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Elektrische Schiffsantriebs-Anlage. Es ist bereits bekannt, einen
Propellermotor beim Anlassen als Induktionsmotor zu behandeln und ihn, sobald er
seine volle Geschwindigkeit erreicht hat, als Synchronmotor laufen zu lassen.
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Die neue elektrische Schiffsantriebs-Anlage ist dadurch gekennzeichnet,
daß zum Zwecke des Abbremsens der durch das Kielwasser dem Propeller mitgeteilten
Arbeitsleistung der synchrone Propellermotor als synchroner Generator betrieben
wird.
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Der Propellermotor wird während des Bremsvorganges an einen synchronen
Wechselstromgenerator angeschlossen, der umgekehrte Drehrichtung besitzt, während
der.Motor erregt gehalten wird.
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Beim Umsteuern wird das Drehmoment der Maschine abgeschwächt, die
den Wechselstromgenerator antreibt, wobei sowohl der Motor als der Generator erregt
gehalten werden, während der Propeller und die Fahrt des Schiffes allmählich zum
Stillstand kommen, worauf das Drehmoment der Maschine wieder gesteigert wird, um
den Propeller in der umgekehrten Drehrichtung auf volle Geschwindigkeit zu bringen.
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In den Zeichnungen ist Abb. i eine schematische Darstellung der neuen
Schiffsanlage. Abb. ia ist -eine -Tabelle zu Abb. a. Abb. 2 zeigt eine - abweichende
Ausführungsform. Abb.2a zeigt eine Tabelle zu Abb.2. Abb.3 veranschaulicht ein weiteres
Ausführungsbeispiel. Abb.3a ist eine Tabelle zu Abb.3. Abb. q. zeigt ein weiteres
Ausführungsbeispiel. Abb.5 zeigt einen Schaltplan für Kontrollapparate in Stromkreisen
für synchrone Bremsleistung, induktionsmotorische Umsteuerung und Synchronisierung
mit -Relais. Abb. 6 ist der Schaltplan -einer- selbsttätigen Anlage. Abb. 7 _ zeigt
eine andere Ausführungsform für die= Erregerstromkreise. Die Abb. $ und 9 betreffen
Einzelheiten. Abb.- i o zeigt eine Anlage mit - zwei Schiffsschraubenmotoren. Abb.
i i- zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel mit mehreren Generatoren
und Motoren. Abb. 12 veranschaulicht eine Anlage, in der mehrere Motoren durch voneinander
unabhängige Wicklungen des Generators gespeist werden. Abb.13 zeigt eine andere
Ausführungsform einer Schiffsmaschinenanlage mit Einphasenbremsung. Die Abb. F.4
und 1,5 zeigen einen Synchronmotor mit doppelten Gitterstabwicklungen.
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Gemäß Abb. i ist eine Dampfturbine i vorgesehen; die unmittelbar den
Rotor 2 eines Synchrongenerators antreibt, dessen Stator 3 sich an den Stator ¢
eines Schiffsschraubenmotors anschließen -läßt. Der Rotor 5 des letzteren ist unmittelbar
mit der Schiffsschraube 6 verbunden. Den Stromumlauf kontrollierende
und
umkehrende Schalter 7, 8, 9, 1 o und i i sind in den Verbindungsleitungen zwischen
den Statorwicklungen 3 und q. vorgesehen. Nach Schließen der Schalter 7, 8 und i
o arbeiten die Phasen derart, daß die Schiffsschraube in der einen Richtung umläuft,
während nach Schließen der Schalter 7, 9 und -i-i zwecks Umsteuerung der Schiffsschraube
die Stromphasen umgekehrt werden. Der Rotor des Schiffsschraubenmotors ist ein zweipoliger
Wechselstromdrehfeldanker, dessen Erregerwicklung 12 mit den Gleitringen 13 und
1 4. verbunden ist. Der Rotor ist zwecks leichter Umsteuerung der Drehrichtung mit
Gitterstabwicklung 15 versehen. Ein Erreger 16 liefert Strom für die Erregerwicklung
12 des Motors und diejenige des Rotors 2 des Generators, die an die Gleitringe 17
und 18 angeschlossen ist. Ein regelbarer Widerstand i 8a ist mit der Feldwicklung
des Generators parallel geschaltet, damit der Erregerstrom im Motor und in den Generatorfeldwicklungen
auch beliebig einstellbar ist. Der Erreger 16 ist mit einer Feldspule 16' versehen,
die von einer beliebigen Stromquelle erregt wird. Zur Regelung der Feldstärke des
Erregers dient der regelbare Widerstand i9. Ein Schalter 2o dient zum Unterbrechen
des Erregerstromkreises. Die Turbine ist mit einem Geschwindigkeitsregler 21 und
einem Stellhebel 22 ausgerüstet, um selbsttätig jede gewünschte Geschwindigkeit
sowohl bei Belastung als bei Leerlauf der Turbine einzustellen. Dieser Hebel ist
gemäß der in Abb. i dargestellten Ausführungsform so angeordnet, daß er den Dampfzufluß
im Bedarfsfalle fast auf Null herabdrosselt. Vorausgesetzt, das Schiff fährt mit
Volldampf voraus, so sind die Schalter 7, 8 und io geschlossen. Der Erregerschalter
20 ist geschlossen, und der Erreger 16 liefert den Feldwicklungen 2 und 12 des Generators
und des Motors Strom. Sowohl der Generator als auch der Motor wird auf diese Weise
erregt. Der Dampfeinlaßhebe122 wird entsprechend eingestellt. Diese Wirkungsweise
ist in Abb. ia durch die Inschrift »Volldampf voraus« angegeben. Soll das Schiff
umgesteuert werden, d. h. nach rückwärts fahren, so werden zuerst die Feldstromkreise
des Generators und Motors ausgeschaltet, beispielsweise durch öffnen des Schalters
20, und der Hebel 22 wird verstellt, bis der Dampfzutritt zur Turbine abgeschnitten
ist. Die Schalter 7, 8 und i o werden geöffnet, die Schalter 7, 9 und i i geschlossen,
wodurch der Phasenumlauf zwischen Generator und Motor umgekehrt wird. Die Schalter
7, 8, 9, z o und i i werden bedient, während die Stromkreise stromlos sind. Nun
wird den Feldwicklungen des Generators und des Motors wieder Erregerstrom zugeführt,
indem der Erregerschalter 20 geschlossen wird. Der jetzt vorhandene Zustand ist
in Abb. ia mit der Inschrift »Bremsung« bezeichnet.
