DE909599C - Electric ship propulsion with one or more synchronous generators and one or more AC motors - Google Patents
Electric ship propulsion with one or more synchronous generators and one or more AC motorsInfo
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Description
Elektrischer Schiffsantrieb mit einem oder mehreren Synchrongeneratoren und einem oder mehreren Wechselstrommotoren Beim Umsteuern von Schiffsantriebsorganen wie Schiffsschrauben muß kurz vor dem Umschlagen derselben ein verhältnismäßig sehr hohes Drehinoment überwunden werden, da das Moment der Schraube aus der kinetischen Energie des noch fahrenden Schiffes aufrechterhalten wird. Mit dem Auslauf des Schiffes nimmt dieses Drehmoment bei jeder Schraubendrehzahl ab. Bei elektrischem Antrieb über Drehfeldmaschinen wird das Motordrehinoment durch die Höhe der Erregung bestimmt, wobei nur die Generatoren erregt sind, der Motor jedoch als Asynchronmotor arbeitet. Die Erregung der Generatoren muß praktisch zum Erreichen eines genügend hohen Motordrehmomentes weit über den Nennwert gesteigert werden, damit bei dem hohen Schlupfwert des Motors die Blindleistung gedeckt und so die der Kraftmaschine entnehmbare Wirkleistung auf den Motor übertragen wird.Electric ship propulsion with one or more synchronous generators and one or more AC motors when reversing ship propulsion units like a ship's propeller, a comparatively great must shortly before it is overturned high torque can be overcome because the moment of the screw from the kinetic Energy of the still moving ship is maintained. With the departure of the ship this torque decreases with every screw speed. With electric drive With rotary field machines, the motor torque is determined by the level of excitation, only the generators are energized, but the motor works as an asynchronous motor. The excitation of the generators must be practical to achieve a sufficiently high engine torque can be increased far above the nominal value, thus with the high slip value of the motor the reactive power is covered and thus the real power that can be drawn from the prime mover is transmitted to the engine.
Zum Umsteuern schaltet man gewöhnlich sofort die Stoßerregung ein, die an sich die höchsten Drehmomente des Motors ergibt. Durch die Anwendung dieses Verfahrens wird aber der Umsteuervorgang durchaus nicht am günstigsten oder am schnellsten durchgeführt, weil das Gegendrehmoment der Schiffsschraube sehr groß ist und erst mit der einsetzenden Bremswirkung, also bei abnehmender Schiffsgeschwindigkeit kleiner wird. Auch das Spitzendrehmoment der Schraube, d. h. das während des Reversierens eines Schiffsschraubenantriebes bei etwa 40% der Motordrehzahl auftretende höchste Gegendrehmoment nimmt mit der Zeit ab und muß bei sofortigem Einsatz der Erregung in voller Höhe überwunden werden. Praktisch liegt in vielen Fällen das Spitzendrehmoment bei voller Schiffsgeschwindigkeit in gleicher Größenordnung wie das vom Motor aufgebrachte Drehmoment, und es besteht daher die Gefahr, daß der Motor hängenbleibt. Eine Änderung der Motordrehzahl wird also nicht vom Motor selbst, sondern nur durch die Änderung der Schiffsgeschwindigkeit hervorgerufen. Nur mit dem durch den Abfall der Schiffsgeschwindigkeit abnehmenden Schraubendrehmoment wird langsam gebremst, bis das Spitzendrehmoment überwunden ist. Da aber das Hängenbleiben des Motors bei einem Schlupfwert des Motors erfolgt, der größer als Eins ist, so wird im Anlaufkäfig des Antriebsmotors sehr viel Wärme entwickelt; außerdem werden die Ständerwicklungen der Motoren und Generatoren hoch beansprucht.To change direction, one usually switches on the shock excitation immediately, which in itself results in the highest torque of the engine. By applying this In the process, however, the reversal process is by no means the cheapest or the fastest carried out because the counter torque of the propeller is very large and only with the onset of the braking effect, i.e. smaller with decreasing ship speed will. Also the peak torque of the screw, i.e. H. that while reversing a propeller drive at about 40% of the engine speed occurring highest counter-torque decreases with time and must with immediate Use the excitement to be overcome in full. Practical lies in many Cases the peak torque at full ship speed in the same order of magnitude like the torque applied by the engine, and therefore there is a risk that the engine stalls. The engine does not change the engine speed itself, but only caused by the change in the ship's speed. Only with the screw torque decreasing due to the drop in the ship's speed is slowed down until the peak torque is overcome. But there the getting stuck of the motor takes place at a slip value of the motor which is greater than one, see above a lot of heat is generated in the start-up cage of the drive motor; also be the stator windings of the motors and generators are highly stressed.
