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Aktivierte Schlingerdämpfungsanlage Soll eine Schlingerdämpfungsanlage
am günstigsten ausgenutzt und die größtmögliche Dämpfungswirküng erreicht werden,
so ist eine bestimmte Phasenverschiebung ö zwischen den Schiffsschwingungen und
der Bewegung der Dämpfungsmassen (Tankflüssigkeit, Wagen, Gewichte) einzuhalten,
deren Wert bekanntlich von dem Verhältnis der Periodendauer des die Schwingungen
anfachenden Seeganges zur Eigenschwingungszeit des Schiffes ist. Im Resonanzfalle,
d. h. bei Übereinstimmung der Wellenperiode mit der- Eigenschwingungsperiode des
Schiffes, wird eine Phasenverschiebung 8 von 9ö° gefordert. Bei zunehmender Periodenlänge,
also den langen erzwungenen Schwingungen, ist 8 zu vergrößern, im Grenzfalle der
statischen Schräglage bis auf 18o°. Umgekehrt ist bei Periodenlängen unterhalb der
Eigenschwingungsperiode 8 zu verkleinern, im (nur theoretisch möglichen) Grenzfalle
der unendlich schnellen Schwingungen bis auf 0°.
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Die Bewegungsrichtung der hin und her gehenden Dämpfungsmassen wird
durch ein periodisch mit den Schiffsschwingungen bewegtes Steuerorgan geregelt,
z. B. bei gebläseaktivierten Schlingertankanlagen ein Drehschieber oder bei
Tanks
mit Pumpenantrieb ein Z erstellpropeller. Um phasenrichtige Bewegung der Tankflüssigkeit
zu erhalten, muß die Steuerkurve ß im Resonanzfalle phasengleich mit der Schlingenvinkelkurve
c, liegen, d. h. wenn das Schiff durch seine Nullage geht, geht auch das Steuerorgan
durch seine Nullage und schaltet die Förderrichtung um. Mit Bezug auf die hochliegende
Schiffsseite hat dieses Umschalten eine Deckabförderung der Tankflüssigkeit zur
Folge. Wird nach dieser Vorschrift gesteuert, dann erreicht nämlich die Tankflüssigkeitsstanddifferenz
zwischen Backbordtank und Steuerbordtank im Augenblick des Nulldurchganges des Schifies
ihr Maximum, und es ist das stabilisierende Tankmoment genau entgegengesetzt dem
erregenden Wellenmoment gerichtet, das hierbei gegenüber der Schiffsschwingung (f
um S = go' in der Phase voreilt. Zwischen der Steuerbewegung ß und der Schlingerbewegung
cf besteht dagegen der Phasenunterschied y = Ü". Bei Schlingern außer Resonanz ist
entsprechend der erforderlichen Änderung des Phasenunterschiedes .S zwischen Tankflüssigkeitsmoment
und Schlingerbewegung auch die Phasenlage des Steuerorgans gegenüber der Schlingerbewegung
zu verändern. Um die obererwähnten Phasenbeziehungen zwischen der Tankflüssigkeit
und den Schiffsschwingungen zu erzielen, muß bei länger werdenden Schwingungen die
Phase des Steuerorgans (Steuerbewegung ß) gegenüber dem Schlingenvinkel cT voreilen,
im Grenzfalle nach bisher vertretener Ansicht entsprechend den allgemeinen Phasenbeziehungen
zwischen Erregerschwingung und Resonatorschwingung um ya = go', während bei kürzer
werdenden Schwingungen die Phase im Grenzfalle bis um @j = go° nacheilen soll.
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Diese Betrachtungen gelten nur für dynamische Verhältnisse. Im praktischen
Schiffsbetrieb treten auch statische Schräglagen auf, entweder allein oder den Schlingerbeweg
ungen überlagert.
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Eine Schiffsstabilisierungsanlage ist nur dann als brauchbar anzusehen,
wenn auch die statischen Fälle mit erfaßt werden und ein automatischer Schräglagenausgleich
vorgesehen ist. Geht das Schiff aus seiner Horizontallage heraus in eine Schräglage,
so soll im gleichen Augenblick ein Gegenkommando der Stabilisierungsanlage ausgelöst
und Tankflüssigkeit zur hochgehenden Schiffsseite, also deckauf, gefördert werden.
