DE660567C - Durch Leonardschaltung gesteuerter elektrischer Schraubenantrieb fuer Mehrschraubenschiffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen durch Leonardschaltung gesteuerten elektrischen Schraubenantrieb für Mehrschraubenschiffe, bei dem die Zahl der Generatoreinheiten durch die Zahl der Schraubenmotoren nicht teilbar ist.

Es ist ein Wechselstromschraubenantrieb bekannt, bei dem die Zahl der vorhandenen Generatoren durch die Zahl der Schraubenmotoren nicht teilbar ist. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß während des Manövrierens eine voneinander unabhängige Regelung der Schraubenmotoren schwierig und nur mit großen Kosten möglich ist.

Ferner ist ein Gleichstromantrieb mit zwei bei jedem Belastungszustand der Anlage voneinander getrennten Generator Stromkreisen bekannt, bei dem die Zahl der Generatoren durch die Zahl der Schraubemnotoren teilbar ist. Auf jeder Schraubenwelle ist ein Doppelmotor vorgesehen, wobei der eine Anker jedes Motors in dem einen Stromkreis und der andere Motoranker in dem anderen Stromkreis liegt. Dieser bekannte Antrieb ermöglicht zwar bei Ausfall eines Generators ebenfalls die Aufrechterhaltung des Gleichgewichtszustandes der Schraubendrehmomente, jedoch ist eine voneinander unabhängige Steuerung der Schraubenmotoren durch eine voneinander unabhängige Regelung der Generatorspannungen nicht möglich.

Außerdem ist es für Fahrzeugantriebe an sich bekannt, bei größeren Belastungen weitere Generatoren in Reihe mit den bereits in Betrieb befindlichen Maschinen zuzuschalten.

Erfindungsgemäß ist nur der der Schraubenmotorenzahl gleichen Zahl von Generatoren oder Generatorgruppe.n der vorhandenen Einheiten je ein Steuerregler zugeteilt, der während des Manövrierens die Drehzahlregelung und Umsteuerung jedes von einem Generator oder einer Generatorgruppe gespeisten Motors unabhängig von den anderen Motoren bewirkt, und es werden bei voller Fahrt die in Reihe geschalteten Motoren von den übrigen Generatoren, denen kein Steuerregler zugeteilt ist, in Reihe mit den ersten unter sich in Reihe geschalteten Generatoren oder .Generatorgruppen gespeist.

Die Erfindung ermöglicht in. einfacher Weise während des Manövrierens eine voneinander unabhängige Steuerung der Schraubenmotoren und während der vollen Fahrt eine Benutzung sämtlicher Generatoreinheiten der Anlage zur Speisung der Schraubenmotoren, wobei die während des Manövrierens nicht auf die Schraubenmotoren geschalteten Generatoren, denen kein Steuerregler zugeordnet ist, in Reihe mit den spannungsgesteuerten Generatoreinheiten und den Schraubenmotoren geschaltet werden können.

Die Erfindung ermöglicht ferner die Zuordnung einer¹ gleichen Anzahl von spannungsgesteuerten Generatoren zu jedem der Schraubenmotoren während des M rens, wenn die Erregung des einen

Generatoren unter einen gewissen Wert si| oder der Generator selbst oder seine Antriebsmaschine ausfällt. Die Erfindung weist außerdem den Vorteil auf, daß die Zahl der ίο zuzuschaltenden Generatoren nicht mit der Schraubenzahl übereinzustimmen braucht. Es wird also eine größere Freizügigkeit in der Zahl der je nach dem Leistungsbedarf erforderlichen Zusatzgeneratoren erzielt und die Zahl der Steuerregler erheblich beschränkt.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.