Der Umsteuervorgang müßte unter Berücksichtigung des Vorstehenden also um so leichter werden, je langsamer er durchgeführt wird. Beim Manövrieren hat die Speisung des in der alten Fahrtrichtung lautenden Motors mit umgekehrter Drehfeldrichtung auch dann eine Bremswirkung zur Folge, wenn das Motormoment noch kleiner als das Schraubenmoment ist. Bei diesem ohne Stoßerregung arbeitenden Umsteuerverfahren ist naturgemäß die Bremswirkung gering, und die Schraube schlägt erst nach Absinken der Schiffsgeschwindigkeit und des Spitzendrehmomentes um, so daß die Zeitspanne von Beginn des Umsteuervorganges bis zum Umschlagen der Schraube wesentlich größer ist als bei einer Bremsung mit Stoßerregung. Die an sich wünschenswerte Verzögerung der Erregung kann zwar auch schon bei bekannten Anordnungen eintreten. Erhöht man z. B. die Erregerspannung dadurch. daß durch eine Zusatzmaschine eine Zusatzspannung in den Erregerstromkreis eingefügt wird, dann muß sich das Feld, somit auch die Spannung dieser Zusatzmaschine beim Einschalten der Maschine erst aufbauen, was eine gewisse Zeit beansprucht. Auch die Einstellung der Erregung mit Hilfe eines Regelwiderstandes während des Umsteuerns kann eine Verzögerung der Generatorerregung bedingen. jedoch sind diese Verzögerungen, da sie unbeabsichtigt sind, vollkommen willkürlich und unkontrollierbar.The change of direction would have to take into account the above the slower it is carried out, the easier it is. When maneuvering has the supply of the motor in the old direction of travel with the reverse The rotating field direction also results in a braking effect when the motor torque is still is smaller than the screw torque. In this reversing process that works without shock excitation the braking effect is naturally low and the screw only hits after it has dropped the ship's speed and the peak torque, so that the time span from the beginning of the reversal process to the turning of the screw is much larger is than when braking with shock excitation. The delay, which is desirable in itself the excitation can occur even with known arrangements. One increases z. B. the excitation voltage thereby. that by an additional machine an additional voltage is inserted into the excitation circuit, then the field must be, thus also the Only build up the voltage of this additional machine when the machine is switched on, what takes a certain amount of time. Also the cessation of arousal with the help of a Variable resistance during reversal can delay generator excitation condition. however, since these delays are unintentional, they are perfect arbitrary and uncontrollable.
Um die Nachteile, die den bekannten Manövriervorgängen anhaften, zu beseitigen und die Vorzüge einer Verzögerung in jedem Falle nutzbar zu machen, erfolgt nach der Erfindung die Verzögerung der Erregung in Abhängigkeit von der Schraubendrehzahl, und zwar wird die Erregung des oder der Generatoren annähernd vom Zeitpunkt des Beginnes des Umsteuervorganges an in Abhängigkeit von der Drehzahl des oder der Schiffsschrauben durch Einführen einer Gegenspannung in den Erregerkreis des oder der Generatoren oder Erregermaschinen derart verzögert verstärkt, daß erst kurz vor dem Umschlagen der Schiffsschrauben der vorbestimmte Höchstwert der Übererregung erreicht wird. Durch Einwirkung dieser Bremswirkung geht dann das Schraubendrehmoment in dem ganzen Drehzahlbereich zurück, also auch bei der Drehzahl, bei der das Spitzendrehmoment auftritt. Dadurch wird erreicht, daß das Spitzendrehmoment der Schrauben, auch wenn es bei voller Schiffsgeschwindigkeit höher ist als das zur Verfügung stehende Motordrehmoment, ohne Hängenbleiben des Motors überfahren wird.To the disadvantages inherent in the known maneuvering processes eliminate and use the benefits of a delay in any case according to the invention, the delay of the excitation as a function of the screw speed, namely the excitation of the generator or generators approximately from the time of Beginning of the reversing process depending on the speed of the or the Ship propellers by introducing a counter voltage into the excitation circuit of the or the generators or excitation machines so delayed amplified that only briefly before the propellers overturn, the predetermined maximum value of the overexcitation is achieved. The screw torque then goes through the action of this braking effect back in the entire speed range, i.e. also at the speed at which the peak torque occurs. This ensures that the peak torque of the screws, even if at full ship speed it is higher than the available engine torque, is run over without the motor getting stuck.
