Generatoranlage für Wechseistram konstanter Frequenz bei wechselnder
Antriebsdrehzahl Die Erfindung betrifft eine GeneratoranNge fUr Wichselstrom konstanter
Frequenz bei wechselnder Antriebsdrehzahl. Solche Anlagen finden Anwendung bei Straßenfahrzehgen,
Plugzeugen und SchMen, deren zum Antrieb bestimmte Verbrennungsmotoren oder Gasturbinen
gleichzeitig auch die Generatoranlage antreiben könney wo aber die Drehzahl der
Antriebewelle durch Einflüsse des Antriebsmotors durch wechselnde Fahtwiderstände
wechseln kann.Generator system for Wechseistram constant frequency with changing
Drive speed The invention relates to a generator system for alternating current that is more constant
Frequency with changing drive speed. Such systems are used in road vehicles,
Plugzeugen and SchMen, their internal combustion engines or gas turbines intended to drive them
at the same time also drive the generator system, but where the speed of the
Drive shaft due to influences of the drive motor due to changing track resistances
can switch.
Die -*-nlage enthilt einen ein Wechselstromnetz direkt speisen--den
Synchrongenerator und ein von einer Antriebstelle angetriebenes Differentialgetriebe,
dessen kusgangswelle den Synchrongenerator mit Hilfe einer Drehzahlregelung mit
konstanter Drehzahl antreibt. im Schiffbau, wo die Antriebewelle die Schifispropellerwelle
iat, wird eine solche inlagt als llllengenerator.-.Anlage- bezeichnet, Ein zwischen
der Antriebzwelle und einem Generator, der ein Bordnetz mit koustanter Fraguenz
speizt, vorgesehenes Diffe&?
rentialgetriebe ermöglicht es,
d«irch Verändern der DI-ehzahl äeiner Differenzwelle die Schwarücangen der Drehzahl
der Antriebswelle auszugleichen*and eine konstante Drehzahl des "Generators zu erreichen.
Es ist bekannt, zum Zirecke der'Regelung der Drehzahl des Generators die Differenzwelle
mittels eines seinerseits von der Antriebswelle angetriebenen hydrostatischen Getriebes
zu drehen, wobei eine Regelung der Ausgangsdrehzahl des Differentialgetriebes über
eine Verstellung der Übersetzung des hydrostatischen Getriebes erfolgen kann.The - * - system contains a synchronous generator that feeds an alternating current network directly, and a differential gear driven by a drive point, the output shaft of which drives the synchronous generator with the aid of a speed control at constant speed. In shipbuilding, where the drive shaft is the ship's propeller shaft, such an inlay is referred to as an all-round generator. The differential gear makes it possible, by changing the DI number of a differential shaft, to compensate for the blackness of the speed of the drive shaft and to achieve a constant speed of the generator to rotate the hydrostatic transmission driven by the drive shaft, it being possible for the output speed of the differential gear to be regulated by adjusting the transmission ratio of the hydrostatic transmission.
Diese Regelung ist vorgesehen für einen bestimmten Drehzahlbereich
der Antriebswelle, beispielsweise für Drehzahlen von mindestens 80 % der
Nenndrehzahl. Die Regelung versagt, wenn die Drehzahl der Antriebewelle unter einen
bestimmten Viert abfällt, so daß dann die Drehzahl des Generators ünd die Netzfrequenz
absinken, FUr diesen Fall sind an Bord eines Fahrzeuges weitere, von dem
zum Antrieb dienenden Motor unabhängige' Stromerzeuger vorgesehen, auf die im Falle
eines voraussehbaren Drehzahlabfalle der Antriebswelle (LanSeamfahrt, Anhalten,
Umsteuern) rechtzeitig umgeschaltet wird, so daß dann zumindest wichtige Stromverbräucher
weiter mit konstanter Frequenz und konstanter Spannung versorgt werden können.This regulation is provided for a certain speed range of the drive shaft, for example for speeds of at least 80% of the nominal speed. The regulation fails if the rotational speed of the drive shaft drops below a certain Fourth, so that then the speed of the generator Uend decrease the mains frequency, for this case are provided on board a vehicle further, independent of the serving for the drive motor 'power generator, on the In the event of a foreseeable drop in speed of the drive shaft (LanSeam drive, stopping, reversing), switching is done in good time so that at least important power consumers can then continue to be supplied with a constant frequency and constant voltage.
Das rechtzeitige Umschalten auf andere Stromerzeuger ist bei den bekannten
Generatoranlagen bei plötzlicheni unvorherge,.-sehenen Drehzahleinbrüchen der Antriebswelle
nicht mögli--h.