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Der rotierende Teil z des Generators wird durch die Trägheit der Teile
des Generators und der Turbine mitgenommen, und der Feldspulenkörper 5 des Motors
wird von der Schiffsschraube 6 gedreht, die durch die Fahrtbewegung des Schiffskörpers
durch das Wasser mitgeschleppt wird. jetzt wirken also zwei miteinander kurzgeschlossene
Generatoren, und zwar mit umgekehrtem Drehungssinn. Auf diese Weise wird ein kräftiges,
synchrones Bremsmoment auf die Schiffsschraube 6 ausgeübt, um sie gegen das Wasser
abzubremsen und sie zum Stillstand zu bringen. Die im Motor erzeugte Bremsenergie
wird in den festen Feldmagneten des Rotors 2 von dessen Wirbelströmen vernichtet.
Außerdem wird noch Energie in den Feldwicklungen des Motors und Generators vernichtet.
Das synchrone Bremsmoment wird durch die induktionsmotorische Wirkung des Generators
auf die Gitterstabwicklung 15 des Motors unterstützt. Der Stromaustausch zwischen
den zwei Maschinen erzeugt Reaktionen, die die Geschwindigkeit der beiden Maschinen
schnell herabdrücken. Die beiden Maschinen werden selbsttätig zum Stillstand kommen,
und der Steuermann kann die Umsteuerung durch entsprechendes Bewegen des Hebels
22 vornehmen.
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Das Anfahren des Schiffes wird dadurch bewerkstelligt, daß zuerst
die Schalter für die verlangte Fahrtrichtung bedient werden. Darauf wird dem Motor
und dem Generator Erregerstrom gegeben und nach und nach Dampf zugelassen, um die
Maschinen auf synchronen Gang zu bringen. In ähnlicher Weise wird, wenn bei Vorwärtsfahrt
des Schiffes eine Beschleunigung bis auf volle Geschwindigkeit verlangt wird, die
Turbine auf eine solche Geschwindigkeit gebracht, daß der Generator und der- Motor
annähernd syn- i chron arbeiten, bevor der Erregerschalter 20 geschlossen wird.
Wenn anderseits bei Vorwärtsgang des Schiffes der Rückwärtsgang verlangt wird, so
wird das Herbeiführen der synchronen Bremsung dem Einstellen auf synchronen Rückwärtsgang
vorangehen müssen.
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Bei der vorbeschriebenen Anordnung kann der Dampfeinlaß während des
Stillstandes der Turbine schädliche Temperaturänderungen mit sich bringen. Dieser
Nachteil wird durch die in Abb. z veranschaulichte Einrichtung behoben. Der Generator
ist so angeschlossen, daß er dem Schiffsschraubenmotor der Abb. i Strom liefert,
und die Turbine ist mit einem Geschwindigkeitsregulierhebel ?2 wie in Abb. i ausgerüstet.
Die Anordnung ,weicht von derjenigen nach Abb. i dadurch
ab, daß
der Motor durch Kurzschließen seiner Zuleitungen nach seinem Anhalten abgeschaltet
wird. Diese Kurzschlußeinrichtung besteht aus gewöhnlich offenen Schaltern 23, die
mittels der Elektromagnete 2¢ geschlossen werden. Letztere können von der Felderregerspule
16' gespeist werden. Ein Schalter ist in der zu den Elektromagneten 2.1 führenden
Leitung in der . Weise angeordnet, daß er selbsttätig geschlossen wird, sobald der
Schiffsschraubenmotor stillsteht. Kontakte 26 im Stromkreis der Elektromagneten
24 werden geschlossen, wenn der Hebel 22 sich in Dampfabsperrstellung befindet.
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Die Bedienung der in Abb.--> dargestellten Ausführungsform der Erfindung
beim Umsteuern des Schiffes von vollem Vorwärtsgang zu vollem Rückwärtsgang ist
übereinstimmend mit derjenigen für die Anlage nach Abb. i bis zu dem Augenblick,
in dem die Schiffsschraube den Stillstand erreicht. In diesem Augenblick wird der
Schalter 25 geschlossen, und insofern der Dampfzulassungshebel22 sich zu dieser
Zeit in Schließstellung befindet, ist auch der Stromkreis der Elektromagnete 24
durch die Kontakte 26 und infolgedessen auch die Schalter 23 geschlossen, so daß
die Motorpole kurzgeschlossen sind. Dieser Kurzschluß hält den Schiffsschraubenmotor
im Stillstand fest, und der Maschinist kann, ohne die Turbine zu erhitzen, warten,
bis das Schiff eine Geschwindigkeit erreicht hat, bei der das Umsteuern stattfindet,
sowie er den Dampfzulassungshebel öffnet. Bei Eintritt dieser Geschwindigkeit wird
der Maschinist den Hebel 22 bewegen, um den Dampf wieder zur Turbine gelangen zu
lassen und eine synchrone Umkehr der Schiffsschraube in der in Verbindung mit Abb.
i erwähnten Weise zu bewirken. Das Bewegen des Dampfhebels 22 unterbricht plötzlich
den Stromkreis der Elektromagneten 2¢, so daß die Schalter 23 wieder freigegeben
werden und den Kurzschluß der Motorzuleitungen unterbrechen. Der Schalter 25 und
die Kontakte 26 sind derart voneinander abhängig angeordnet, daß der Kurzschluß
zum Festhalten der Schiffsschraube nur dann hergestellt wird, wenn der Motor stillsteht
-und der Dampf abgesperrt ist. Die Schalter 23 verursachen keine große Funkenbildung,
selbst wenn die Generator- und Motorfeldstromkreise geschlossen bleiben, weil die
Generatorgeschwindigkeit sehr gering ist, wenn der Kurzschluß hergestellt und wieder
aufgehoben wird.
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Abb. 3 zeigt Vorkehrungen, um den Schiffsschraubenmotor wie einen
Induktionsmotor zu behandeln zwecks Umkehrung der Drehrichtung der Schiffsschrauben.
Der Erreger 16 ist derart angeschlossen, daß er nicht allein die Generator- und
Motorfeldspulen in Reihenschaltung mit Strom versorgt, sondern auch jede der beiden
Feldwicklungen für sich allein, wobei eine Übererregung entweder im Generator oder
im Motor hervorgerufen werden soll. Für diese Ausführungsform der Erfindung wird
ein Erreger von bedeutend größerer Leistung verwendet, als für die normale Arbeitsweise
nötig --ist, damit für einen kurzen Zeitraum beiden Feldwicklungen, der des Motors
ebenso wie der des Generators, gleichzeitig Übererregung gegeben werden kann. Ein
Schalter 27 stellt einen Stromkreis her, um die Feldspulen 12 und 2 in Reihenschaltung
zu speisen. Ein Schalter 28 ist ferner vorgesehen, um die Feldspulen 12 des Motors
am Erreger 16 kurzzuschließen. Der Widerstand 21 dient einem noch zu beschreibenden
Zweck. Ein Schalter 30 ist vorgesehen, um den Erreger 16 unmittelbar über
die Zuleitungen der Generalorfeldwicklung 2 kurzzuschließen. Endlich ist noch ein
Schalter 3 i vorhanden, um den Widerstand 29 kurzzuschließen.
