engine are synchronized. The same is the case if there is only one generator per engine. In In this case, for example, one generator feeds both motors, with the second generator then runs empty. The same circuit is advantageously used in such systems.

Die Regelung der Stromerzeugerantriebsma-The regulation of the generator drive

«5 schinen (Dampfturbinen oder Dieselmotoren) ist bei derartigen Schiffsantrieben zweckmäßigerweise zusammengefaßt, so daß entweder die Regler der Stromerzeugerantriebsmaschinen jeder Schraubenwelle oder bei synchronisierten Schraubenwellen, d. h. Wellen, die im spiegelbildlich winkelgleichen Gleichlauf erhalten werden, die Regler der der Stromerzeugerantriebsmaschinen der ganzen Schiffsanlage gemeinsam verstellt werden.«5 machines (steam turbines or diesel engines) expediently summarized in such ship propulsion, so that either the Regulator of the generator propulsion machines of each screw shaft or with synchronized ones Screw shafts, d. H. Shafts that are obtained in mirror-inverted, angular synchronism, the controllers of the power generator propulsion engines of the entire ship system in common adjusted.

Bei derartigen Schiffsantrieben stellt sich nun folgender Nachteil heraus: Bei den einzelnen Manövern, bei denen die Anlage immer spannungslos gemacht wird und die Stromerzeuger dadurch entlastet werden, sinkt die Drehzahl des Schiffsschraubenmotors auf die Schleppdrehzahl der Schraube, bei der vom Wasser kein wesentliches Moment auf die Schraube ausgeübt wird. Die Drehzahl der Stromerzeugerantriebsmaschinen steigt bei der Entlastung um den entsprechenden Ungleichförmigkeitsgrad der Steuerung. Dieses Auseinanderlaufen der Drehzahl von Motor und Generatoren ist besonders bei Synchronmaschinen unangenehm, da mit größerer Drehzahldifferenz die synchronisierenden Kräfte abnehmen und dadurch das Synchronisieren nach Wiedererregung erschwert oder in Frage gestellt wird.The following disadvantage now turns out to be the case with such ship propulsion systems: With the individual Maneuvers in which the system is always de-energized and the power generator are thereby relieved, the speed of the propeller engine drops to the towing speed of the screw, in which no significant moment is exerted on the screw by the water will. The speed of the power generator drive machines increases when the load is removed by the corresponding degree of irregularity of the control. This divergence in speed of motor and generators is particularly uncomfortable with synchronous machines, because with larger speed difference, the synchronizing forces decrease and thereby the synchronization becomes difficult or questioned after re-excitation.

Man hat nun bereits zum Zweck der Beschleunigung des Synchronisierens von parallel zuOne has now for the purpose of accelerating the synchronization from parallel to

schaltenden Synchronmaschinen in Landanlagen die Aufgabe gelöst, die zunächst ohne elektrische Kupplung laufenden Generatoren in ihrer Drehzahl an eine durch die Frequenz des Netzes oder anderer Generatoren gegebene Drehzahl anzfipassen. Beim Schiffsantrieb liegt aber ein Netz mit einer festen Frequenz nicht vor.Switching synchronous machines in land systems solved the problem, initially without electrical Coupling running generators in their speed to adapt to a speed given by the frequency of the network or other generators. In the case of ship propulsion, however, there is no network with a fixed frequency.