Da es üblich ist, der bei Resonanzschlingern erforderlichen phasengleichen Bewegung
zwischen Steuerorgan und Schiffsschwingung die Phasenverschiebung iy = (s' zuzuschreiben,
beträgt somit im Falle einer statischen Schräglage, wenn man auch hier von Phasenbeziehungen
reden will, die Phasenverschiebung ?p = 180'.
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Es sind Steuereinrichtungen für Schiffsstabilisierungsanlagen bekannt,
die als wesentlichen Bestandteil einen sogenannten Phasenwähler enthalten, d. i.
ein Periodenmeßgerät, das entsprechend dem vorliegenden Schwingungszustand (vorwiegend
Resonanzschlingern, lange erzwungene Schwingungen, statische Schräglagen) die Phasenlage
der Steuerkommandos in bezug auf die Schlingerbewegung beeinflußt. Gegenstand der
vorliegenden Erfindung ist eine Steuereinrichtung, die unter Fortfall eines Phasenwählers
die richtige Steuerphase für jeden Schwingungszustand des Schiffes automatisch ermittelt
und einstellt. Hierbei muß nach den obigen Ausführungen die Phasenlage des Umschaltorgans
für die Tankflüssigkeitsbewegung (Drehschieber, Verstellpropeller) von - go' (theoretischer
Grenzfall der unendlich raschen Schwingungen) bis -#- go' (lange Schwingungen) und
weiterhin für den praktisch eintretenden Grenzfall der statischen Schräglagen bis
auf - 18o3 verschoben werden.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Steuerkommando
(3 für die Umschaltung des Steuerorgans aus dem Schlingerwinkel rf und seinen zeitlichen
Ableitungen c@ und %' nach der Formel ß=ko- ki-@h k`.@ @1,3-@7 gebildet wird (k0,
k1, h., h3 = Konstanten), wobei k1 und k, in einem derartigen Verhältnis
gewählt sind, daß sich die auf ff und #7 zurückzuführenden Steuerkomponenten im
Resonanzfalle praktisch aufheben. Auf diese Weise werden im stetigen Übergang alle
dynamischen und statischen Fälle der Schiffskrängungen durch ein einheitliches Steuergesetz
erfaßt und die Steuerkommandos mit einem einzigen Steuergerät gewonnen. Es werden
auch die Deckaufkommandos bei statischen Schräglagen richtig ermittelt, ohne daß
ein Umschalten auf verschiedene Steuereinrichtungen oder Kommandogeber erforderlich
ist, desgleichen werden überlagerte Schräglaben in richtiger «'eise berücksichtigt.
Die gleichzeitige und richtige Bekämpfung der reinen und überlagerten Schräglagen
ist im wesentlichen auf die Heranziehung des Schlingerwinkels c[ als Steuerkomponente
in der angegebenen neuen Steuervorschrift zurückzuführen.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird Bezug genommen auf die
Figuren der Zeichnung. Es zeigen Fig. i bis 5 Diagramme zur Entwicklung des Erfindungsgedankens
und zur Begründung der neuen Steuervorschrift; Fig. 6 und i sind Schaltungsschemata
von zwei Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung.
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In Fig.1 sind die Schwingungsverhältnisse eines Schiffes ohne Schlingerdämpfung
im Resonanzzustand dargestellt, wobei also die erregende Wellenfrequenz mit der
Schiffseigenfrequenz übereinstimmt. Es ist auszugehen von dem Wellenmoment @LI""
dessen Verlauf für die vorliegenden Betrachtungen sinusförmig angenommen
werden
kann. Nach den Erkenntnissen der Schwingungslehre ist die Bewegungskurve des Schiffes,
die den zeitlichen Verlauf des Schlingerwinkels 9p darstellt, um go° in der Phase
nacheilend, so daß sich eine Phasenverschiebung y = go° ergibt.