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Während Volldampffahrt voraus sind die Schalter 7, 8 und io geschlossen.
Auch Schalter 27 wird geschlossen sein, um die Generator- und Motorfeldwicklungen
in Reihenschaltung zu verbinden, wie hier in Abb. i erklärt wurde. Diese Arbeitsperiode
ist in der Tabelle (Abb. 3a) mit »Volldampf voraus« bezeichnet. Soll das Schiff
rückwärts fahren, so wird der Schalter 27 geöffnet, um die Motor- und Generatorfeldwicklungen
stromlos zu machen. Darauf werden die Schalter 7, 8 und i o geöffnet und die Schalter
7, 9 und i i geschlossen, um den Phasenumlauf umzukehren. Während dieser Handhabungen
wird der Dampfzulassungshebe122 in eine Stellung gebracht, in der die Turbinengeschwindigkeit
auf ungefähr 25 Prozent ihrer normalen Höhe zurückgeführt worden ist. Die Schalter
28 und 31 sind nun geschlossen, um die volle verfügbare Spannung des Erregers an
die Motorfeldwicklung i 2 abzugeben, wobei der Motor nahezu die doppelte Erregung
bekommt. Die Generatorfeld# Wicklung bleibt dagegen unerregt. Ein starkes Bremsmoment
wird infolgedessen die Schiffsschraube gegen das Wasser abbremsen und sie annähernd
zum Stillstand bringen. Die dabei zu vernichtende Energie wird vom Generatorfeldkörper
und von den Generator- und Motorwicklungen aufgenommen, wie in Abb. i erklärt wurde.
Sobald die Schiffsschraube völlig oder nahezu zum Stillstand gekommen ist, wird
der Schalter 3o geschlossen, um der Generatorfeldwicklung Übererregung zuzuführen.
Wenn der Generatorfeldstrom seine Stärke erreicht hat, werden die Schalter 3 i und
28 geöffnet, um die
Motorfeldwicklung r 2 vom. Erreger 16 zu trennen.
Die Anfage ist nun darauf .eingestellt, mit einem starken induktionsmotorischen
Moment die Schiffsschraube umzusteuern, da der Generator übererregt und die Motorfeldwicklung
geschwächt ist. Das Umkehrmoment wird in der Gitterstabwicklung 15 des Motors erzeugt.
Es kann eine doppelte Gitterstabwicklung in Anwendung kommen. So. bald die Induktionsmotorwirkung
die Schiffsschraube kräftig -in umgekehrter Richtung in synchronen Gang gebracht
hat, wird der Schalter 27 geschlossen und der Schalter 30 geöffnet, um die Motor-
und Generatorfeldwicklungen in Reihe zu schalten, wodurch der Motor mit dem Generator
in genauen Synchronismus gebracht wird. Alsdann wird der Hebel22 eingestellt, um
das Schiff beim Rückwärtsgang auf die verlangte Geschwindigkeit zu bringen. Die
verschiedenen zum Umsteuern des Schiffes ausgeführten Tätigkeiten sind in der Tabelle
der Abb. 3a veranschaulicht.
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Abb. q. , betrifft eine abweichende Anordnung der Erregerstromkreise.
Hier muß die Erregung einer Maschine verringert werden, solange die Erregerwicklung
der andern mit Strom versorgt wird. Die Anordnung nach Abb.3 ist zu bevorzugen,
wenn die Generator- und. Motorerregerstromkreise unabhängig voneinander geregelt
werden sollen. Der Betrieb nach Abb. q._ ist hingegen etwas einfacher. Bei Einstellung
der Schaltscheibe 33 auf Volldampf werden die Tasten a, c und e der Kontrollvorrichtung
bewegt. Diese Kontakte werden durch die Schaltscheibe 33 mit der Reglertaste b zusammengefaßt,
die mit einer Kraftquelle verbunden ist. Die Tasten a und c halten die Schalter
7, 8 und ro, und die Taste e hält den Schalter 2o geschlossen, hm die Feldwicklung
16' des Erregers 16 mit Strom zu versehen. Die Schalter 35, 36 und 37 sind offen,
weil deren Betätigungsmagneten stromlos sind. So erhalte- n Generator und Motor
normale Erregung, und die Anlage arbeitet synchron. Soll das Schiff schnell umgesteuert
werden, so wird der Dampfhebel 22 in die der verlangsamten Geschwindigkeit entsprechende
Stellung bewegt, und die Kontrollvorrichtung 32 von »Vorwärts« auf »Rück--,värts«
umgelegt. Sobald die Kontrollvorrichtung durch die Absperrstellung hindurchgeht,
werden alle Schalter der Anlage abgestellt. -Die Schaltscheibe 3q. wird die Kontakttasten
c und d andrücken, um die Schalter 7, 8 und- z i zu schließen, so daß der Phasenumlauf-
zischen Generator und Motor umgekehrt wird. Die Scheibe 34 wird sodann die Kontakttasten
e und f andrücken, um die. Schalter 2o und 3,5 zu. schließen. Die volle L_ eistung
des Erregers 16 wird nun auf .die Motor-' feldwicklung 12, einwirken, weil die Generätorfeldwicklung-2
durch den Schalter 35 kurzgeschlossen ist. Ein starkes synchrones Bremsmoment wird
im Motor auftreten und ihn annähernd zum Stillstand bringen. Die Scheibe 3q. wird
dann weiterbewegt, um die Kontakttaste/ loszulassen und die Kontakttasteg anzudrücken.
Der Schalter 35 wird daher geöffnet und Schalter 36 unmittelbar danach geschlossen.
Die volle Spannung und Leistung des Erregers 16 werden nun der Generatorfeldwicklung
2 zukommen. Ein star. kes induktionsmotorisches Moment wird die Schiffsschraube
umsteuern und sie in der Rückwärtsdrehung wieder beschleunigen. Sobald ein Dauerzustand
erreicht ist, wird die Scheibe 32 weiter verschoben, um die Kon. takttaste h anzudrücken
und dadurch den Schalter 37 zu schließen; ferner wird die Kontakttaste g losgelassen,
wodurch der Schalter 36 geöffnet wird. Der Widerstand 38 wird parallel mit der Feldwicklung
x-- geschaltet und letztere gespalten, um den Schiffsschraubenmotor in genauen
Synchronismus mit dem Generator zu bringen. Die Scheibe 32 darf nun in Vollgeschwindigkeitseinstellüng
gebracht werden, indem die Taste h freigegeben wird, wodurch Schalter 37 geöffnet
und die Feldwicklungen 2 und 12 in Reihenschaltung zu normaler synchroner Arbeitsweise
angeschlossen werden.