Ferner ist es bekanntgeworden, beim Umsteuern elektrischer Schiffsantriebe die Generatordrehzahl möglichst weit herabzusetzen, um so durch Anpassen der Generatorfrequenz an die der Schraubendrehzahl entsprechende Frequenz das Einlaufen der Motoren in den normalen Schlupf bzw. das Intrittfallen zu erleichtern. Schließlich hatte man auch bereits herausgefunden, daß es zweckmäßig ist, wenn die Abhängigkeit der Generatordrehzahl von der Motoren drehzahl bei einer bestimmten, für das Anfahrmoment des Motors günstigsten niedrigen Drehzahl aufgehoben wird. Demgegenüber wird gemäß der Erfindung nicht nur beim Umsteuern, sondern auch dann die Drehzahl der Generatoren in Einklang mit der Schraubenmotorendrehzahl gebracht, wenn zum Verändern der Fahrgeschwindigkeit in bekannter Weise durch Spannungslosmachen der gesamten Anlage einzelne Generatoren oder Generatorengruppen zu- bzw. abgeschaltet werden. Für diesen Betriebsfall hatte man bisher lediglich angegeben, die Regler sämtlicher Gene-0 ratorantriebsmaschinen auf gleiche Leerlauf drehzahl einzustellen. Nach der Erfindung wird nun . in Anlagen mit Synchronmaschinen das Synchronisieren der Motoren und Generatoren dadurch wesentlich erleichtert und beschleunigt, daß, abweichend vom Bekannten, die Generatordrehzahl durch einen von der Schraubendrehzahl abhängigen Impuls an die jeweils vorhandene Schraubendrehzahl angepaßt wird.It has also become known, when reversing electrical ship propulsion systems, the generator speed reduce as much as possible, so by adapting the generator frequency to that of the Screw speed corresponding frequency the running-in of the motors in the normal slip or to make it easier for people to step in. After all, it had already been found out It is useful if the dependence of the generator speed on the engine speed at a certain low speed that is most favorable for the starting torque of the motor is canceled. In contrast, according to the invention, not only when reversing, but also then the speed of the generators brought into line with the screw motor speed, if to change the driving speed in a known manner by de-energizing the individual generators or generator groups can be switched on or off throughout the entire system. For this type of operation one had previously only specified the controllers of all Gene-0 Set rator drive machines to the same idling speed. According to the invention is now . Synchronization of the motors and generators in systems with synchronous machines It is much easier and faster that, unlike what is known, the generator speed by an impulse depending on the screw speed to the respectively existing one Screw speed is adjusted.

Die Erfindung stellt also eine Art elastischer Nebenkupplung zwischen den Generatoren einerseits und den Schraubenmotoren andererseits dar, die eingreift, sobald die starre elektrische Kupplung nicht wirksam ist. Wenn man nun die Drehzahl der Generatoren in abgeschaltetem Ί5 Zustand der jeweiligen Drehzahl des. Motors anpaßt, so geht die Drehzahl des Schraubenmotors nach dem Abschalten auf die Schleppdrehzahl, die der jeweiligen Schiffsgeschwindigkeit entspricht, herunter. Entsprechend wird die Drehzahl der Generatoren bei genügender Dauer der Trennung mit auf diese Schleppdrehzahl des Motors heruntergeregelt. Nach dem Wiedereinschalten wird dann das gesamte Netz wieder auf die gewünschte Frequenz gebracht. Fig. ι zeigt -schematisch eine beispielsweise Ausführung der Erfindung, und zwar für eine Anlage mit zwei Synchrongeneratoren und einem Synchronmotor, der für asynchronen Anlauf geeignet ist. α stellt den Motor dar, der die Schiffsschraube b antreibt. Der Motor wird durch zwei Generatoren C1 und c2 gespeist, die durch Turbinen äx und d2 angetrieben werden. Die gesamte Steuerung wird hier beispielsweise mit Drucköl bewirkt; diese beruht im Prinzip ..darauf, daß das Steueröl über ein zum Anstellen : ifes richtigen Öldruckes dienendes Drosselventil e ■•den Steuerorganen zugeführt und hinter diesem ■,.^Drosselventil durch eine von dem Regelimpuls gesteuerte Ablauföffnung f in seinem Druck verändert wird. Durch ein Zentralölsystem I, unter dessen Einfluß die Regelventile ^1 und g2 der Turbinen C1 und c2 stehen und dessen Druck von einer Zentralstelle aus verstellt werden kann, wird die Belastung der Turbinen eingestellt. Die Fliehkraftregler Ji1 und Ji2 sind als Leistungsregler ausgeschaltet, sie wirken lediglich als Grenzdrehzahlregler. Damit die Drehzahl, bei der die Fliehkraftregler eingreifen, immer um ein bestimmtes, einstellbares Maß über der veränderlichen, jeweiligen Motorendrehzahl liegt, werden die Regelbüchsen I1 bzw. I2 der Fliehkraftregler durch ein Besonderes Ölsystem II, das unter dem Einfluß eines Drehzahlreglers m der Motorwelle steht, gesteuert. Hierdurch soll berücksichtigt werden, daß infolge der Ungleichförmigkeit des Drehzahlreglers die Leerlauf drehzahl über derjenigen Drehzahl liegt, die sich bei gleicher Stellung der Verstellorgane des Drehzahlreglers unter Belastung ergibt.The invention thus represents a type of elastic secondary coupling between the generators on the one hand and the screw motors on the other hand, which engages as soon as the rigid electrical coupling is ineffective. If you now adjust the speed of the generators in the switched-off state to the respective speed of the motor, the speed of the screw motor after switching off goes down to the towing speed, which corresponds to the respective ship speed. Correspondingly, the speed of the generators is also regulated down to this drag speed of the motor if the separation time is sufficient. After switching on again, the entire network is brought back to the desired frequency. Fig. Ι shows schematically an exemplary embodiment of the invention, specifically for a system with two synchronous generators and a synchronous motor which is suitable for asynchronous start-up. α represents the motor that drives the propeller b. The motor is fed by two generators C 1 and c 2 , which are driven by turbines a x and d 2 . The entire control is effected here, for example, with pressurized oil; this is based ..darauf in principle, that the control oil over a for pitching: supplied to the control members ifes correct oil pressure serving throttle valve e ■ • and behind this, ■ ^ throttle valve f by a controlled by the control pulse flow opening is changed in pressure.. The load on the turbines is adjusted by a central oil system I, under whose influence the control valves ^ 1 and g 2 of the turbines C 1 and c 2 are and whose pressure can be adjusted from a central point. The centrifugal governors Ji 1 and Ji 2 are switched off as power regulators, they only act as limit speed regulators. Thus, the speed at which engage the governor, is always at a specific, adjustable degree to the variable, each engine speed, the control cans are passed through a special oil system II, the m I 1 and I 2, the governor under the influence of a speed controller of the Motor shaft is at a standstill, controlled. This is to take into account that due to the irregularity of the speed controller, the idle speed is above that speed that results with the same position of the adjusting elements of the speed controller under load.