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Bei einem Schiff mit Schlingerdämpfung wird die Erzeugung eines Stabilisierungsmomentes
M, angestrebt, das gegenüber dem Wellenmoment M., um 18o° in der Phase versetzt
ist. Dies ist in Fig. 2 dargestellt, die sich ebenfalls auf den Resonanzfall bezieht.
Um einen derartigen Verlauf des stabilisierenden Tankflüssigkeitsmomentes zu erreichen,
muß die Flüssigkeitsströmung jeweils im Maximum des Wellenmomentes umgeschaltet
werden, wodurch die Phasenlage der Bewegungskurve für das Steuerkommando ß bestimmt
ist. Jeweils beim Nulldurchgang der ß-Kurve wird umgeschaltet. Die Stabilisierungswirkung
hat zur Folge, daß die Schlingerbewegungen wirksam gedämpft werden und die Maximalamplitude
des Schlingerwinkels p wesentlich verkleinert wird. Man entnimmt aus der Figur die
Phasenverschiebung yp = 0° zwischen der Schlingerbewegung 99 und dem Steuerkommando
ß.
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Fig. 3 zeigt lange erzwungene Schwingungen bei einem Schiff ohne Schlingerdämpfungsanlage.
Der SclAingerwinkel 99 liegt fast in Phase mit dem Wellenmoment M"; es ist nur eine
geringe Phasenverschiebung von z. B. y = 2o° vorhanden.
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In Fig. q: ist der Schwingungszustand für lange erzwungene Schwingungen
bei Schlingerdämpfungsbetrieb dargestellt. Es ist wieder vom Wellenmoment M" auszugehen,
und gefordert wird eine dagegen um 18o° versetzte Phasenlage des Stabilisierungsmomentes
Mt. Bisher wurden für diesen Schwingungszustand die Betrachtungen und Ergebnisse
beim ungedämpften Schiff einfach auf das gedämpfte Schiff ausgedehnt und gefolgert,
daß entsprechend der Fig. 3 auch bei vorhandener Schlingerdämpfung eine Phasenverschiebung
y von z. B. 2o° zwischen den Schiffsschwingungen und dem Wellenmoment eintreten
müsse. Um hierbei ein Stabilisierungsmoment Mt von dem erforderlichen eingezeichneten
Verlauf zu erhalten, wäre also eine Phasenverschiebung zwischen Schlingerbewegung
und Steuerkommando von etwa yr = 7o° erforderlich (vgl. Fig. 3).
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Bei diesen Überlegungen ist übersehen, daß die Tankflüssigkeitsmassen
nicht allein durch das Wellenmoment bzw. durch das Schiff zu Schwingungen erregt
werden, sondern daß sie im wesentlichen unter dem Einfluß der Aktivierungsenergie
erzwungene Schwingungen ausführen, was eine andere Phasenlage des Schlingerwinkels
cp zur Folge hat. Setzen wir den gezeichneten Verlauf des Dämpfungsmomentes
Mt
voraus, dann wird die Bewegungskurve des Schlingerwinkels etwa wie in Fig.
q. dargestellt aussehen. Die Maximalamplitude von p ist stark zurückgegangen, und
der Nulldurchgang der Restschlingerbewegung liegt in der Nähe der maximalen Tankwasserstanddifferenz.
Um den gezeichneten Verlauf des Dämpfungsmomentes ML zu erhalten, ist die Tankflüssigkeitsförderung
genau so wie im Falle der Fig. 2 bei Maximalwerten des Wellenmomentes M" umzuschalten.
Berücksichtigt man ferner, daß bei Resonanzschlingern deckab, dagegen bei den langen
Schwingungen der Fig. q. deckauf zu fördern ist; dann erhält man die für den praktischen
Betrieb zu fordernde eingezeichnete ß-Kurve; es ist also bereits bei den langen
erzwungenen Schwingungen eine gegen 18o° gehende Phasenverschiebung y anzustreben:
Im gezeichneten Beispiel ist y etwa = 16o°. Mit einem derartigen Gang der Phasenverschiebung,
yp ist auch der stetige Übergang zu den reinen Schräglagen, die genau 18o° Phasenverschiebung
zwischen Steuerkommando und Schlingerbewegung erfordern, gewährt.