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Das Ausführungsbeispiel nach Abb. 5 zeigt dieselben Erregerstromkreisverbindungen
wie Abb. 3. Die Anlage -ist für Fernkontrolle bestimmt und besitzt zu dem Zweck
eine Kontrollvorrichtung 32", die mit Zuschnittscheiben 33' und 3q.' versehen ist,
die mit den Kontakttasten a, b, c, d, i, j und h arbeiten. Die Schalter
27', 28', 30' und 31' sowie j der Widerstand 29' -entsprechen den Teilen 28- bis
3,1 der Abb. 3. Relais sind vorgesehen, um sicherzustellen, daß der übergang von
synchronem. Bremsen zu Induktionsmotorwirkung und von Induktionsmotorbedie- i nung
zu - Synchronmotortätigkeit nur dann stattfindet, wenn die Betriebsbedingungen in
der Anlage eine -einwandfreie Wirkungsweise sichern. Es ist Vorkehrung getroffen,
daß für die Entwicklung der Stromstärke in den Generator- -und Motorwicklungen hinreichende
Zeit belassen wird, damit die Umschaltungen stattfinden können, ohne däß der Generator
und. der Motor aus dem Takt- kommen.
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Die bei »Volldampf voraus« vorhandenen Verbindungen sind bereits in
der vorhergehenden Beschreibung erläutert _° worden. Wenn die Kontrollvorrichtung
durch die Sperrstellung -verschöben wird,- werden alle Schalter . und Kontakte losgelassen,
so daß alle Stromkreise stromlos gemacht werden. Die Scheibe 3q.' der Kontrollvorrichtung
drückt die
Tasten c und d an, wodurch - die Schalter 7, 9. und @_r
i geschlossen- werden; die - für um-6-kehrten Phasenumlauf bestimmt sind.' Hierauf
wird -die Kontrolltaste l angedrückt, um den Schalter 2o zu schließen, der den Erreger
16 in Tätigkeit setzt. Der Stift 4.4 trifft auf den Vorsprung 43 des Gestänges 42,
so daß die Kontrollvorrichtung in dieser Einstellung, die der Bremsstellung entspricht,
angehalten wird. Die Kontrolltaste i schließt einen Stromkreis durch die Riegelschalter
3ob und 27a, der zur Magnetspule des Schalters 28' fließt. Letzterer- wird daher
geschlossen, um die volle Leistung des Erregers 16 in die Feldwicklung des Motors
zum Zweck einer starken synchronen Bremsung zu schikken. Ferner wird durch den Schalter
3 i' der Widerstand 29' kurzgeschlossen. Die Bremsströme, die in den Verbindungsleitungen
zwischen den Statorwicklungen 3 und 4 umlaufen, sollen bei diesem Ausführungsbeispiel
die Widerstände 39 überwinden, die zur Steuerung des Leistungsfaktors des Bremsstromkreises
dienen. Die umlaufenden Bremsströme nehmen offenbar an Frequenz in demselben Maße
ab, wie die Schiffsschraube sich verlangsamt, und die Frequenz in der Magnetspule
51 nimmt ebenso ab. Die Bauart des Relais - 48 ist derartig, daß der Kontakt 49
offen bleibt, bis die Frequenz der Bremsströme auf ungefähr eine Umdrehung pro Sekunde
herabgemindert ist. Ist diese niedrige Frequenz erreicht,. so wird die Schiffsschraube
annähernd zum Stillstand gebracht sein, und der Kontakt 49 schließt einen Stromkreis
von der Kontrolltaste l zur Spule 46, um das Gestänge 42 zu bewegen, so daß der
Stift 44 nicht länger die Bewegung des Handhebels,4i . verhindert.. Die Weiterbewegung
der Scheibe 34' der Kontrollvorrichtung drückt die Taste j- an, die einen Stromkreis
der Magnetspulen der Schalter 40 herstellt, die die Widerstände 39 kurzschließen.
Einer dieser Schalter schließt auch die Spule 51 des Relais 48 kurz, so daß sie
ihre periodische Wirkung einstellt, und der Kontakt 49 bleibt, wie beschrieben,
offen. Die Kontrolltaste l schließt ferner einen Stromkreis durch den Riegelkontakt
27b zur Magnetspule des Schalters 3o'. Letzterer läßt die volle Spannung des Erregers
16 der Generatorfeldwicklung 2 zukommen. In diesem Augenblick wird sowohl der Motorfeldwicklüng
als auch der Generatorfeldwicklung eine Übererregung erteilt, so daß der Erreger
16 sehr stark belastet wird. Diese überlastung ist aber nur von kurzer Dauer, weil
der Riegelkontakt 3 ob sich nach einer Zeit öffnet, die lang genug ist, um dem Strom
in der Generatorfeldwicklung das Erreichen der vollen Stärke zu gestatten. Durch
das Öffnen des Kontaktes 3 ob wird der Schalter 28' geöffnet -und die Motorfeldwicklung
12 stromlos gemacht. -Dutch ein derartiges Verzögern der Zustandänderung im Stromkreis
der- Motorfeldwicklung 12 bis zum "Erreichen der vollen Stromstärke in der Generatorfeldwicklung
2 vermeidet man die Gefahr, daß die Schiffsschraube während derjenigen Zeit schleppt,
die bis zum Erreichen der Stromstärke in der Generatorfeldwicklung vergeht. Aus
der vorangehenden Beschreibung ist klar, .daß der stark erregte Generator -Ström
abgibt, um den Schiffsschraubenmotor als Induktionsmotor mit starkem Umkehr- und
Beschleunigungsmoment zu treiben. Sobald der Schalter 28' sich öffnet, schließt
der Riegelkontakt 28a den Stromkreis .der Spule 55 des Relais 53. Die Spule 55 ist
daher der Frequenz unterworfen, die in der Motorfeldwicklung 12 durch die in der
Statorwicklung 4 umlaufenden Ströme erzeugt wird. Diese Frequenz entspricht derjenigen
des Gleitens des-Schiffsschraübenmotors;. der jetzt als Induktionsmotor arbeitet.
Der Kontakt 54 des Relais 53 bleibt offen, bis die Frequenz des Gleitens auf ungefähr
drei Umläufe fällt, zu, welcher Zeit dieser Kontakt anfängt, periodisch zu schließen.