Selbst bei "#.utomatischem Umschal-u-en vergeht
zwischen dem Befehl dazu und dem Erreichen der Sollfrequenz und Sollspaiuiung eine
bestimmte, durch die mechanischen und elek.-trischen Zeitkonstanten der neu einzuschaltenden
Maschinen und Schaltgeräte beding-t-je Zei-14j. Während dieser Zeit ver.-ringern
si;,th Frequenz und Spannung des Bordnetzes, vias bei der Wichtigkeit der von ihnen
vertorgten Beleuchtungs-s Ortungs-, Signal- und Steuergeräte schwerwiegende Folgen
haben li,-,nn-# Die vorli-egende Erfindung sucht dieeen Nachteil zu vermeiden, indem
sie eine Generatoranlage vorschlägt, welche eine annähernd konstante Frequenz auch
in den genannten Störungefällen aufrechterhält, und zwar zumindest für die' Zeitdauer-"
die bis zur Betriebsbereitschaft anderer Stromerzeuger vergeht,; Dieses Ziel wird
dadurch erreicht, daß dLue an die Differenzwelle des Differen-,ialgetriebes angekuppelte,
zusätzliche' Vlezhselstromm,-,schiiie im Normalbetrieb als Generator arbeitet und
das Wechselstromnetz über einen Umrichter'speist und daß bei Plötzlichem5 unvorhergemehenem
Abfall der Drehzahl der Antriebswelle unter einen Mindestwert die zusätzliche
Wechselstrommaschine
mittels eines Unachalters vom Umrichter getrennt
und als Motor direkt an das Wechseletromnetz angeschlossen ist.In the known generator systems, it is not possible to switch to other power generators in good time if there are sudden drops in speed of the drive shaft. Even with "# .utomatic switch-over, a certain time constant due to the mechanical and electrical time constants of the new machines and switching devices to be switched on" passes between the command to do so and the reaching of the setpoint frequency and setpoint retardation. During this time, the frequency and voltage of the on-board network decrease, vias the importance of the lighting, signaling and control devices supplied by them have serious consequences li, -, nn- # The present invention seeks to avoid these disadvantages by proposing a generator system which maintains an approximately constant frequency even in the aforementioned malfunctions, at least for the "duration" that elapses until other power generators are ready for operation; This goal is achieved in that the additional Vlezhselstromm, coupled to the differential shaft of the differential gear, works as a generator in normal operation and feeds the AC network via a converter and that in the event of a sudden, unpredictable drop in the speed of the drive shaft below one Minimum value the additional AC machine is separated from the converter by means of a switch and connected directly to the AC grid as a motor.
Die Drehzahl n 3 der den Synchrongenerator antreibenden Ausgangswelle
des Differentialgetriebes ergibt sich bekanntlich, wenn man vereinfachend die Übersetzungsverhältnisse
der Drebzahlen des Differentialgetriebes als 1 : 1 annimittg als Differenz
der Drehzahl ni der Antriebswelle und der Drehzahl n2 der Differenzwelle: n, Da
die Drehzahl n3 konstant bleiben sollg =O In der Pormel bei einer Verringerung
des Bum»uden », der Silmmmnl n2 -
vergrößert Werden, daß heißtg die
Drehzahl xL2 MIS ihrem Betrag nach kleiner werden& Die Drehzahl n2 wird zu Ihll
bei einem bestizten Mindestwert der Drehzahl der intrieb&-ni min wolle. Um auch
unterhalb des Mindestwertes ni mia die Korkstanz der Drehzahl zu erhalten,
muß die DrehzA1 a2 ihr n3 Vorzeichen wechseln, was durch das erfindungsgeaUe fizoebal"
ten der zusätzlichen Wechseletromaschine von Generator- auf Motorbetrieb bei der
Umschaltdrehzahl n1 e ' die Ot» d«
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daß der Bin.
sangefitrom des-Wechselrichterteils den Umrichters dreh-
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Die Erfindung sei im folgenden an Hand einer Zeichnung
beschrieben*
Eine mit der verLiderlichen Drehzahl ni umlaufende
Äu-
triebewelln- 19 hier eine. treibt
ein Dif f ereet-4-klalgetriebe 4,eu. Dessen mit der
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Pregelten Drehzahl n 3 umlaufende Aussansew*ll*
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Üblicher Weine durch die »Mäßtrwicklung 6 uregten
Syn-
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mit dee Dreh-.
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ein»a aus
den Gleiahricht-er 10 und dem WechoelrIchter
11 bestehen-
den umriahie-r -das Netz 5 gleichzeitig tait-
den 87aebrolk.
generator.7 speist* Eine Regelung der geschieht
nach einem vergleich den Istwerte der Frequenz £,(propor-,
tional x#) mit der Sollfrequenz t. mittels eines
Vergleicht.