Die drei zweckmäßig von je einer Kraftmaschine, ζ. Β. von einer Dampfmaschine oder Dieselmaschine, angetriebenen Generatoren sind mit 1, 2 und 3 bezeichnet. Diese Generatoren .können mit den Schraubenmotoren 4 und 5 über Schalter 6, 7 und 8 und Schaltrelai'S 9, 10 und 11 verbunden werden. Durch Umlegen des Schalters 6 aus der veranschaulichten Stellung nach links kann der Generator 1 über den Schalter 7 mit dem Schraubenmotor 4 verbunden werden. Der diesbezügliche Stromkreis besteht aus den Leitungen 12, 13, 14, 15, 16, 17 und 18. In der gleichen Weise kann der Generator 3 auf den Schraubenmotor 5 durch Umlegen des Schalters 8 nach links über die Leitungen 19, 20, 21, 22, 23, 24 und 25 geschaltet werden. Fällt aus irgendeinem Grunde der Generator ι oder seine Antriebsmaschine aus, so kann der Generator 2 mit dem Motor 4 durch Umlegen des Schalters 6 nach rechts über die Leitungen 26, 27, 13, 14, 15, 16, 17, 28 und 29 verbunden werden. Fällt der Generator 3 oder seine Antriebsmaschine aus, so kann durch Umlegen des Schalters 8 nach rechts der Generator 2 mit dem Schraubenmotor 5 über die Leitungen 26, 30, 20, 21, 22, 23, 24, 31 und 29 verbunden werden.

Sofern die Schalter 6 und 8 sich in ihren linken Schaltstellungen befinden, kann durch Umlegen des Schalters 7 nach links der Generator 2 bei geeigneter Polarität in eine unvollkommene Reihenschaltung mit den Generatoren 1 und 3 und den Schraubenmotoren 4 und 5 eingeschaltet werden. Durch das Schließen der Kontakte des Relais 9 kann die Reihenschaltung völlig hergestellt werden. Sie besteht dann aus folgenden Verbindungen:

Generatori, Leitung 12, Schalter 6, Leitung 13, Schraubenmotor 4, Leitung 14, Kontakte 32 und 33 des Schaltrelais 9, Leitung 23, Schraubenmotor 5, Leitung 24, Schalter 8, Leitung 25, Generator 3, Leitung 19, Schalter 8, Leitung 20, Schalter 7, Leitung

■ 39, Generator 2, Leitung 26, Schälter 7, Leistung 17, Schalter 6 und Leitung 18. ·;*-. Durch die weiterhin noch vorgesehenen Re-

■ lais 10 und 11 kann die Verbindung zwi-" sehen dem Generator 1 und dem Motor 4 bzw. dem Generator 3 und dem Motor S auch unabhängig von dem Schalter 7 hergestellt werden. Die Verbindungen zwischen dem Generator ι und dem Motor 4 bzw. dem Generator 3 und dem Motor 5 sind derart wie vorstehend beschrieben, mit der Ausnahme, daß der betreffende Stromkreis statt durch den Schalter 7 durch die Schaltrelais 10 bzw. 11 geschlossen wird. Der Generator 2 kann durch Umlegen des Schalters 7- nach rechts mit dem Hilfsnetz 34, 35 verbunden werden.

Jeder der Generatoren 1 und 3 ist mit einem Steuerregler versehen, der eine unabhängige Regelung der Spannung des betreffenden Generators nach Größe und Richtung gestattet. Die Feldwicklung 36 des Generators ι ist über die Leitungen 37 und 38, den Schalter 39, die Leitungen 40 und 41, den Steuerregler 42 und die Leitungen 43 und 44 mit dem Netz 45, 46 verbunden. Durch Drehen der Steuerwalze des Steuerreglers 42 nach links wird die Generator- 9" spanntmg. in Richtung »voraus« und durch Drehen der Steuerwalze des Steuerreglers 42 nach rechts in Richtung »zurück« verstärkt. Die Feldwicklung 47 des Generators 3 ist über die Leitungen 48 und 49, den Schalter 50, die Leitungen 51 und 52, den Steuerregler 53 und die Leitungen 54 und 55 mit dem Netz 45, 46 verbunden. Im übrigen ist die Wirkungsweise des Steuerreglers 53 in bezug auf den Generator 3 die gleiche wie die Wirkungsweise des Steuerreglers 42 in bezug auf den Generator 1.

Die Feldwicklung 56 des Generators 2 liegt über den Schalter 57, die Leitungen 58 und 59, den drei unteren Kontakten des selbsttätigen Schalters 60 und die Leitungen 61 und 62 am Netz 45,46. Der selbsttätige Schalter 60 dient nur dazu, die Erregung des Generators 2 von null auf ihren Betriebswert zu bringen. Die Schnelligkeit der Erhöhung no der Erregung wird durch die Einstellung einer Luftbremse oder einer geeigneten Zeitverzögerungseinrichtung 63 bestimmt.