Die auf den Schraubenmotor geschalteten Generatoren haben durch die elektrische Kupplung immer eine relativ gleiche Drehzahl, d. h. eine Drehzahl, die in festem Verhältnis steht zu derjenigen des Motors. Die Reglerbüchsen I1, I2 werden so eingestellt, daß bei gleicher Drehzahl von Motor und Generator der Fliehkraftregler A1 bzw. Ji2 nicht zur Wirkung kommt. Wird die elektrische Kupplung zwischen Motor und Generatoren aufgehoben, so sind die Turbinen bestrebt, entsprechend der Stellung der Regelventile ^1 bzw. g2 ihre Drehzahl bis zur Leerlaufdrehzahl zu erhöhen. Da jeder Motordrehzahl ein bestimmter Öldruck im Zentralölsystem II entspricht, entspricht auch jeder Motordrehzahl eine bestimmte Stellung der Reglerbüchsen I1 bzw. I2 der Antriebsmaschinen. Die Leerlaufdrehzahl kann sich demnach nur um ein bestimmtes einstellbares Maß über die Motordrehzahl erheben.The generators connected to the screw motor always have a relatively constant speed due to the electrical coupling, ie a speed that is in a fixed ratio to that of the motor. The regulator sleeves I 1 , I 2 are set so that the centrifugal governor A 1 or Ji 2 does not come into effect at the same speed of the motor and generator. If the electrical coupling between the motor and the generators is canceled, the turbines endeavor to increase their speed to idle speed according to the position of the control valves ^ 1 or g 2. Since every engine speed corresponds to a certain oil pressure in the central oil system II, every engine speed also corresponds to a certain position of the regulator bushes I 1 or I 2 of the prime mover. The idling speed can therefore only rise above the engine speed by a certain adjustable amount.

In Fig. 2 ist beispielsweise eine Ausführung no der Erfindung schematisch "dargestellt, bei der die Abhängigkeit der Regelung der Antriebsmaschinen von der Motordrehzahl auf elektrischem Wege hergestellt wird, α ist wieder der Motor, b die Schiffsschraube, und C1 und c2 sind die Generatoren, die von den Turbinen dx und d2 angetrieben werden. Sowohl auf der Motorwelle als auch auf den Wellen der Generatoren sitzen Tachometerdynamomaschinen n, die bei Drehsahlabweichungen zwischen Motor- und Generatordrehzahl bzw. bei einer bestimmten Größe dieser Abweichung über Relais 0 die MotorenIn Fig. 2, for example, an embodiment of the invention is shown schematically "in which the dependence of the control of the prime movers on the engine speed is established electrically, α is again the engine, b is the propeller, and C 1 and c 2 are the Generators that are driven by the turbines d x and d 2. Both on the motor shaft and on the shafts of the generators are tachometer dynamo machines n, which in the event of deviations in the speed of the motor and generator, or in the event of a certain size of this deviation, the motors via relay 0

der Drehzählverstellvorrichtungen der Generatorantriebsmaschinen so beeinflussen, daß die Drehzahldifferenz zwischen Motor und Generator ausgeglichen bzw. auf ein bestimmtes Maß zurückgeführt wird.of the rotary counting adjustment devices of the generator drive machines influence so that the speed difference between motor and generator is balanced or reduced to a certain level will.