Wenn die Kontrollvorrichtung in die Stellung »Volldampf zurück« bewegt worden ist,
schließt der Kontakt 54 einen Stromkreis von der Kontrolltaste h zur Spule 58, die
zur Bedienung der Kontakte 58ä, 58b und 58c vorgesehen ist. Die Kontakte. 58a und
58b schließen augenblicklich, wobei ersterer einen Stromkreis für die Spule 58 unabhängig
zum Kontakt 54 schließt. Der Kontakt 58b schließt einen Stromkreis durch den Riegelkontakt
27a, um den Schalter 28' zu schließen. Die Schließung des Schalters 28' erregt die
Motorfeldwicklung 12, um sie mit dem Generator in Synchronismus zu bringen. Nach
einer Zeitspanne, die zum Wirksamwerden des Motorfeldstroms genügt; schließt sich
der Kontakt 58c, um die Schließspule des Schalters 27' mit Strom zu versorgen. In
diesem Augenblick schließt sich der Schalter 27', der Riegelkontakt 27a öffnet den
Schalter 28', und der Riegelkontakt 27b öffnet den Schalter 3o'. Während einer kleinen
Zeitspanne sind die Schalter 27'; 28' und 3o' geschlossen, und der Widerstand 29'
soll einen Kurzschluß des Erregers 1.6 verhindern. Dieser Stromkreis würde von einem
Pol des Erregers durch die Schalter 3o', 27' und 28' zu dem andern Pol des Erregers
führen. Nunmehr sind normale synchrone Arbeitsverbindungen zur Fahrt in der Rückwärtsrichtung
hergestellt, insofern nämlich die Feldwicklungen -- und 12 in Reihenschaltung durch
den Schalter 27' angeschlossen sind.
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Wenn die Spule 55 urimittelbar mit den
Polen der Feldwicklung
12 verbunden wäre und das Relais zum Halten des Kontaktes 54 offen wäre, so würde
offenbar ein Stromstoß eintreten, der das Bestreben hätte; den Kontakt jedesmal
zu schließen, wenn der Siromkreis der Feldwicklung 12 unterbrochen wird. Mit einer
solchen Anordnung würde 'beim Öffnen des Schalters 28' bei vollendetem synchronen
Bremsen der Kontakt 54 die Spule 58 erregen, die daraufhin durch Kontakt 58a geschlossen
würde. Der Kontakt 58b würde sofort den Schalter 28' wieder schließen, um die Gleichstromerregung
der Motorfeldwicklung wiederherzustellen, trotzdem die Schlüpfung hoch wäre und
der Motor sich so nahe dem Stillstand befände, daß er nicht mehr mit dem Generator
in Takt kommen könnte. Einen Augenblick später würde der- Kontakt 58c den Schalter
27' schließen und die Schalter 28' und 3o' öffnen, wodurch ein Stromkreis geschlossen
würde; der die beiden Feldwicklungen in Reihenschaltung zu normalem synchronen Gang
verbinden würde, trotzdem es für den Motor unmöglich wäre, mit dem Generator in
Takt zu kommen. Um diese nicht wünschenswerte Wirkungsweise zu verhüten, ist der
Kontakt 28a angeordnet, der den Stromkreis der Spule 5 5 nur schließt, solange der
Schalter 28' sich in Offenstellung befindet. Die Spule 55 erhält daher nicht den
Stromstoß, der vom Öffnen des Motorfeldstromkreises beim Schalter 28' herrührt.
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Wenn das Schiff vorwärts fährt und in VoRdampfvorausfahrt übergegangen
werden soll, so ist es selbstverständlich nicht erwünscht, die synchrone Bremsperiode
bei der Steuerung zu durchschreiten, die das Schiff zunächst erst zum Stillstand
bringen würde. Um diese Schiffsbewegung ohne synchrones Bremsen zu bewerkstelligen,
ist der Hebel 45 vorgesehen. Wenn der Maschinist diesen Hebel mit der Handhabe der
Kontrollvorrichtung bedient, kann er durch die Bremslage hindurchgehen, ohne lange
genug anzuhalten, um die Bremsverbindungen herzustellen.
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Abb.3 stellt eine gänzlich selbsttätige Schiffsantriebs-Anlage dar,
die für die Fernkontrolle eingerichtet ist. Alle Schiffsbewegungen, ferner das synchrone
Bremsen, die induktionsmotorische Umkehrbewegung und das Überleiten in synchronen
Gang, werden selbsttätig im geeigneten Zeitpunkt eingeleitet. Die Verbindungen und
die Relais sind praktisch dieselben wie in Abb.5. Nur ist ein Richtungsrelais 6o
angeordnet zum Zweck, den synchronen Bremsvorgang auszuschalten, wenn er unnötig
und unerwünscht ist. Das Richtungsrelais 6o besitzt eine Scheibe 61 an der Motorachse,
die den Gelenkhebel 62. in einer oder andern Richtung je nach ihrer Umdrehungsrichtung
mitnimmt. Der Hebel 62 bedient die Kontakte 63 und 64, welche Stromkreise der Kontrolltasten
o und, t-schließen. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, dreht sich die `Scheibe
61 entgegengesetzt dem Uhrzeiger, wenn die Schiffsschraube rückwärts läuft. Bei
Vorwärtsdrehung wird der Kontakt 63, bei Rückwärtsdrehung der Kontakt 64 geschlossen.
Das Relais 48' unterscheidet sich von dem Relais 48 aus Abb.3 dadurch, daß der Kontakt
49' für gewöhnlich geschlossen statt geöffnet ist. Dies wird durch die Anordnung
der Spule 65 in Reihenschaltung mit der Spule 51 erreicht und dadurch, daß diese
Spule das Bestreben hat, den Kontakt 49' geöffnet zu halten. Die Einrichtung ist
so getroffen, daß bei Frequenzen, die höher sind -als diejenigen, bei denen man
die Verbindungen von synchronem Bremsen zur induktionsmotorischen Wirkungsweise
gefahrlos ändern kann, der Kontakt 49' offen gehalten wird. Bei der bestimmten Frequenz
schließt sich _der Kontakt 49'.
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Während der Volldampfvorausbewegung hält die Scheibe 33" die Schalter
7, 8 und io geschlossen wie in den Ausführungsbeispielen gemäß Abb. 5. Der Kontakt
63 des Richtungsrelais ist geschlossen. Der Schalter 27' ist geschlossen, um die
Motor- und Generatorfeldwicklungen in Reihenschaltung zu erregen wie in Abb.2. Um
das Schiff umzusteuern, ist es nur notwendig, die Kontrollvorrichtung aus der Volldampf-Voraus-Stellung
in die Volldampf-Zurück-Stellung umzustellen. Da die Kontrollvorrichtung durch die
Sperrstellung hindurchgeht, werden die Leitungsschalter und die Erregerschalter
wie in Abb. 5 geöffnet. Die Zuschnittscheibe für Rückwärtsgang 34" drückt zuerst
die Kontrolltasten c und d an, wodurch die Kontakte 7, 9 und i i geschlossen werden,
die für die umgekehrte Umdrehungsphase bestimmt sind. Bei der Kontrolltaste t wird
kein Stromkreis geschlossen,, weil der Kontakt 64 offen ist. Die Kontrolltaste m
wird angedrückt, um die Schalter 2o, 28' und 31' wie in Abb.5 zu bewegen. Auf diese
Weise wird dem Motor Übererregung für synchrones Bremsen erteilt. Sobald die Frequenz
der Bremsströme auf den vorher bestimmten Wert herabsinkt, schließt das Relais 48'
den Kontakt 49' und stellt einen Stromkreis von der Kontrolltaste n her, der die
Schalter 40 schließt, um die Widerstände 39 - kurzzuschließen. Einer der Schalter
40 ist mit einem Riegelkontakt 40a ausgestattet, der einen Stromkreis von der Kontrolltaste
m durch den Riegelkontakt 27b herstellt und zur Spule des Schalters 3o' 1.2 weiterführt.