Beim Ausfallen des Generators 1 oder 3 kann die Feldwicklung 56 des Generators 2 mit dem Steuerregler 42 bzw. 53 über die Schalter 39, 57 und 50 verbunden werden. Beim Ausfallen des Generators 1 wird die Feldwicklung 56 durch Umlegen des Schalters 39 nach rechts und des Schalters 57 nach iao links an den Steuerregler 42 angeschlossen. Der diesbezügliche Stromkreis setzt sich

dann wie folgt zusammen: Feldwicklung 56, Schalter 57, Leitungen 64 und 65 und Schalter 39.

Zwischen den Schaltern 39 und 50 besteht eine Verriegelung 66, so daß, sofern der Schalter 39 sich in der rechten Stellung befindet, der Schalter 50 nicht in die linke Stellung gebracht, d. h. der Steuerregler 53 nicht mit der Feldwicklung 56 verbunden werden kann. In der gleichen Weise kann, wenn der Steuerregler 53 mit der Feldwicklung 56 des Generators über die Schalter 57 und 50 verbunden ist, infolge der Verriegelung 66 der Steuerregler 42 mit der Feldwicklung 56 nicht verbunden werden.

Nachstehend sei nun die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung näher erläutert.

Bei Beginn des Manövrierens wird durch Umlegen der Schalter 6 und 8 nach links der Schraubenmotor 4 auf den Generator 1 und der Schraubenmotor 5 auf den Generator 3 geschaltet. Durch Andern der Spannung des Generators 1 mit Hilfe des Steuerreglers 42 und des Generators 3 mit Hilfe des Steuerreglers 53 nach Größe und Richtung kann die Drehzahl und die Drehrichtung der Schraubenmotoren 4 und 5 eindeutig und unabhängig voneinander festgelegt werden. Da während des Manövrierens im beschränkten Fahrwasser hauptsächlich ein hohes Drehmoment bei geringer Drehzahl erforderlich ist, genügt für jeden Schraubenmotor die Leistung einer einzigen Kraftmaschine. Bei dieser Falirtstufe kann der Schalter 7 in der veranschaulichten Stellung stehen oder zur Verbindung des Generators 2 mit dem Hilfsnetz 34, 35 nach rechts umgelegt sein. Ferner sind bei dieser Fahrtstufe die Spulen der Schaltrelais 9, 10 und 11 unerregt und die Schalter dieser Relais in der veranschaulichten Stellung. In dem Stromkreis zwischen den Generatoren und den Schraubenmotoren sind daher bei dieser Fahrtstufe keine Steuerorgane vorhanden, welche die Anlage verwickelt und unzuverlässig machen würden. Hat das Schiff freies Fahrwasser erreicht, ist also volle Fahrt möglich und somit eine zusätzliche Leistung nötig, so wird der Generator 2 in die oben beschriebene unvollkommene Reihenschaltung durch Umlegen des Schalters 7 nach links eingeschaltet. Diese Schalthandlung kann zweckmäßig in dem .Maschinenraum erfolgen. Der Stromkreis der Reihenschaltung wird durch das Schaltrelais 9 geschlossen, wenn der dem Generator 1 zugeordnete Steuerregler 42 und der dem Generator 3 zugeordnete Steuerrcgler 53 in der Stellung »voll voraus« (S toi-

fio lung c) sich befinden, denn in diesem Falle ist die Spule des Schaltrelais 9 erregt und damit der Schalter dieses Relais geschlossen. Der Stromkreis der Erregerspule des Schaltrelais 9 setzt sich dann wie folgt zusammen:

Netzleitung 45, Leitungen 43 und 67, Kontakt 68, Segment 69 und Kontakt 70 des Steuerreglers 42, Leitung 71, Kontakt J2, Segment 73 und Kontakt 74, Leitung 75, Spule 76, Leitung 7/, Kontakte 78, Schaltmesser 79, Leitung 80, Netzleitung 46.. Gleichzeitig mit der Erregung der Spule 76 des Schaltrelais 9 ist die parallel zu dem Erregerstromkreis der Spule y6 geschaltete Spule 81 des Schaltrelais 60 erregt und damit die Feldwicklung 56 des Generators 2 an das Netz 45, 46 angeschlossen. Auf diese Weise sind dann in der Stellung »voll voraus« der Steuerregler 42 und 43 und in der linken Stellung des Schalters 7 die Generatoren 1, 2 und 3 mit den Schraubenmotoren 4 und 5 in Reihe geschaltet.

Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Erregung des Generators 2 mittels der Zeitverzögerungseinrichtung 63 schrittweise'. Es könnte aber selbstverständlich die Erregung des Generators 2 auch in einer einzigen Stufe erfolgen.

Wird der Steuerregler 42 oder 53 aus der Stellung »voll voraus« (Stellung c) bewegt, so werden gleichzeitig die Er reger Stromkreise 9" der Spulen der Schaltrelais 9 und 60 unterbrochen. Damit wird auch der Erregerstromkreis des Generators 2 unterbrochen und der Generator 2 bis auf null entregt. Gleichzeitig wird der Erregerstromkreis der Schaltrelais 10 und 11 geschlossen. Der diesbezügliche Stromkreis setzt sich wie folgt zusammen:

Netzleitung 45, Leitung 43, Kontakt 82, Segment 83 oder 84 und Kontakt 85 des Steuerreglers 42 (oder Netzleitung 45, Lei- too tung 54, Kontakt 86, Segment 87 oder 88 und Kontakt 89 des Steuerreglers 53), Leitung 90 und 91, Kontakte 92, Leitung 93, Erregerspulen 94 und 95, Leitung 80 und Netzleitung 46. Durch das Schließen der Schalter der Schaltrelais 10 und 11 werden unabhängig von dem Schalter 7 die Stromkreise zwischen dem Generator 1 und dem Schraubenmotor 4 bzw. dem Generator 3 und- dem Schraubenmotor 5 geschlossen. Auf diese Weise wird also auch dann, wenn der Generator 2 durch den Schalter 7 mit den anderen Generatoren und den Schraubenmotoren hintereinandergeschaltet ist, stets beim Entfernen eines der Steuerregler 42 oder 53 aus der Stellung »voll voraus« die Maiiövrierschaltung hergestellt, d. h. die Schraubenmotoren werden mit den spannungsgeregelten Generatoren so verbunden, daß sie unabhängig voneinander gesteuert werden können, und die nicht spannungsgeregelten Generatoren werden aus dem Speisestromkreis für die Schrauben-

motoren ausgeschaltet. Sobald die Steuerregler 42 und S3 sich wieder in der Stellung »voll voraus« befinden, sind die Spulen der Schaltrelais 9 und 60 wieder erregt und damit sämtliche Generatoren wiederum mit den Schraubenmotoren hintereinandergeschaltet.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind drei Generatoren und zwei Schraubenmotoren vorhanden. Es konnten natürlich auch fünf Generatoren und zwei Schraubenmotoren vorgesehen sein. Wesentlich ist, daß die Zahl der Generatoren nicht teilbar ist durch die Zahl der Schraubenmotoren.

Claims (2)

1. P-ATENTAN SPRÜCHE:

   i. Durch Leonardschaltung gesteuerter elektrischer Schraubenantrieb für Mehrschraubenschiffe, bei dem die Zahl der Generatoreinheiten nicht teilbar ist durch die Zahl der Schraubenmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß der der Schraubenmotorenzahl gleichen Zahl von Generatoren oder Generatorgruppen der vorhandenen Einheiten je ein Steuerregler zugeteilt ist, der während des Manövrierens die Drehzahlregelung und Umsteuerung jedes von einem Generator oder einer Generatorgruppe gespeisten Motors unabhängig von den anderen Motoren bewirkt, und daß bei voller Fahrt die übrigen Generatoren, denen kein Steuerregler zugeteilt ist, in Reihe mit den ersten, unter sich in Reihe geschalteten Generatoren oder Generatorgruppen die ebenfalls in Reihe geschalteten Motoren speisen.
2. 2. Schraubenantrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Verriegelung, welche die Reihenschaltung der Leonard-Generatoren mit dem oder den übrigen Generatoren und die Aufrechterhaltung dieser Schaltung nur dann gestattet, wenn sämtliche Steuerregler auf »voll voraus« eingestellt sind.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen