DE944670C

DE944670C - Elektrischer Fahrzeugantrieb, insbesondere Schiffsantrieb

Info

Publication number: DE944670C
Application number: DEL11280A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Emil Koch
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1952-01-09
Filing date: 1952-01-09
Publication date: 1956-06-21

Description

Elektrischer Fahrzeugantrieb, insbesondere Schiffsantrieb Für den elektrischen Antrieb von Fahrzeugen, insbesondere von Schiffen, verwendet man neben den feinstufig regelbaren Gleichstromantrieben vorzugsweise bei höheren Leistungen Drehstromantriebe, wobei die Drehzahlregelung der Arbeitsmaschine, z. B. der Schraube, durch Drehzahlregelung der Primärmaschine, z. B. des Dieselmotors oder der Turbine, vorgenommen wird. Die drehstromelektrische Antriebsübertragung kann dabei als ein Getriebe mit festem Übersetzungsverhältnis betrachtet werden. Eine Änderung der Abtriebsdrehzahl, z. B. der Schraubendrehzahl, wird in einigen Fällen auch durch Schlupfwiderstandsregelung bei Schleifringläufermotoren vorgenommen. Polumschaltbare Motoren, die eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses durch Umschaltung auf verschiedene Polzahlen bewirken würden, sind bis jetzt selten angewendet worden. Überdies stellen diese Motoren Sonderausführungen dar, bei denen ein Angleich an die entsprechenden Arbeitskennlinien nur sehr schwer und nicht ausreichend durchführbar ist.
Vor allem bei dieselelektrischen Antrieben wird man versuchen, die Primäranlage zu unterteilen, um einerseits erträgliche Dieselmotortypen und andererseits eine bestimmte Reservemöglichkeit bei Ausfall einer Maschine zu erhalten. Dies erfordert, daß zwei oder mehrere Dieselmotoren mit ihren Generatoren auf das gleiche Netz arbeiten, gemeinsam geregelt, angefahren und umgesteuert werden.
Nach der Erfindung wird als Antriebsmotor ein ständer- und läufergespeister Asynchronmotor (Doppelfeldmotor) verwendet, auf den mindestens zwei, vorteilhaft als Asynchrongeneratoren ausgebildete Generatoren arbeiten. Die Regelung der Drehzahl des Motors kann hierbei durch Frequenzregelung der in den Läufer und den Ständer eingespeisten Spannungen erfolgen. Es ist jedoch zweckmäßig, die Drehzahlregelung lediglich durch ständer- oder läuferseitige Frequenzänderung allein vorzunehmen und die frequenzgeregelte Seite des Motors nur durch einen Generator zu speisen, während auf die ungeregelte Seite des Motors mehrere zueinander parallel arbeitende. Generatoren mit konstanter Drehzahl und Frequenz arbeiten können.
Durch diese Anordnung wird die sonst bei Anlagen mit mehreren zueinander parallel arbeitenden Generatoren besonders beim Anfahren und Umsteuern schwierige gemeinsame Drehzahlregelung der Antriebsmaschinen der Generatoren vermieden. Wie bekannt, neigt ein Drehstrom-Doppelfeldmotor für Doppelsynchrondrehzahlen zum Pendeln. Bei der Anordnung nach der Erfindung mit getrennten Netzen entfällt dieses Pendeln.
Schwieriger ist die Aufgabe des Anlaufes zu lösen, da der Doppelfeldmotor ein Synchronmotor ist. Gemäß der weiteren Erfindung wird deshalb einer der Stromerzeuger als Asynchrongenerator ausgebildet, der spannungslos zugeschaltet' werden kann. Der Magnetisierungsstrom wird dann von dem Synchrongenerator gedeckt. Die Zuschaltung und die Umsteuerung der gesamten Anordnung können ebenfalls in spannungslosem Zustand vorgenqmmen werden, da die Asynchronmaschinen sich selbst in Tritt ziehen.
Statt der Asynchronmaschinen können jedoch auch nicht erregte Synchronmaschinen mit starker Dämpferwicklung verwendet werden. Für die Zwischenschaltungen kann selbstverständlich der Doppelfeldmotor auch als einfach gespeister Schleifringläufermotor laufen, und hierbei kann die Speisung in an sich bekannter Weise, ständer- oder läuferseitig erfolgen. Hierbei ist dann die nicht gespeiste Wicklung kurzgeschlossen. Durch Übererregung eines Generators bzw. einer Generatorengruppe kann eine Grobsynchronisierung erfolgen. Bei Reversierung oder Drehzahländerung in Stufen werden wahlweise der Ständer oder der Läufer des Doppelfeldmotors kurzgeschlossen. Um weitergehende Stufungen zu erreichen bzw. eine begrenzte Drehzahlregelung zu bewirken, kann neben dem Doppelfeldmotor ein zusätzlicher Drehstrommotor entweder als Kurzschluß- oder Schleifringläufermotor vorgesehen werden. Dieser Zusatzmotor kann mit verschiedenen Polzahlen ausgebildet sein, wobei er entweder in an sich bekannter Kaskadenschaltung auf den Doppelfeldmotor geschaltet sein kann oder für eine andere Drehzahlstufe als alleiniger Antriebsmotor arbeitet. Der Drehstromzusatzmotor wird hierbei vorzugsweise so ausgelegt, daß er eine Antriebsmaschine, z. B. einen Dieselmotor, auch im ungünstigsten Fall voll belastet.