Der Schalter 30' schließt sich daher und führt der Generatorfeldwicklung 2
Übererregung
zu. Der Schalter 3 i' öffnet sich plötzlich, und der Schalter 28' öffnet
sich nach der Pause, die durch den Kontakt 30b wie in Abb.5 vorgesehen ist. Das
Öffnen des Schalters 28' macht die Motorfeldwicklung stromlos, und der Riegelschalter
28a schließt die Spule 55 des Relais 53 kurz über die Pole der Erregerfeldwicklung
wie in Abb. 5. Jetzt findet die induktionsmotorische Umkehrung der Schiffsschraube
statt, und das Richtungsrelais schließt den Kontakt 64 und öffnet den Kontakt 63.
Der Kontakt 64 ist jedoch in diesem Augenblick parallel zum Kontakt 49' geschaltet,
der geschlossen ist, und daher hat das Schließen des Kontaktes 64 keine Wirkung.
Das Öffnen des Kontaktes 63 hat deshalb keine Wirkung, weil die Kontrolltaste o
zu dieser Zeit nicht angedrückt ist. Sobald die Schlüpfung des Motors zu dem vorherbestimmten
Wert herabgemindert worden ist, schließt das Relais 53 den Kontakt 54, um synchrone
Motorbewegungsverbindungen genau wie in Abb.5 herzustellen.
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Es wird angenommen, daß, während das Schiff mit voller Geschwindigkeit
zurückgeht, die Kontrollvorrichtung in die Absperrstellung umgestellt wird, um dem
Schiff zu gestatten, rückwärts zu fahren. Es wird verlangt, auf volle Geschwindigkeit
bei der Rückwärtsfahrt überzugehen. Der Maschinist wird die Kontrollvorrichtung
nur in die Rückwärtsstellung zu legen haben. Die Kontrolltasten c und d werden die
Schalter 7, 9 und i i zur Rückwärtsbewegung - schließen, und die Kontrolltaste L
wird einen Stromkreis durch den Kontakt 64 des Richtungsrelais schließen, der jetzt
geschlossen wird; dieser Stromkreis führt zu den Spulen der Schalter 4o. Es ist
zu beachten, daß dieser Stromkreis einen Nebenschluß zum Kontakt 49' des Relais
48' bildet, und daß daher plötzlich Verbindungen hergestellt sind, die auf andere
Weise nur hergerichtet werden könnten, nachdem der Kontakt 49' geschlossen wäre.
Der Riegelkontakt 40a wird daher sofort geschlossen, um seinerseits den Schalter
3o' zu schließen, der induktionsmotorische Wirkung hat, und die Wirkung der synchronen
Bremsung ist auf diese Weise ausgeschaltet. Selbstverständlich gibt es auch noch
andere Möglichkeiten zur Lösung dieser Aufgabe als diejenige, die hier beschrieben
worden ist.
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Natürlich sind auch Regelungsmittel für die Geschwindigkeit und für
das An- und Abstellen der Turbine i vorgesehen, und zwar in der Anordnung nach Abb.
6, wie es in den vorangehenden Erläuterungen der Ausführungsbeispiele beschrieben
wurde. -Die Ausführungsform nach Abb.7 betrifft die Anwendung eines Dreileitersystems
zur Erregung der Feldwicklungen, das für den Zweck der Erfindung besonders geeignet
ist, weil die Feldwicklungen entweder unabhängig oder zusammen mit normaler oder
doppelter Spannung erregbar sind.
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Die Fernkontrolle wird nach Abb.7 mittels einer durch einen Hebe16i
bedienten Kontrollvorrichtung 6o bewerkstelligt.
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Eine Handhabung des Dampfventilhebels 62 wird verhindert, wenn
der elektrische Kontrollhebel nicht in einer von seinen drei Haupteinstellungen
liegt. Ein gelenkig befestigter Feststellmechanismus 78 mit einem Vorsprung 79 ist
vorgesehen, um den Dampfventilhebel für gewöhnlich anzuhalten, wenn er sich in der
günstigsten Einstellung befindet, und diese Lage kann durch Nachstellen der Länge
des Vorsprungs 79 erreicht werden. Dieser Halter 78 ist in einer Lage veranschaulicht,
in der er mit dem Hebel 62
in Eingriff steht (Abb.8). Sollte es jedoch wünschenswert
erscheinen, die Umstellung der Turbine bei einer noch niedrigeren Geschwindigkeit
stattfinden zu lassen, wenn z. B. die Anlage mit nur ganz geringem Gang laufen soll,
um bei Sturm wenigstens den Vorwärtsgang oder Rückwärtsgang in gleichbleibender
Richtung zu bewirken oder den Standort beizubehalten, so kann der Riegel
78 umgelegt werden, um ihn als Anschlag unwirksam zu machen und um eine weitere
Bewegung des Hebels 62, wie in Abb. 9 dargestellt, zu gestatten. Die zusätzliche
Bewegung kann auf beliebige Weise begrenzt werden. Das Ende des Hubes wird aber
durch das Zusammentreffen des Hebels 62 mit der Kurvenkante 8o des Halters
78 festgelegt. Sobald der Dampfhebel 62 bewegt wird, um die Geschwindigkeit
zu erhöhen, fällt der Halter um in eine Stellung, die den Dampfhebel in der Einstellung
festzuhalten versucht, in die er zurückbewegt wird, um die Turbinengeschwindigkeit
wieder zu ermäßigen.
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Der Betrieb nach Abb. 7, der mit der Einstellung auf Stillstand beginnt,
spielt sich folgendermaßen ab: Die Turbine wird in Gang gesetzt und der Dampfhebel
6z in die Stellung gebracht, die durch den Anschlag 78 festgelegt ist. Der Kontrollhebel
61 wird z. B. vorwärts bewegt, und die erste Stellung der Kontrollvorrichtung drückt
die Tasten a und c an, so daß die Schalter 7, 8 und io, wie in den vorhergehenden
Ausführungsformen beschrieben, geschlossen werden. Die nächste Einstellung der Steuerwalze
drückt die Taste p an, um den Schalter 68 zu schließen. Der Stromkreis für die den
Schalter 68 bedienende Spule geht durch den Riegelkontakt 72b des Schalters
72 und durch den Riegelkontakt 7oa des Schalters 7o. Auf diese Weise erhält
die Feldwicklung i a Übererregung, wie es für synchrones Bremsen Bedingung ist.
