Steuereinrichtung für einen dieselelektrischen Schiffsantrieb Bei
sogenannten Genauigkeitssteuerungen für Leonardantriebe sind Maßnahmen bekanntgeworden,
um die Geschwindigkeit des Motors mit der Stellung des Steuerhebels stets in übereinstimmung
zu bringen. Diese Genauigkeitssteuerungen sind vorzugsweise bei Förderanlagen angewendet
worden, bei denen ein Antriebsmotor von einem zugeordneten Generator gespeist wird.
Hierzu sind beispielsweise mit dem Motor konstant erregte Gleichstrommaschinen als
Geber gekoppelt und die Felder der Steuermaschine und des Motors durch Regler beeinflußt,
deren Meßwerke an die Reihenschaltung des Motors und des Kommandoschalters angeschlossen
sind, wobei der Kommandoschalter je nach seiner Stellung eine bestimmte konstante
Spannung festlegt.Control device for a diesel-electric ship propulsion system
so-called precision controls for Leonard drives have become known measures
to keep the speed of the engine in line with the position of the control lever
bring to. These precision controls are preferably used in conveyor systems
been in which a drive motor is fed by an associated generator.
For this purpose, for example, DC machines that are constantly excited by the motor are used as
Encoder coupled and the fields of the control machine and the motor influenced by controllers,
whose measuring units are connected to the series connection of the motor and the command switch
are, the command switch depending on its position a certain constant
Voltage determines.
Auch ist es bekannt, eine zusätzliche Erregung des Leonardgenerators
vorzunehmen, die in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors steht. Hierzu hat man
mit dem Motor gekoppelte Dynamos mit fester Grunderregung auf Spannungsregler einwirken
lassen, die die Zusatzerregung steuern. Außerdem sind bei solchen Anlagen Mittel
bekanntgeworden, um in Nullage des Steuerhebels Pendelungen zu vermeiden und einen
Stillstand der Anlage sicherzustellen, der durch die Remanenz und sonstige Einflüsse
an sich nicht gesichert ist. Diese Mittel zur eindeutigen Zuordnung der Fahrhebelstellung
zur Motordrehzahl sind jedoch nur bei einfachen Antrieben der genannten Art brauchbar;
sie eignen sich jedoch nicht für eine der Erfindung zugrunde liegende Steuereinrichtung
für einen dieselelektrischen Schiffsantrieb, bei dem im Betrieb die Zahl der arbeitenden
Diesel-Generatorsätze verändert werden kann unter Verwendung eines mit dem Fahrhebel
gekuppelten Umkehrfeldstellers, durch den die Solldrehzahl der Antriebsmotoren als
Spannung an einem Widerstand abgegriffen und mit der Spannung eines mit einem Antriebsmotor
gekuppelten Tachodynamos im Sinne einer Nachsteuerung der Generator-Erregerspannung
verglichen wird.It is also known to have an additional excitation of the Leonard generator
which depends on the speed of the engine. For this one has
Dynamos coupled to the motor with fixed basic excitation act on the voltage regulator
let that control the additional excitation. In addition, there are resources in such systems
became known to avoid swings in the zero position of the control lever and a
To ensure a standstill of the system, due to the remanence and other influences
is not secured in itself. This means for the clear assignment of the driving lever position
for the engine speed, however, can only be used with simple drives of the type mentioned;
however, they are not suitable for a control device on which the invention is based
for a diesel-electric ship propulsion system, in which the number of people working in operation
Diesel generator sets can be changed using one with the drive lever
coupled reversing field controller, through which the target speed of the drive motors as
Voltage tapped at a resistor and with the voltage one with a drive motor
coupled tachodynamics in the sense of a readjustment of the generator excitation voltage
is compared.
Bei solchen Antrieben kann eine eindeutige Zuordnung zwischen Fahrhebelstellung
und Motordrehzahl bei einer beliebigen Anzahl im Betrieb befindlicher Diesel-Generatorsätze
nach der Erfindung jedoch dadurch erreicht werden, daß die Erregung der Antriebsmotoren
in Abhängigkeit der Erregerspannung für die Generatoren und dem im Hauptstromkreis
fließenden Strom auf die durch die Fahrhebelstellung vorgegebene Sollgröße nachgesteuert
wird. Vorteilhafterweise kann in an sich bekannter Weise der Strom im Hauptstromkreis
an einem Shunt abgegriffen werden, der mit der Generator-Erregerspannung verglichen
wird. Der aus diesem Vergleich erhaltene Wert kann dann auf einen öldruckerreger
gegeben werden, der einen Drehtransformator antreibt, dessen Sekundärwicklung über
Gleichrichter auf die Erregerwicklungen der Antriebsmotoren geschaltet ist.In the case of drives of this type, there can be a clear assignment between the driving lever position
and engine speed for any number of diesel generator sets in operation
according to the invention, however, can be achieved in that the excitation of the drive motors
depending on the excitation voltage for the generators and that in the main circuit
flowing current is readjusted to the target value specified by the driving lever position
will. The current in the main circuit can advantageously be used in a manner known per se
be tapped at a shunt, which is compared with the generator excitation voltage
will. The value obtained from this comparison can then refer to an oil pressure exciter
be given, which drives a rotary transformer, whose secondary winding over
Rectifier is connected to the excitation windings of the drive motors.
In Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes kann in an sich bekannter
Weise zur 1Tberstrombegrenzung besonders beim Anfahren des Antriebes ein Hallgenerator
benutzt sein, durch den die Erregung der Generatoren zurückgesteuert wird. Zur Dämpfung
der Drehzahlregelung ist an dem Ausgang des Erregergenerators vorteilhafterweise
ein an sich bekannter Dämpfungstransformator angeschlossen, der beispielsweise über
Magnetverstärker auf die Erregung des Erregergenerators wirkt.In a further development of the subject matter of the invention, in per se known
Way to limit the overcurrent, especially when starting the drive, a Hall generator
be used, through which the excitation of the generators is reversed. For cushioning
the speed control is advantageous at the output of the exciter generator
a known damping transformer connected, for example via
Magnetic amplifier acts on the excitation of the exciter generator.
Der Gegenstand der Erfindung ist an Hand der Zeichnung nachfolgend
näher erläutert.The subject matter of the invention is based on the drawing below
explained in more detail.
Die eine Schiffsschraube P antreibenden Propellermotoren Ml und M2
sind mit Steuergeneratoren G1, G., und G3 in einem Leonardkreis zusammengeschaltet.
Die Erregungen der Motoren werden von einem Drehtransformator T über Gleichrichter
Gll gespeist. Sie sind parallel geschaltet und durch Justierwiderstände RMl und
RM2 abgeglichen. Die Steuergeneratoren G1, G., und G3 werden durch eine gemeinsame
Erregermaschine EG erregt, die zwei fremderregte Wicklungen besitzt, die ihrerseits
von je einem Gegentaktmagnetverstärker MVI und MVII gespeist werden. Die Erregerwicklungen
der Generatoren sind unter Vorschaltung von Justierwiderständen R 61 und R 63 an
die Erregermaschine E 6 angeschlossen.The propeller motors M1 and M2 driving a ship's propeller P are interconnected with control generators G1, G., and G3 in a Leonard circuit. The excitations of the motors are fed by a rotary transformer T via rectifier Gll. They are connected in parallel and adjusted by means of adjustment resistors RMl and RM2. The control generators G1, G., and G3 are excited by a common excitation machine EG, which has two separately excited windings, which in turn are each fed by a push-pull magnetic amplifier MVI and MVII. The excitation windings of the generators are connected to the excitation machine E 6 with adjustment resistors R 61 and R 63 connected upstream.
Die Vorgabe der gewünschten Drehzahl erfolgt durch einen mit dem Fahrhebel
gekuppelten Sollwertsteiler
S. Die Solldrehzahl wird dabei als
Spannung an einem Widerstand RS abgegriffen. Eine mit den Propellermotoren gekuppelte
Tachodynamomaschine TD liefert die Istspannung, die mit der Sollspannung verglichen
wird. Die Differenz von Soll- und Istspannung steuert die auf einen Mittelwert vormagnetisierten
Magnetverstärker MVI und MVII aus, die dann ihrerseits entsprechend den Erregergenerator
EG erregen.The required speed is specified by using the drive lever
coupled setpoint divider
S. The target speed is shown as
Voltage tapped at a resistor RS. One coupled to the propeller motors
Tacho dynamo machine TD supplies the actual voltage, which is compared with the nominal voltage
will. The difference between target and actual voltage controls the pre-magnetized to a mean value
Magnetic amplifiers MVI and MVII, which in turn control the exciter generator
Excite EG.
Beim Anfahren des Antriebes ist die Differenz zwischen Soll- und Istspannung
am größten, so daß der Magnetverstärker ganz geöffnet ist. Dadurch fließt im Fahrkreis
so lange ein Überstrom, bis die Propellermotoren Ml und M., auf eine genügend hohe
Drehzahl gekommen sind, die eine Verringerung der Spannungsdifferenz mit sich bringt,
so daß, von kleinen Regelabweichungen abgesehen, schließlich eine Übereinstimmung
zwischen Soll- und Istdrehzahl besteht. Durch die Strombegrenzung werden die Ströme
auf einen einstellbaren Wert begrenzt. Der Strom wird dabei mittels eines Hallgenerators
H gemessen und durch nicht näher bezeichnete Gleichrichter gleichgerichtet. Beim
Auftreten von Überströmen steigt die Hauspannung über den Schwellwert der Gleichrichter,
so daß die beiden Magnetverstärker MV, und MVII mittels einer weiteren nicht
in Gegentakt geschalteten Wicklung zurückgesteuert werden. Die Hauspannung und damit
der gewünschte Wert des Nennstromes können am Widerstand RJ eingestellt werden.
