DE977836C

DE977836C - Einrichtung zur Kompensation von Wechselfeldern auf Fahrzeugen, insbesondere Schiffen

Info

Publication number: DE977836C
Application number: DE1960S0069566
Authority: DE
Inventors: Josef Conraths; Georg Russ
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1960-07-23
Filing date: 1960-07-23
Publication date: 1971-06-16
Also published as: GB1218171A

Description

Einrichtung zur Kompensation von Wechselfeldern auf Fahrzeugen, insbesondere Schiffen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Kompensation von Wechselfeldern auf Fahrzeugen, insbesondere Schiffen, die durch die Bewegung elektrisch leitender Teile im Erdfeld als Folge von induzierten Strömen, insbesondere Wirbelströmen, erzeugt werden, wobei statisch arbeitende Meßsonden zur Erfassung des Erdfeldes und zur Kompensation des Störgleichfeldes in Abhängigkeit von der Lage und Lagenänderung im bzw. zum Erdfeld dienen.
Es ist bekannt, - daß Fahrzeuge, insbesondere Schiffe, nicht nur magnetische Eigenfelder aufbauen, sondern auch das Erdfeld in ihrem Bereich auf sich konzentrieren. Zur Kompensation dieser Felder wurde bereits vorgeschlagen, die Fahrzeuge mit Kompensationswicklungen auszustatten und durch diese Wicklungen entsprechend der Lage und der Bewegung des Fahrzeuges im Erdfeld Ströme zu leiten, die in ihrer Richtung und Größe gerade ausreichend sind, die genannten Felder zu kompensieren.
Sind auf einem Fahrzeug eine große Anzahl von Einzelteilen oder auch größere einzelne Teile aus gut leitendem Material, wie Aluminium, angeordnet, so werden in diesen Teilen durch die Bewegung des Fahrzeuges im Erdfeld Ströme, insbesondere Wirbelströme, induziert, die Wechselfelder hervorrufen.
Der Erfindung legt die Aufgabe zugrunde in Ergänzung der vorbeschriebenen Eigenschutzanlagen für Fahrzeuge eine Einrichtung zur Kompensation der durch die genannten induzierten Ströme, insbesondere Wirbelströme, hervorgerufenen Wechselfelder zu schaffen. Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe besteht bei einer derartigen Einrichtung darin, daß Differenzierglieder die Ände- rung der zur Kompensation des Störgleichfeldes in den Kompensationswicklungenfließenden Ströme erfassen und auf die die elektrisch gut leitenden Teile umfassenden Wicklungen derarX verstärkt geben, daß die von in diesen Teilen hervorgerufenenWirbelströmen erzeugten Wechselfelder kompensiert werden.
An Hand der Zeichnung sei ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel beschrieben und die Wirkungsweise erläutert: In Meßsonden I, die vorzugsweise als statische Meßelemente aufgebaut sind, werden die Lage und Größe des Erdfeldes sowie die entsprechenden Werte des Eigenfeldes des Fahrzeuges erfaßt und als Signalspannungen über geeignete Vorverstärkerelemente 2 sowieRegelelemente 3 auf Leistungsverstärker 4 gegeben, durch die die Wicklungen 5 für den Eigenschutz des Fahrzeuges entsprechend gespeist werden. Von Ausnahmefällen abgesehen, wird man für jede der Koordinatenachsen einen Kanal entsprechend dem dargestellten schematischen Aufbau vorsehen. In der Verbindungsleitung zwischen dem Leistungsverstärker 4 und den Wicklungen 5 ist je ein Differenziertransformator 6 eingeschaltet, dessen Ausgang auf einen Wandler 7 geschaltet ist.
Der Wandler 7 besteht aus der durch den Differenziertrausformator 6 eingespeisten Feldwicklung 8, einer Gegenkopplungswicklung 9 sowie dem eigentlichen Meßelement I0, vorzugsweise einem Hallgenerator. Die durch den Hallgenerator 10 abgegebene Spannung wird nach Verstärkung im Vorverstärker II, auf phasenempfindliche Gleichrichterelemente 12 und über einen Regelverstärker I3 auf einen Leistungsverstärker 14 gegeben. Der Leistungsverstärker 14 übernimmt die Speisung der Kompensationswicklungen I5, die eine Mehrzahl kleinerer Teile oder auch ein einzelnes größeres Teil entsprechender Raumlage aus elektrisch gut leitendem Material umschließen.