Für die Durchführung der Schaltvorgänge kann der weiteren Erfindung ein Schaltgerät angewendet werden, daß sowohl für die Drehzahländerung als auch für den Drehrichtungswechsel dient und in einer bestimmten Reihenfolge die einzelnen Motoren und Generatoren so zuschaltet, daß z. B., vom Stillstand ausgehend, zuerst die Kaskade, dann der zunächst einfach gespeiste, sekundärseitig kurzgeschlossene Doppelfeldmotor, hierauf der zusätzliche Kurzschluß- oder Schleifringläufermotor und anschließend der Doppelfeldmotor mit ständer- und läuferseitiger Speisung geschaltet werden. Gleichzeitig mit der Umschaltung kann dabei die Drehzahl einer Antriebsmaschine oder einer Antriebsmaschinengruppe herabgesetzt werden. Das Schaltgerät kann dabei so ausgebildet sein, daß im stromlosen Zustand eine Vorwahl und durch Leistungsschaltelemente der Stromschluß erfolgt.
Die Erfindung ist auf die beispielsweise genannten Dieselmotorantriebe nicht beschränkt. Sie läßt sich auch auf sämtliche anderen Energieerzeuger wie Dampf- oder Gasturbinen od. dgl. anwenden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Elektrischer Fahrzeugantrieb, insbesondere Schiffsantrieb, mit mindestens zwei auf einen elektrischen Antriebsmotor geschalteten Drehstromgeneratoren, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor als läufer- und ständergespeister Asynchronmotor (Doppelfeldmotor) ausgebildet ist.
2. Antrieb nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatoren als Asynchrongeneratoren ausgebildet sind.
3. Antrieb nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmaschinen der Generatoren in ihrer Drehzahl regelbar sind.
4. Antrieb nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Generator als Synchrongenerator ausgebildet ist und mit konstanter Drehzahl betrieben wird (Fahrbetriebsgenerator).
5. Antrieb nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Generator als Asynchrongenerator bzw. nicht erregter Synchrongenerator mit starker Dämpferwicklung ausgebildet ist (Zuschaltgenerator).
6. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch Übererregung entweder des Fahrbetriebsgenerators oder des Zuschaltgenerators Grobsynchronisierung erfolgt.
7. Antrieb nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorgänge in spannungslosem Zustand erfolgen. B.
Antrieb: nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet; daß bei Reversierung oder Drehzahländerung in Stufen wahlweise entweder der Ständer oder der Läufer des Doppelfeldmotors kurzgeschlossen wird.
9. Antrieb nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung verschiedener Drehzahlstufen ein Zusatzmotor mit verschiedener Polzahl vorgesehen ist. Io. Antrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzmotor als Kurzschlußläufermotor ausgebildet ist. I I. Antrieb nach Anspruch 9 und I o, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzmotor mit dem Doppelfeldmotor zu einer Kaskade zusammengeschaltet wird. I2. Antrieb nach Anspruch 9 und Io, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehstromzusatzmotor so ausgebildet ist, daß er eine Antriebsmaschine, z. B. einen Dieselmotor, auch im ungünstigsten Fall voll belastet. I3. Antrieb nach Anspruch 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltgerät für die Drehzahländerung und den Drehrichtungswechsel vorgesehen ist, das in einer bestimmten Reihenfolge die einzelnen Motoren und Generatoren so zuschaltet, daß z. B., vom Stillstand ausgehend, zuerst die Kaskade, dann der einfachgespeiste, sekundärseitig kurzgeschlossene Doppelfeldmotor, hierauf der Kurzschluß- oder Schleifringläufermotor und anschließend der doppelseitig gespeiste Doppelfeldmotor geschaltet werden. I4. Antrieb nach Anspruch I3, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit der Umschaltung die Drehzahl einer Antriebsmaschine oder einer Antriebsmaschinengruppe herabgesetzt wird. I5. Antrieb nach Anspruch I3 und I4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung durch ein Schaltgerät erfolgt, bei dem im stromlosen Zustand eine Vorwahl und durch Leistungsschaltelemente der Stromschluß erfolgen. Angezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. aq.6 41 1.