Die Strombegrenzung greift erst beim Auftreten von überströmen in die Steuerung
der Magnetverstärker ein. Falls der Schwellwert der besagten Gleichrichter nicht
ausgenutzt werden soll, kann in den Strombegrenzungskreis eine an einem Potentiometer
abgegriffene konstante Spannung geschaltet werden.When the drive starts up, the difference between the nominal and actual voltage is greatest, so that the magnetic amplifier is fully open. As a result, an overcurrent flows in the driving circuit until the propeller motors Ml and M have reached a sufficiently high speed, which brings about a reduction in the voltage difference, so that, apart from small control deviations, finally a correspondence between the target and actual speed consists. The current limitation limits the currents to an adjustable value. The current is measured by means of a Hall generator H and rectified by rectifiers (not shown). When overcurrents occur, the house voltage rises above the threshold value of the rectifier, so that the two magnetic amplifiers MV and MVII are controlled back by means of a further winding that is not switched in push-pull. The house voltage and thus the desired value of the nominal current can be set at the resistor RJ. The current limitation only intervenes in the control of the magnetic amplifier when an overcurrent occurs. If the threshold value of said rectifier is not to be used, a constant voltage tapped at a potentiometer can be switched into the current limiting circuit.
Zur Stromregulierung wird der Strom im Fahrkreis, d. h. dessen Spannungsabfall,
an einem Shunt RS mit der Spannung des Erregergenerators EG verglichen. Die Vergleichsgröße
beeinflußt einen ÖI-druckregler HR, der einen Drehtransformator T antreibt, dessen
Primärseite an ein Wechselstromnetz angeschlossen ist. Die Sekundärseite des Drehtransformators
speist über den Gleichrichter Gll die Erregung der Propellermotoren. Die Drehzahl-
und Stromregelanordnungen sind zur Vermeidung eines Aufschaukelns vorteilhafterweise
gedämpft, wobei die Dämpfung für die Stromregelung im Öldruckregler HR vorgesehen
ist, wogegen die Dämpfung der Drehzahlregelung durch einen in den Ausgang des Erregergenerators
EG geschalteten Dämpfungstransformators DTr erfolgt. Die Sekundärwicklung dieses
Dämpfungstransformators ist in Gegentaktschaltung auf die Magnetverstärker zurückgeführt.
Bei einer schlagartigen Änderung der Spannung der Erregermaschine EG wird im Dämpfungstransformator
eine Spannung induziert, die der Aussteuerung des Magnetversxärkers entgegenwirkt,
wodurch Pendelungen vermieden werden. An Stelle des besagten Dämpfungstransformators
kann auch eine an sich bekannte Brückenrückführung gewählt werden. Die für größere
Anlagen vorbeschriebene Anordnung kann zur Verwendung bei Antrieben kleinerer Leistung
dadurch vereinfacht werden, daß unter Fortfall einer gesonderten Erregermaschine
die Steuergeneratoren unmittelbar von den Magnetverstärkern erregt werden. Außerdem
kann es bei Antrieben sehr großer Leistung vorteilhaft sein, eine zusätzliche, vom
Drehtransformator erregte Erregermaschine für die Propellermotoren oder eine andere
Zusatzmaschine vorzusehen. Diese Anordnung ergibt, unabhängig von der Zahl der gerade
auf die Propeller arbeitenden Diesel-Generatorsätze, stets eine eindeutige Zuordnung
der Motordrehzahl zur Fahrhebelstellung.To regulate the current, the current in the driving circuit, i. H. its voltage drop,
at a shunt RS compared with the voltage of the exciter generator EG. The benchmark
affects an oil pressure regulator HR, which drives a rotary transformer T, its
Primary side is connected to an alternating current network. The secondary side of the rotary transformer
feeds the excitation of the propeller motors via the rectifier Gll. The speed
and flow control arrangements are advantageous for avoiding rocking
damped, the damping provided for the current control in the HR oil pressure regulator
is, whereas the damping of the speed control by an in the output of the exciter generator
EG switched damping transformer DTr takes place. The secondary winding of this
The damping transformer is fed back to the magnetic amplifier in a push-pull circuit.
In the event of a sudden change in the voltage of the exciter EG, the damping transformer
induces a voltage that counteracts the modulation of the magnetic amplifier,
thereby avoiding oscillations. Instead of the aforementioned damping transformer
a bridge return known per se can also be selected. The one for bigger ones
The arrangement described above can be used for drives with a lower output
can be simplified by eliminating the need for a separate exciter
the control generators are excited directly by the magnetic amplifiers. aside from that
it can be advantageous for drives with very high performance to add an additional, from
Rotary transformer excited exciter for the propeller motors or another
Additional machine to be provided. This arrangement yields regardless of the number of even
on the propeller working diesel generator sets, always a clear assignment
the engine speed to the driving lever position.