Man könnte nun annehmen, daß die Verzögerung der Erregung in strenger Abhängigkeit von der Schraubendrehzahl bei kleinen Schiffsgeschwindigkeiten eine unerwünschte Verlängerung der Umsteuerzeit bedingen würde, da ja in diesen Fällen das Spitzendrehmoment der Schraube an sich klein ist und ohne weiteres vom Motor überwunden werden kann. Entnimmt man jedoch die Gegenspannung einer zusätzlichen Erregermaschine, die der Haupt- oder Hilfserregermaschine entgegengeschaltet und mit dem umzusteuernden Motor gekuppelt ist oder mit einer der Schraubendrehzahl proportionalen Drehzahl angetrieben wird, so wird auch bei kleinen Schiffsgeschwindigkeiten eine Verlängerung der Umsteuerzeit nicht auftreten, da mit sinkender Drehzahl auch die in den Erregerkreis eingeführte Gegenspannung abnimmt. Im Dauerbetrieb ist die Gegenerregermaschine überbrückt und nicht erregt. Bei einsetzendem Manöver wird der Kurzschluß beseitigt und die Maschine auf eine Spannung gebracht, welche die Spannung der Haupterregermaschine zum Teil aufhebt. Diese ist dann bereits für die volle Stoßerregung eingestellt.One might now assume that the delay in excitement is more severe Dependence on the screw speed at low ship speeds one unwanted lengthening of the changeover time would be necessary, as in these cases the peak torque of the screw is inherently small and easily relieved by the engine can be overcome. However, if you take the counter voltage from an additional one Exciter that opposes the main or auxiliary exciter and is coupled to the motor to be reversed or to one of the screw speeds proportional speed is driven, so is also at low ship speeds an extension of the reversing time does not occur, since also with decreasing speed the counter voltage introduced into the excitation circuit decreases. The Counter-exciter bridged and not excited. When the maneuver begins, the short circuit eliminated and the machine brought to a voltage that the The voltage of the main exciter partially removes. This is then already for the full shock excitation set.
Besonders günstig ist eine eigenerregte Gegenerregermaschine, da diese in der Spannung bei niedriger Drehzahl zusammenbricht, die Gegenerregung wird dann bei Umsteuervorgängen von geringer Anfangsdrehzahl des Schraubenmotors aus nicht wirksam. Dies ist sehr zweckmäßig, weil dann auch das Gegendrehmoment im Verhältnis zum Motordrehmoment klein ist.A self-excited counter-excitation machine is particularly favorable because it in the voltage collapses at low speed, the counter excitation is then not when reversing from a low initial speed of the screw motor effective. This is very useful because then the counter torque is also in proportion to the engine torque is small.
Die Gegenerregermaschine kann auch in den Erregerkreis der Haupterregermaschine des Drehstromgenerators geschaltet werden. In diesem Falle erhalten die Hilfsmaschinen und die Steuereinrichtung, welche die Gegenerregung nach Umschlagen des Antriebsorgans und im Dauerbetrieb unterbindet, kleine Abmessungen. Die Gegenerregermaschine kann ferner durch an sich bekannte Mittel, z. B. durch eine Hilfsstromwicklung, eine besonders geeignete Kennlinie erhalten.The counter exciter can also be in the exciter circuit of the main exciter of the three-phase generator. In this case, the auxiliary machines receive and the control device, which the counter-excitation after reversing the drive member and prevents in continuous operation, small dimensions. The counter excitation machine can further by means known per se, e.g. B. by an auxiliary power winding, a get a particularly suitable characteristic.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEA6538D DE909599C (en) | 1937-04-03 | 1937-04-03 | Electric ship propulsion with one or more synchronous generators and one or more AC motors |
Applications Claiming Priority (1)
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DE909599C true DE909599C (en) | 1963-05-30 |
Family
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Family Applications (1)
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DEA6538D Expired DE909599C (en) | 1937-04-03 | 1937-04-03 | Electric ship propulsion with one or more synchronous generators and one or more AC motors |
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Country | Link |
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DE (1) | DE909599C (en) |
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1937
- 1937-04-03 DE DEA6538D patent/DE909599C/en not_active Expired
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