Der in den Wicklungen 15 fließende Strom wird über einen Nebenschlußwiderstand 16 geleitet und dort als Spannung abgegriffen. Die abgegriffene Spannung wird über eine Widerstandskombination I7 auf die Gegenkopplung g des Wandlers 7 zurückgeführt. Das Feld der Gegenkopplungswicklungg ist gegen das Feld der Wicklung 8 gerichtet und gleich groß. Damit wird der Regelvergleich zwischen dem durch den Ausgangsstrom des Differenziertransformators 6 vorgegebenen Sollwert und dem durch die am Nebenschlußwiderstand I6 abgegriffene Spannung gegebenen Istwert, im Wandler 7, der damit im Feld Null arbeitet, durchgeführt.
Der beschriebene Regelkreis hat eine Integral-Proportional-Charakteristik. Da der Proportionalanteil sehr klein ist, sind die Spannungen zwischen dem Wandler 7 und dem Eingang des Regelverstärkers I3 im statischen Zustand annähernd Null. Bei dynamischen Vorgängen, verursacht durch Feldänderungen und Störgrößen, die durch die Sonde I erfaßt werden, werden der Wandler und damit auch die nachgeschalteten Verstärker hochgesteuert. Sobald durch Änderung der Regelverstärkeraussteuerung der Soll- und Istwert im Wandler 7 übereinstimmen, tritt wieder der statische Zustand ein.
Spannungen und Ströme sind am Ausgang des Regelverstärkers 13 und des Leistungsverstärkers 14 sowie im Gegenkopplungskreis auch dann von Null verschieden, wenn im Wandler 7 ein statischer Zustand herrscht.
Jeder Feldänderung und damit Stromänderung in den Feld-Kompensationskanälen, also auch in den Primärwicklungen des Differenziertransforma tors 6, ist in den Kompensationswicklungen 15 ein bestimmter Strom zugeordnet. Dieser Strom wird hauptsächlich bestimmt von der Spannung am Nebenschlußwiderstand I6, von den Widerstandswerten der Widerstandskombination I7 und der Gegenkopplungswicklung 9.
Es ist ersichtlich, daß die Kanäle für die Kompensation der Störgleichfelder und die für die Kompensation der Wechselfelder in weitem Maße völlig gleichartig aufgebaut werden können, wodurch in jedem Fall klare Verhältnisse bei einem geringen Aufwand verschiedenartiger Teile erzielt werden.
An Stelle des Differenziertransformators 6 kann auch ein anderes Differenzierglied, z.B. ein Kondensator, treten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Einrichtung zur Kompensation von Wechselfeldern auf Fahrzeugen, insbesondere Schiffen, die durch die Bewegung elektrisch leitender Teile im Erdfeld als Folge von induzierten Strömen, insbesondere Wirbelströmen, erzeugt werden, wobei statisch arbeitende Meßsonden zur Erfassung des Erdfeldes und zur Kompensation des Störgleichfeldes in Abhängigkeit von der Lage und Lagenänderung im bzw. zum Erdfeld dienen, dadurch gekennzeiOnet, daß Differenzierglieder (6) die Änderung der zur Kompensation des Störgleichfeldes in den Kompensationswicklungen (S) fließenden Ströme erfassen und auf die die elektrisch gut leitenden Teile umfassenden Wicklungen (r5) derart verstärkt geben, daß die von in diesen Teilen hervorgerufenen Wirbelströmen erzeugten Wechselfelder kompensiert werden.
2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekannter Differenziertransformator (ó) als Kopplungselement dient 3. Einrichtung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzierglied (6) auf einen Wandler (7) auf Hallgeneratorbasis geschaltet ist, der die Eingangssignalstufe für die Verstärkerelemente (11, I
3, I4) bildet.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (7) mit einer Gegenkopplungsspule (g) ausgestattet ist, die von einem dem Kompensationsstrom proportionalen Strom eingespeist wird.