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Als Ergebnis dieser Betrachtung erhält man also einen stetigen Phasengang
y von 0 bis 18o°, wenn das Schiff vom Resonanzzustand über die langen erzwungenen
Schwingungen zur reinen statischen Schräglage geführt wird. Bei kurzen Schwingungen
ist dagegen eine Phasenverschiebung von y = -go° oder geringerem absolutem Betrage
als Grenzwert anzusehen, weil unendlich schnelle Schwingungen bzw. sehr schnelle
Schwingungen praktisch nicht auftreten.
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Die Steuerkurve ß wird aus den Schiffsschwingungen, also dem Schlingerwinkel
9p, abgeleitet. Es besteht somit die Aufgabe, eine derartige Steuerkurve ß zu finden,
daß der Phasenunterschied y zwischen p und ß von -18o° (praktisch - go° oder ein
in seinem Absolutbetrag noch kleinerer Wert) mit zunehmender Schwingungsdauer stetig
bis auf 18o° ansteigt, wobei im Resonanzgebiet die Bedingung y = 0 zu erfüllen ist.
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Fig. 5 ist der graphische Nachweis, daß die erfindungsgemäße neue
Steuerung diese Vorschrift erfüllt. Als Abszissen sind die Schwingungszeiten T aufgetragen,
die Ordinaten sind die zugehörigen Phasenverschiebungen y zwischen Steuerkurve ß
und Schlingerwinkel 9p, wie i sie sich aus der gemäß der Erfindung anzuwendenden
Formel errechnen. Um die rechnerische Durchführung zu erleichtern, ist die Eigenschwingungszeit
des Schiffes To = 2 ic = 6,28 sec gewählt. Bei Kurve I sind die Konstanten ko
= 1, ki = 1, k2 = 2, k3 = 1 gewählt; für Kurve II gelten die
Werte k, = 1, ki = 1, k2 = 6 und k3 = 1 und für Kurve III k, = 1, ki = 1, k2 = 11,
k3 = i. Durch Nachrechnung kann man sich leicht überzeugen, daß für die Eigenschwingungszeit
To = 6,28 sec mit den angegebenen Werten- von ki und k3 die Gleichung
k1
- cp - k3 - iy = 0 erfüllt ist und die ß-Kurven somit im Punkte
To die Abszissenachse schneiden. Diese Gleichung ist aber, wie weiter unten gezeigt
wird, äquivalent mit der erfindungsgemäßen Nebenbedingung, daß sich die auf @ und
i; zurückzuführenden Steuerkomponenten im Resonanzfalle aufheben.
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Die mathematische Behandlung des Problems sieht folgendermaßen aus.
Die Steuervorschrift lautet Für die Schlingerbewegung wird der Ansatz gemacht (p
= (p", - sin (,)t , (2)
wobei (p a" die Maximalamplitude der Schlingerbewegung
und
die sogenannte Kreisfrequenz bedeuten; T ist die jeweilige Schwingungszeit des Schiffes
und t die fortlaufend über beliebig viele Perioden gemessene Zeit.
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Durch mehrfache Differentiation nach der Zeit t erhalten wir aus Gleichung
(2) =c@)-P;;Z-cos(1t, (3) rp = - (,)2 rp"i - sin co t , (A)
=-r1)3.
Tnt # cos (1)t. (5) Die Gleichungen (3), (4) und (5) in Gleichung (i) eingesetzt
ergibt ß = k, ' cp;;z - sin (o t -i- k1 - (1- 99,z -
cos 0)t - k2 X co2 - rp;,z - sin co t - k3 - (u3 Wnz » cos
co t . (6)
Wird in Gleichung (6) ß = 0 gesetzt, so gibt der dazugehörige Wert
cot offenbar die Phasenverschiebung ?p zwischen ß und rp an, weil ja nach Gleichung
(2) zu rp = 0 der Wert c, )t = 0
gehört. Mit ß = 0 läßt sich
Gleichung (6) umformen zu
Wird statt (,)t, der Phasenverschiebungswinkel lp eingeführt und durch T. gekürzt,
so erhalten wir
Die Kurven der Fig. 5 schneiden die Abszissenachse bei T = To = 6,25 sec. Die mathematische
Bedingung dafür ist, daß in Gleichung (8) der Zähler Null wird, d. h.
