Getriebe für die Kupplung von Kraftmaschinen hoher Drehzahl (beispielsweise
Gasturbinen) mit Arbeitsmaschinen niedriger Drehzahl Es ist mitunter erforderlich,
eine Arbeitsmaschine verhältnismäßig niedriger Drehzahl durch eine Kraftmaschine
extrem hoher Drehzahl anzutreiben, so daß ein Übersetzungsgetriebe mit großem Übersetzungsverhältnis
dazwischengeschaltet werden muß. Beispielsweise ergeben sich derartige Verhältnisse,
wenn man eine Schiffsschraube durch eine Gasturbine antreiben will. Bei kleinen
Leistungen ist dann die Drehzahl der Gasturbine extrem hoch (bis zu 40 000 Umdr./Min.).
Es ist dann schwierig, ein von der Turbine unmittelbar angetriebenes Zahnradgetriebe
zu bauen, da das Getriebe eine extrem hohe Präzision aufweisen müßte.Gearboxes for the coupling of high-speed engines (for example
Gas turbines) with low-speed machines It is sometimes necessary to
a relatively low speed work machine by an engine
to drive extremely high speed, so that a transmission gear with a large gear ratio
must be interposed. For example, there are such conditions,
if you want to drive a ship's propeller through a gas turbine. With small ones
The speed of the gas turbine is then extremely high (up to 40,000 revolutions per minute).
It is then difficult to use a gear drive directly driven by the turbine
to build because the gear would have to have an extremely high precision.
Die Erfindung betrifft nun ein Getriebe, mit dem Kraftmaschinen hoher
Drehzahl, beispielsweise Gasturbinen, mit Arbeitsmaschinen niedriger Drehzahl gekuppelt
werden können. Die Erfindung sieht vor, die Kraftmaschine mit einem aus einem Generator
und einem Motor bestehenden und mit einer Mittelfrequenz in der Größenordnung von
5oo bis iooo Hz arbeitenden, die Drehzahl herabsetzenden elektrischen Getriebe zu
kuppeln, das in an sich bekannter Weise über ein die Drehzahl weiter herabsetzendes
mechanisches Getriebe (insbesondere Zahnradübersetzung) die Arbeitsmaschine antreibt.
Durch ein solches Getriebe wird eine unmittelbare Kupplung der Welle der Kraftmaschine
mit dem die Arbeitsmaschine antreibenden mechanischen Getriebe vermieden. Es kann
hingegen die beispielsweise als Gasturbine ausgebildete Kraftmaschine auch bei extrem
hohen Drehzahlen noch unmittelbar mit dem elektrischen
Getriebe
gekuppelt werden, da die Frequenz, mit der das elektrische Getriebe betrieben wird,
derart hoch liegt, daß die Drehzahl des Generators des elektrischen Getriebes noch
mit der Drehzahl der Kraftmaschine in Übereinstimmung zu bringen ist. Der Generator
des Getriebes fällt wegen seiner hohen Frequenz und seiner hohen Drehzahl außerordentlich
klein aus. Die Verwendung von Mittelfrequenz, wie es die Erfindung vorsieht, gestattet
also die Lösung von Aufgaben, die mit elektrischen Getrieben, die mit der üblichen
Netzfrequenz von 5o bis 6o Hz betrieben werden, nicht durchführbar sind.The invention now relates to a transmission, with the engine high
Speed, for example gas turbines, coupled with low-speed machines
can be. The invention provides the engine with one of a generator
and a motor and with a center frequency of the order of
500 to 10000 Hz working, the speed reducing electric gear to
couple that in a manner known per se via a further reducing speed
mechanical transmission (especially gear ratio) drives the machine.
Such a transmission creates a direct coupling of the shaft of the engine
avoided with the mechanical transmission driving the machine. It can
on the other hand, the engine, designed for example as a gas turbine, even at extreme
high speeds still directly with the electric
transmission
be coupled, since the frequency with which the electric gear is operated
is so high that the speed of the generator of the electric transmission is still
is to be brought into agreement with the speed of the engine. The generator
the gearbox falls extraordinarily because of its high frequency and high speed
small out. The use of medium frequency, as provided by the invention, allows
in other words, the solution of tasks with electric gears, with the usual
Mains frequencies of 5o to 6o Hz are not feasible.
Die Zeichnung veranschaulicht die neue Anordnung an einem Beispiel.