Es kann zweckmäßig sein, die Drehzahl der leer laufenden oder durch Abschalten der Erregung entlasteten Generatoren auf eine um ein bestimmtes einstellbares Maß unter der derIt may be useful to increase the speed of the idling or by switching off the excitation relieved generators to a certain adjustable amount below that of the

to Motordrehzahl entsprechenden Leerlauf drehzahl durch die erfmdungsgemäße Steuerung einstellen zu lassen, damit sie beim Wiederbelasten bereits auf der niedrigeren Drehzahl sind, die der sich langsam erniedrigenden Drehzahl des Propeller-idle speed corresponding to engine speed to be adjusted by the control according to the invention so that they are already loaded when the load is reloaded are at the lower speed, which corresponds to the slowly decreasing speed of the propeller

ig motors entspricht. ig motors corresponds.

Kommt Polumschaltung des Motors in Frage, so muß gleichzeitig mit der Polumschaltung auch die Steuerungseinrichtung zur Beeinflussung der Generatordrehzahl entsprechend übersetzt werden. If pole-changing of the motor comes into question, the pole-changing must also be carried out at the same time the control device for influencing the generator speed can be translated accordingly.

Beim Umsteuern des Motors, das bei Drehstrombetrieb durch Vertauschen zweier Phasen am Motor erfolgt, sollen die Generatoren nicht bis auf die Drehzahl Null im Augenblick der Drehrichtungsumkehr der Schiffsschraube heruntergezogen, sondern auf einer bestimmten Mindestdrehzahl festgehalten werden, um günstige Verhältnisse für das Anzugsmoment des Motors zu schaffen. In weiterer Ausbildung der ο Erfindung wird daher die Abhängigkeit der Generatordrehzahl von der Motordrehzahl bei einer bestimmten einstellbaren Drehzahl aufgehoben, ;bei der die Verhältnisse bezüglich des Anzugsimomentes für den Schiffsschraubenmotor beim Umsteuern besonders günstig sind.When reversing the motor, in three-phase operation by swapping two phases takes place on the engine, the generators should not go down to zero speed at the moment of Direction of rotation reversal of the propeller pulled down, but on a specific one Minimum speed must be kept in order to achieve favorable conditions for the tightening torque of the Engine to create. In a further development of the ο invention, the dependency of the generator speed is therefore canceled by the engine speed at a certain adjustable speed,; at which the ratios with regard to the starting torque are particularly favorable for the propeller engine when reversing.

Claims (2)

Patentansprüche: :Patent claims:: 1. Anordnung zum Erleichtern des Synchronisierens elektrischer Schiffsantriebe, bei denen zur Speisung des oder der synchronen Schraubenantriebsmotoren mehrere Synchrongeneratoren dienen, die entsprechend1. Arrangement to facilitate the synchronization of electrical ship propulsion systems, at those for feeding the synchronous screw drive motor (s) several synchronous generators serve that accordingly • der jeweiligen Fahrstufe nach Entregen der . gesamten Anlage spannungslos zu- bzw. abgeschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Generatorgruppe oder -gruppen, die durch die Abschaltung oder Fortnahme der Erregung nicht mehr elektrisch mit dem Schiffsschraubenmotor gekuppelt sind, während dieser Zeit durch einen besonderen, von der jeweiligen Drehzahl des Schiffsschraubenmotors abhängigen Impuls derart beeinflußt wird, daß sie innerhalb bestimmter Grenzen den Drehzahländerungen des Schiffsschraubenmotors folgt.• the respective speed level after de-energizing the. The entire system is switched on or off without voltage are, characterized in that the speed of the generator group or groups caused by the shutdown or Resumption of excitation no longer electrically coupled with the propeller engine are, during this time by a special, dependent on the respective speed of the propeller engine Impulse is influenced in such a way that it changes the speed within certain limits of the propeller engine follows. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abhängigkeit der Drehzahl der Generatorgruppen von der Motordrehzahl bei einer bestimmten, für das Anfahrmoment des Motors günstigen niedrigsten Drehzahl aufgehoben wird.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the dependence of the Speed of the generator groups from the engine speed at a certain, for the Starting torque of the motor favorable lowest speed is canceled. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
DE1933A0071768 1933-11-09 1933-11-09 Arrangement to facilitate synchronizing eledes or the synchronous screw drive motors serve several synchronous generators Expired DE695807C (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1006060B (en) * 1952-09-19 1957-04-11 Siemens Ag Electric ship system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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