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k1 . co -k3 . (o3 - 0. (io) Auf Grund des allgemeinen
Aufbaues der Gleichung (8) ist unabhängig von der Wahl der Konstanten ko, k1, k2
und k3 stets ein Kurvenverlauf nach dem Charakter der in Fig. 5 dargestellten Kurven
gewährleistet. Der Schnittpunkt dieser Kurven mit der Abszissenachse ist durch Gleichung
(io) bestimmt. Soll die Phasenverschiebung if, im Resonanzfalle mit der Kreisfrequenz
co, gleich Null sein, so muß Gleichung (io) also für m = (,)o bzw. T = To erfüllt
sein.
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Wie die Gleichungen (3) und (5j zeigen, verhalten sich rf, und i7'
zueinander wie -e) zu - c#3. Deshalb ist gleichwertig mit der Bedingung der Gleichung
(io) die vorgeschriebene Wahl von k1 und k3 in einem derartigen Verhältnis, daß
sich die auf [ und @7 zurückzuführenden Steuerkomponenten aufheben. Damit ist das
aufgestellte neue Steuerungsprinzip auch mathematisch als richtig bewiesen.
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Ist die Bedingung der Gleichung (io) erfüllt, so hat man in der weiteren
absoluten und gegenseitigen Bemessung der Konstanten ka, k1, k., und k;; weitgehende
Freiheit und kann je nach den vorliegenden Schwingungs- und Stabilitätsverhältnissen
des in Frage kommenden Schiffes die günstigste Steuerkurve ermitteln.
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Fig. 6 zeigt das Schema eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen
Steuereinrichtung. Der etwa von einem Kreiselpendel i nachgebildete Schlingerwinkel
ist mit dem Rotor eines Drehtransformators 2 gekuppelt und stellt an ihm eine dem
jeweiligen Schlingerwinkel T proportionale Spannung ein. Die Größe dieser Spannung,
also der Wert k, - (p, ist durch die Erregung des Drehtransformators 2 bestimmt,
die von einem weiteren Drehtransformator 3 aus erfolgt. Der Drehtransformator 3
ist an das Netz .I angeschlossen; durch die Verstellung seines Rotors kann -also
der Koeffizient k. weitgehend geändert werden.
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Für die Ermittlung der Schlingerwinkelgeschwindigheit rF und der Beschleunigung
g ist ein sogenannter Trägheitsrahmen 5 vorgesehen, der an einer parallel zur Schiffslängsrichtung
liegenden Achse 6 drehbar gelagert und über diese Achse durch die fast starre Feder
; mit dem Schiff verbunden ist. In dem Rahmen 5 sind die Präzessionsachsen 8 und
9 zweier Kreisel io und ii gelagert und durch Stirnradsegmente 12 miteinander gekuppelt.
Die Kreisel sind um ihrer Nullage mittels der Federn i3 an den Rahmen 5 gefesselt.
Die Präzessionsbewegung wird durch die am Rahmen 5 abgestützte i Dämpfungseinrichtung
14 gedämpft.
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Nach dem Wendezeigerprinzip sind die bei Schlingerbewegungen auftretenden
Präzessionsausschläge der Kreisel ein Maß für die Schlingertvinkelgeschwindigkeit.
An dein Drehtrans- i formator 15, der mit der Präzessionsachse S gekuppelt ist,
wird deshalb eine dem Wert
proportionale Spannung eingestellt. Die
Erregung des Drehtransformators 15 wird von dem an das Netz 4 angeschlossenen Drehtransformator
16 reguliert.. Als Ausgangswert kann daher am Drehtransformator 15 eine Spannung
k1 - cp abgenommen werden, deren Koeffizient 7?, in weiten Grenzen veränderlich
ist.