.glieda 12 durch den Regler Und Verstärker
13, der den Strom,
der Erregerwicklung 14 der zusätzlichen Weebsoletrm»oohine
8 verstel It# Dabei wird der en Woohselrich-
tors 11 durch eine durch einenwungepfell angedeutet*$
an sich bekannte und deshalb hier nicht weiter dargestellte Regelvorrichtung
konstant gehalten, Im ?alle eines plötzlichen, unvorhergesehenen Abfalle der Drehzahl
m# der Antriebswelle 1 unter den Mindestwert, bei der eine Umkehr der DrehrichtunE
der -Welle 2 nötig wirde um die Konstanz der Drehzahl 113 zu erhaltene trennt
der Ulaschalter 9 die zusätzliche Wechselstromaschine 8 von dem Umrichter
109 11 und schließt sie als Motor über die Leitung 15 direkt an das
Wechseletromnetz 5 an, Dabei wird die Prequenzregelung 12",13,14 unwirkem.
Gleichzeitig mit den Uä--. schalten können unwichtige Verbraucher für die
Dauer des Störungszustandes mittels der Schalter 16 von Netz getrennt werden.The speed n 3 of the output shaft of the differential gear that drives the synchronous generator results, as is well known, if, in a simplified manner, the gear ratios of the speeds of the differential gear are 1: 1 as the difference between the speed ni of the drive shaft and the speed n2 of the differential shaft: n, since the speed n3 is constant should remain = O In the formula with a decrease in the bump, the Silmmmnl n2 - are increased, that is, the speed xL2 MIS decrease in magnitude & The speed n2 becomes Ihll at a certain minimum value of the speed of the intrieb & -ni min wool. In order to maintain the cork punch of the speed even below the minimum value ni mia, the speed A1 a2 must change its n3 sign, which, due to the inventive fizoebal "th of the additional alternator from generator to motor operation at the switching speed n1 e ', the Ot" d " % m4 '
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The three quantities "total excitation and action".
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borrowed machine, for example * 4tt * le einb Nlüveahiol-
judge, is changed. The entge'MD "Otzte Lömus is lying
'in there,' with constant 'current to vetetelle. This one
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Modulation of the converter-so influenced that the bin.
sangefitrom of the inverter part of the inverter
1 & * h: Lunabhäzq # g is.
The invention is hereinafter based on a drawing
described *
An encircling the verLiderlichen speed ni Äu-
triebewelln- 19 here one. drives
a Dif f ereet-4-klalgetriebe 4, eu. Whose with the constant
Pregelten speed n 3 revolving Aussansew * ll * 3 eats
pcouples x with a daa Waabeelstrometz 3 npoioendenl, in
Usual wines through the »moderate development 6 uregten syn-
ebrouptLerator 7, the differential shaft 2 drives with the rotary.
number XL2 the additional 8 on which one
in normal operation, via a Utwohalter 9-uM on »a off
the Gleiahricht-er 10 and the WechoelrIchter 11 exist-
the umriahie-r -the network 5 at the same time- the 87aebrolk.
generator.7 feeds * A regulation that happens
after comparing the actual values of the frequency £, (proportional,
tional x #) with the setpoint frequency t. by means of a comparison.
element 12 through the regulator and amplifier 13, which controls the current,
the excitation winding 14 of the additional Weebsoletrm »oohine
8 adjust It # The en Woohselrich-
gate 11 is indicated by a curly skin * $
Control device known per se and therefore not shown here is kept constant, in the event of a sudden, unforeseen drop in speed m # of drive shaft 1 below the minimum value at which a reversal of the direction of rotation of shaft 2 would be necessary by the constancy of speed 113 to the obtained Ulaschalter 9 separates the additional Wechselstromaschine 8 of the converter 109 11 and closes it as a motor through line 15 directly to the Wechseletromnetz to 5, the Prequenzregelung 12 ", 13,14 unwirkem. Simultaneously with the Uä--. switch, unimportant consumers can be disconnected from the mains by means of the switch 16 for the duration of the fault condition.
Bei Beseitigung des Störungszustandes naoh kurzer Dauer
kann durch erneutes Uklegen desUmschalters 9
der Normalbetrieb wieder
aufgeno=en werdenp-Bei Yort-.dauer des Störungszustandes werden zach dem
Iübetriebsetzen von aueitzlichen Stromquellen d97o rator und die zusätzliche Wecheoletromaaohine
8 dureh nicht gezeigte Mittel meobanischlvon de:r Antr14bewelle oder unter
gleichzeitig« Abeobalten der Irrspin4oklungen 6 und'14 elektrisch
von Netz 5 getrennt.For removal of the fault condition NaOH short duration can by re Uklegen desUmschalters 9 of normal operation aufgeno = s werdenp-in Yort-.dauer of the fault condition are Zach the Iübetriebsetzen of aueitzlichen current sources d97o rator and the additional Wecheoletromaaohine 8 dureh means, not shown meobanischlvon de: r Drive shaft or with simultaneous disconnection of the magnetic windings 6 and 14 electrically isolated from network 5 .