I soll eine Gasturbine darstellen, die über die Welle 2 den inneren Läufer 3 des
elektrischen Getriebes antreibt. Der mit der geringen Drehzahl umlaufende Läufer
4 umschließt den ringförmigen Ständer 5 des elektrischen Getriebes. Dieser ringförmige
Ständer 5 besteht aus für die verwendete Mittelfrequenz geeignetem Eisenblech. An
der inneren Mantelfläche befindet sich eine Wechselstromwicklung, die mit dem Läufer
3, der beispielsweise eine Gleichstromerregung aufweisen kann, zusammen als Generator
arbeitet. An der äußeren Mantelfläche des Ständers 5 befindet sich eine von der
inneren Wechselstromwicklung gespeiste zweite Wechselstromwicklung mit einer dem
Übersetzungsverhältnis entsprechenden größeren Polzahl. Diese zweite Wechselstromwicklung
arbeitet dann mit dem Läufer 4 zusammen, der beispielsweise eine Käfigwicklung aufweist
und als Asynchronmotor arbeitet. 6 soll die mit der Gasturbine I verbundene Tragkonstruktion
für den Ständer 5 des elektrischen Getriebes veranschaulichen. Der Läufer 4 ist
nun mit dem Ritzel 7 einer Zahnradübersetzung gekuppelt, deren größeres Zahnrad
8 die Schiffsschraube 9 antreibt. Beispielsweise kann das elektrische Getriebe das
Übersetzungsverhältnis Io : I aufweisen, so daß das Ritzel 7 der Zahnradübersetzung
mit der Drehzahl na = 4000 Umdr./Min. arbeitet, während die Schiffsschraube infolge
der Herabsetzung der Drehzahl im Verhältnis 5 : 1 mit der Drehzahl 8oo Umdr./Min.
läuft.The drawing illustrates the new arrangement using an example.
I is intended to represent a gas turbine, which via the shaft 2, the inner rotor 3 of the
electric transmission drives. The rotor rotating with the low speed
4 encloses the annular stator 5 of the electric transmission. This ring-shaped
Stand 5 consists of sheet iron suitable for the medium frequency used. At
the inner surface is an alternating current winding that connects to the rotor
3, which can for example have direct current excitation, together as a generator
is working. On the outer surface of the stator 5 is one of the
inner alternating current winding fed second alternating current winding with one of the
Transformation ratio corresponding to a larger number of poles. This second AC winding
then works together with the rotor 4, which has a cage winding, for example
and works as an asynchronous motor. 6 is intended to be the supporting structure connected to the gas turbine I.
illustrate for the stator 5 of the electric transmission. Runner 4 is
now coupled with the pinion 7 of a gear ratio, the larger gear of which
8 drives the propeller 9. For example, the electric transmission can do that
Gear ratio Io: I have, so that the pinion 7 of the gear ratio
with the speed na = 4000 rev / min. works while the propeller as a result
the reduction of the speed in the ratio 5: 1 with the speed 8oo rev / min.
runs.
Mitunter erweist es sich aus Raumgründen als zweckmäßig, den Motor
und den Generator des elektrischen Getriebes nicht miteinander zu vereinigen, wie
es in Fig. I der Fall ist, sondern gesonderte Maschinen, die örtlich getrennt aufgestellt
werden können, zu verwenden. Fig.2 zeigt eine derartige Anordnung mit dem Generator
Io und dem Motor II des elektrischen Getriebes, beispielsweise besitzt der Generator
die Polpaarzahl 2, während der Motor infolge der Herabsetzung der Drehzahl im Verhältnis
Io : I eine Polpaarzahl 2p = 2o aufweist. Infolge der Drehzahl von n = 40 ooo an
der Gasturbine ergibt sich dann eine Frequenz von 666 Hz am Motor und am Generator.Sometimes it proves to be useful for reasons of space, the engine
and not to unite the generator of the electric transmission, such as
it is the case in Fig. I, but separate machines that are set up locally
can be to use. 2 shows such an arrangement with the generator
Io and the motor II of the electric transmission, for example, owns the generator
the number of pole pairs 2, while the motor as a result of the reduction in speed in relation
Io: I has a number of pole pairs 2p = 2o. As a result of the speed of n = 40,000
the gas turbine then results in a frequency of 666 Hz on the engine and on the generator.