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Von der Meßachse 6 des Trägheitsrahmens wird nach (in der Figur nicht
dargestellter) Übersetzung ins Schnelle der Drehtransformator 17 eingestellt, der
nach der bekannten Beziehung
| Drehmoment = ghhmoment |
| Trä heitsmoment |
eine p-proportionale Spannung liefert. Die Erregung des Drehtransformators 17 ist
ebenfalls von einem besonderen Drehtransformator 18 einregelbar, so daß am Ausgang
des Drehtransformators 17 der Spannungswert
k2 - qi zur Verfügung steht.
Die beschriebene Anordnung zur Messung von c' p und gi ist nicht Gegenstand der
Erfindung.
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Der Steuerwert gi wird durch Differenzierung von gi erhalten. Zu diesem
Zwecke ist der Rotor eines Drehtransformators 1g mit der Meßachse 6 des Trägheitsrahnlens
gekuppelt; seine Erregung wird vom Drehtransformator 2o eingestellt, der somit den
Koeffizient k3 der vom Rotor des Drehtransformators 1g gelieferten Spannung k3 -
gi bestimmt. Dieser Wert k3 - ip wird auf eine elektrische Differenziereinrichtung
21, z. B. eine Kondensatoranordnung, gegeben, in der der benötigte Steuerwert k3
- @ erhalten wird.
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p Die angegebenen Meßeinrichtungen für den Schlingerwinkelp und seine
Ableitungen sind nur beispielsweise gebracht; an sich können auch Meßgeräte anderer
Bauart Anwendung finden.
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Vor" Ausführung der Addition gemäß Gleichung (i) werden die vier Komponenten-
getrennt in den Magnetverstärkern 22, 23, 24 und 25 verstärkt; die verstärkte Steuerspannung
wird in den Ausgangsspulen 26, 27, 28 und 29 (je eine für Rechtslauf und je eine
für Linkslauf) erhalten. Die elektrische Addition kann nun in den getrennten Wicklungen
eines Drehmagneten, einer Drossel oder eines Leonard-Aggregates erfolgen. Gezeichnet
ist die letztgenannte Möglichkeit. Die vier Spulen 26, 27, 28 und 29 bilden die
Feldwicklung eines Leonard-Generators 31, der von einem Motor 30 mit konstanter
Tourenzahl angetrieben wird: Die im Generator erzeugte Ankerspannung ist bekanntlich
proportional der Erregung. An den Ankerklemmen 32 des Generators 31 wird daher also
die Steuerspannung ß-k0-P+k1-@+k24?+ka'9) gewonnen. Diese kann beispielsweise auf
einen Drehmagneten gegeben werden, der die Steuernadel eines Ölverstärkers verstellt.
Der Ölverstärker betätigt in bekannter Weise das Steuerorgan, also z. B. den Drehschieber
oder den Verstellpropeller.
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Das Steuerorgan kann in an sich bekannter Weise kontinuierlich nach
ß verstellt werden, so daß das Steuerkommando sowohl den Umschaltzeitpunkt wie auch
die Größe des An-A"ellwinkels des Steuerorgans bestimmt. In diesem Falle findet
nicht nur eine phasenrichtige Richtungssteuerung der Tankflüssigkeitsströmung, sondern
auch eine Leistungssteuerung statt. Die Leistung wird allerdings dabei nur der Größenordnung
nach richtig eingestellt. Für genaue richtige Leistungssteuerung wäre ein Leistungskommando
nach der bekannten Momentengleichung 1Vl=a-97+b.@p+c-cp erforderlich, also ein Steuerkommando
77-ko.99+kl.@+k2.@.
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Bei gleichzeitiger Benutzung des Steuerorgans für die Richtungs- und
Leistungssteuerung kann die Leistungssteuerung in dieser Beziehung dadurch verbessert
werden, daß die Erregung des den resultierenden Steuerwert liefernden Drehmagneten
nach der Maximalamplitude des Steuerwertes 7l-k0'rP+kl'@+k2'@ erfolgt und sein Anker
nach dem Steuerwert ß=ko.T+kl.@+k2.@+k3. einstellbar ist. Der Drehrichtungswechsel
und somit die. Umschaltung der Tankflüssigkeitsförderung erfolgen hierbei also in
richtiger Phase nach dem Steuerwert ß, während die Größe des Drehmagnetausschlages
gemäß dem Steuerwert ?i die Leistung in richtiger Weise bestimmt.
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Das Steuerorgan kann auch unstetig betätigt, d. h. jedesmäl bei dem
Werte ß = 0 ruckweise umgeschaltet werden. Die Leistung wird hierbei in an sich
bekannter Weise durch einen besonderen Leistungsregler eingestellt, indem z. B.
nach dem Steuerwert 1%=ko'9p+kl'@+k2'cp eine Drosselklappe betätigt oder durch ihn
der Einstellwinkel des Steuerorgans festgelegt wird. Die bei unstetiger Steuerung
erforderliche Vorumschaltzeit für den Kommandowechsel der Richtungsförderung wird
durch zweckmäßige Wahl der Konstanten in der Steuergleichung erzielt.
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Abweichend von der an Hand der Fig.6 beschriebenen; rein additiven
Ermittlung des resultierenden Steuerwertes ß besteht eine andere Möglichkeit darin,
daß aus dem durch Addition
der Komponenten rT, # und <i oder
durch ein Momentenmeßgerät gewonnenen Meßwert ll=co-lF+cl-g@i-c2-ip (Co, cl, c2
= Konstanten) mittels einerDifferenziereinrichtung, z. B. eines Tourendynamos, die
zeitliche Ableitung ,j gebildet und der resultierende Steuerwert fl durch Addition
der beiden Größen p und i erhalten wird. Die Abänderung des Schaltschemas nach Fig.
6 für dieAnwendung dieser Bildungsweise der Steuergröße ß zeigt Fig. 7. Die Darstellung
der Komponenten cT, cp und # erfolgt in gleicher Weise wie im Beispiel nach Fig.
6, so daß in Fig. 7 lediglich die Magnetverstärker 22, 23 und 24. mit ihren Ausgangsspulen
26, 27 und 23 dargestellt sind. Die in den Ausgangsspulen erhaltenen Steuerspannungen
Co - ck, cl - @ und c2 - @ bilden die Felderregung des Leonard-Generators
31, der von dem Motor 3o angetrieben wird. Als Ankerspannung wird somit ein Wert
f@-Co .cPe1.@P i c2.@P erhalten, der auf einen Motor 33 gegeben wird. Der Motor
33 ist mit einem Tourendynamo oder einer Tachomaschine 33 gekuppelt. Motor
33 und Dynamo 33 liegen je an einem konstanten fremderregten Feld 34. bzw. 36. Die
in dem Tourendynamo 35 erzeugte Ankerspannung bildet dann bekanntlich die Ableitung
der dem Antriebsmotor zugeführten Spannung /i, so daß im Ankerkreis der Dynamo
35 eine Spannung ll=co.i+cl.@ -i-c2.i erhalten wird: Beide Werte lc und ,A
werden in einer Steuerdrossel 37 überlagert, an deren Ausgangsklemmen 38 die resultierende
Steuerspannung ß = 11 -!' i1 = Co - tr e (Co -C"' Cl) X -t- (C1 +
C2) - @ + 02 -zur Verfügung steht. Dafür läßt sich mit anderer Bezeichnung der Konstanten
auch schreiben ß=ko-T@-kl-@ i k2-ip-f-ka. '@ womit die ursprüngliche Steuergleichung
(i) gewonnen ist. Der Regulierwiderstand 39 im Ankerkreis des Tourendynamos
35 dient zur Einregelung der Koeffizienten. Durch zweckmäßige Wahl der Koeffizienten
kann man dafür Sorge tragen, daß der Steuerwert 7
nicht übermäßig stark herangezogen
werden muß.