Da
jedoch -die. Schiffsschraube-,-stillsteht, . -wirdder Maschinist
- bei dieser -Stellung: der-. Kon. trollvorrichtung nicht innehalten, sondern sofort
zur nächsten Einstellung übergehen,- bei, der die Tasten g-=und Y angedrückt werden,
um die Schalter 7-2 und 73 zu schließen und um ferner die Schalter 72 und
73 -durch die Riegel 7 1b und 7 ia des Schalters 7 i zu schließen.
Bei _ Schließung des - Schalters 72 wird die Generatorfeldwicklung 2 übererregt,
und nach einer Zeitspanne, die ausreicht, um den-Generatorfeldstrom zu voller Entfaltung
kommen zu lassen, öffnet sich der Zwischenriegelkontakt 72b, um den - Schalter
68 zu öffnen und die - Motorfeldwicklung 12 stromlos zu machen. Es tritt eine starke
induktionsmotorische Wirkung ein, um die Schiffsschraube zu beschleunigen, und sobald
der Motor seine volle Geschwindigkeit erreicht hat, bewegt der Maschinist die Kontrollvorrichtung
in die nächste Einstellung, in der die Tasten s und t die Stromkreise der Bewegungsspulen
für die Schalter 69 oder 70 schließen. Der Stromkreis geht von der Kontrolltaste
t zur Bewegungsspule 79 des Schalters 7o durch den Zwischenriegelkontakt 68a des
Schalters 68, der nun offen ist. Die -Schließung-des Schalters 69 schließt den Widerstand
65 kurz, so daß bei Schließung des Schalters 7o die Motorfeldwicklung 12 unter der
vollen Spannung einer Seite des Dreileitersystems steht, um den Motor mit dem Generator
in Synchronismus zu bringen. Sobald die Kontrollvorrichtung in ihre Endstellung
übergeht, wird der Kontakt u bewegt, um einen Strom durch den Zwischenriegelkontakt
72a zu schließen, der seinerseits den Schalter 7 i schließt, um die Generatorfeldwicklung
2 über die Leitungen 63 und 64 für normale Erregung zu verbinden: Bevor der Schalter
7 i geschlossen wurde, ist indessen die Taste g stromlos geworden und der Schalter
72 geöffnet. Die Kontrolltaste Y ist noch in Betrieb, derart, daß, solange der Schalter
7 i geschlossen ist, äLuch der Schalter 73 geschlossen bleibt und daß infolge- des
Herausfallens des Schalters 72 -die Verbindung des Generatorfeldstromkreises über
die Leitungen 62 und 64 noch durch den Widerstand 8 i aufrechterhalten wird. Dieser
Widerstand ist vorgesehen, um während des Übergangs von Übererregung zur normalen-
Erregung beim Generator einen Kurzschluß über die Leitungen 62 und 63 zu verhindern.
Die Schließung des Schalters 7-i öffnet den- Zwischenriegelkontakt 7 1a,
um den Schalter 73 zu öffnen. Jetzt tritt die normale synchrone Arbeitsweise ein,
da der Motorfeldstromkreis durch den Schalter 70 geschlossen ist, der seinerseits
von- der Kontrolltaste t erregt wurde. -Der Generatorfeldstromkreis, wird durch
den .Schalter 7 i geschlossen # gehalten;- der von-,der Kontrolltaste u_
erregtwurde. Jetzt kann-der-Dampfhebel6ä bewegt werden,- um die= Turbinengeschwindigkeit
auf jeden beliebigen- Wert- zu bringen. Solche Bewegung veranlaßt den Klinkenriege175,
in eine der Aussparungen der- Scheibe 7.7 einzugreifen, -um die-Handhabung des Kontrollhebels-6i
zu verhindern. Falls jetzt verlangt wird,- das Schiff anzuhalten -oder umzusteuern,
so. ist es zunächst notwendig, den Hebel 62
in Steuerungsstellung zu bringen,
so daß Hebel@6i, wie zuvor beschrieben, losgelassen wird. Falls während der synchronen
Fahrt auf eine Geschwindigkeit übergegangen werden soll, die geringer ist als jene,
die für eine wirksame Steuerung notwendig ist, so kann dies durch Bewegung des Haltemechanismus
78 geschehen.
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Abb. io zeigt eine Schiffsantriebs-Anlage mit- mehreren Schiffsschraubenmotoren.
Der Generator hat -hier eine einzige Statorwicklung 3, die den Statorwicklungen
4 - und 4' Strom liefert. Die Feldwicklungen i z und 12' werden durch ein Dreileitersystem
nach Abb-7 gespeist. Ein Schalter 82 ist zwischen dem Generator 3 und den Statorwicklungen-4
und ¢' vorgesehen. - Umkehrschalter 83 und 84 sind in Aden Stromkreisen der Statorwick-_
lungere 4 oder- q.' angeordnet.. Infolgedessen können die - Schiffsschraubenmotoren
sowohl einzeln als auch zusammen angetrieben werden, und ein Motor kann in der einen
Richtung und der andere Motor in der andern Richtung umlaufen.
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Jeder einzelne Motor als auch beide Motoren können mit dem Generator
bei umgekehrtem Phasenumlauf für- synchrones Brem= sen verbunden werden. Die Anordnung
gemäß Abb. io gestattet indessen eine abweichende Art der Steuerung, die gewisse
Vorzüge besitzt. Sobald ein Motor mit seinem Generator bei umgekehrtem Phasenumlauf
für synchrones Bremsen verbunden ist, verursacht die Induktanz des Generators einen
Rückgang des Kurzschlußstromkreises, der das Bremsmoment in gewissem Maße beeinträchtigt.
Die Schaltung nach Abb. i o gestattet die Verbindung der Schiffsschraubenmötoren
unabhängig vom Generator zu synchroner Bremswirkung. Auf diese Weise arbeitet jede
Maschine mit einer Maschine von gleicher Konstante, was eine sehr wirkungsvolle
Bremsmomenterzeugung abgibt. Um diese Bremsung sicherzustellen, wird der - Schalter
82 geöffnet und der Schalter 83 umgelegt, während der Schalter 84. unberührt bleibt.
Die 'Statorwicklungen 4 und 4' sind auf diese Weise bei umgekehrtem Phasenumlauf
verbunden. Ein Bremsmoment wird in jedem Motor aus- drei -verschiedenen Gründen
erzeugt: nämlich erstens, weil der Kurzschluß-
Strom durch die
Wicklungen der Maschine läuft, die den Strom erzeugt, zweitens, weil derselbe Strom
durch die Wicklung der andern Maschine läuft, und drittens, weil ein induktionsmotorisches
Moment durch die Ströme dadurch hervorgerufen wird, daß die zweite Maschine auf
den Rotor der ersten Maschine einwirkt. Die Schiffsschrauben werden auf diese Weise
schnell zum Stillstand gebracht. Der Schalter 8q. wird nicht umgelegt, und der Schalter
8z wird geschlossen. Die Erregerstromkreise werden, wie bereits beschrieben, bedient,
so daß sie der Generatorfeldwicklung Übererregung zuführen, und die beiden Schiffsschrauben
6 und 6' werden nun umgekehrt und beschleunigt.
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Die Ausführungsform nach Abb. i i unterscheidet sich von der in Abb.
i o dargestellten dadurch, daß eine Mehrzahl von Generatoren und Turbinen benutzt
ist. Die zweite Turbine und Statorwicklung sind mit i' und 3' bezeichnet.
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Angenommen, das Schiff fährt mit voller Geschwindigkeit, und es wird
verlangt, synchron zu bremsen, so werden die Schalter 85 und 86 umgekehrt und der
Schalter 87 geschlossen. Auf diese Weise befindet sich jeder Motor in bezug auf
seinen Generator in umgekehrtem Phasenumlauf, und die beiden Motoren haben entgegengesetzte
Drehung. Ferner sind die beiden Generatoren miteinander bei entgegengesetztem Drehungssinn
verbunden. Die Folge davon ist, daß die beiden Motoren sich gegenseitig anzuhalten
suchen und die Generatoren sich gleichfalls gegenseitig anzuhalten suchen. Es ist
erklärlich, daß die in Abb. i i dargestellte Anlage im Bedarfsfall zur Erzeugung
synchronen Bremsens benutzt werden kann, indem man nur den Schalter 87 schließt
und die Schalter 85 und 86 offen läßt.
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Die in Abb. i z gezeigte Anordnung stellt eine Ausführungsform dar,
bei der die Schiffs-'schraubenmotoren untereinander zu synchronem Bremsen verbunden
sind. In diesem Falle ist der Generator mit unabhängigen Statorwicklungen 88 und
89 versehen. Umkehrschalter 85 und 86 sowie ein Kreuzverbindungsschalter 87 sind
wie in Abb. i -i angeordnet. -Abb. 13 zeigt einen Schaltplan für das Anhalten der
Schiffsschrauben bei Vorhandensein nur eines Motors. Die Bauart des Generators und
Motors sowie der Leitungsumkehrschalter entspricht den bisher beschriebenen Ausführungen.
Die Erregerstromkreise können in irgendeiner der bisher beschriebenen Arten oder
in gleichwertigen Arten gespeist werden. Ein Schalter 9o ist derart angeordnet,
daß er für eine Einzelphase Kurzschluß über die Pole der Statorwicklung q. des Motors
gibt. Eine solche Schaltung erzeugt eine größere Bremswirkung, als durch einen Kurzschluß
über einen Mehrphasenstrom oder durch die zuvor beschriebene Phasenumkehrbremsung
erreichbar ist. Man kann dieses größere Bremsmoment durch die Zerlegung der Armaturreäktion
des Einzelphasenkurzschlusses in zwei einander entgegengesetzt gerichtete Komponenten
erklären. Da die Komponente der Armaturreaktion dieselbe Umdrehung wie der Feldkörper
5 besitzt, entspricht sie der Mehrphasengeneratorwirkung - der Maschine. Die Komponente
mit entgegengesetzter Umdrehungsphase entspricht dem Felde, welches in dieser Maschine
erzeugt- werden würde, wenn dieselbe mit einer andern Maschine mit entgegengesetzter
Phasenumlaufsrichtung verbunden wäre. Dadurch werden nicht allein Verluste in der
Primärwicklung hervorgerufen, sondern auch eine induktionsmotorische Wirkung in
der Gitterstabwicklung 15, die das Bestreben haben, die Maschine anzuhalten. Daraus
ist ersichtlich, daß die Generator-und Motorwirkung gleichzeitig in derselben Maschine
stattfindet, und die drei Gründe, aus denen ein Bremsmoment beim Vorhandensein von
zwei gegeneinanderarbeitenden Motoren hervorgerufen würde, werden auch hier zur
Geltung kommen.
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Die in Abb.13 dargestellte Anlage kann auf verschiedene Art bedient
werden. Einzelphasenbremsung kann stattfinden ohne Phasenumkehrbremsung dadurch,
däß man den Schalter 9o zwecks Kurzschluß der Einzelphase schließt, wie zuvor beschrieben
war. Das weitere Vorgehen besteht darin, die Feldwicklungen des Motors und Generators
stromlos zu machen, woraufhin die Leitungskontakte geöffnet werden und der Schalter
9o geschlossen wird. Eine Einzelphasenbremsung wird dann bei Erregung der Motorfeldwicklung
i z stattfinden. Sobald die Schiffsschraube annähernd zum Stillstand gebracht sein
wird, werden die Leitungskontakte für die Umkehrbewegung geschlossen- und der Schalter
9o geöffnet. Falls erforderlich, kann der Einzelphasen-Kurzschlußstromkreis früher
geöffnet werden, als die Leitungskontakte für umgekehrte Phasenumdrehung geschlossen
werden. Solches Vorgehen erfordert jedoch entweder, daß die Schiffsgeschwindigkeit
auf einen verhältnismäßig niedrigen Wert herabgemindert ist, oder daß der Gitterstabwicklung
15 des Motors ein besonders starkes Umkehrmoment oder eine beträchtliche Schlüpfung
gegeben wird, weil andernfalls die Schiffsschraube fortschlüpfen könnte, bevor sie
erfaßt und durch induktionsmotorische Wirkung umgekehrt wird. Unter gewissen Umständen
kann es wünschenswert erscheinen,
die Schalter für die umgekehrte
Umdrehungsphase geschlossen. zu haltert, während der Schalter 9o für Einielphasenbremsung
geschlossen ist. Dieses Bremsverfahren wird besonders vorteilhaft sein in den Fällen,
in denen man sich auf synchrone Umkehrung verlassen muß, wie z. B. in Abb. i und
2, weil nämlich der Einzelphasenkurzschlußstromkreis die Tätigkeit des Mehrphasenkurzschlußstromkreises
von Abb. 2 verrichten kann, indem er die Schiffsschraube auf Stillstand festhält,
bis das Schiff eine Geschwindigkeit erreicht hat, bei der synchrone Umkehr stattfinden
kann.
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Die Abb. i q. und 15 veranschaulichen eine besondere Bauart von Gitterstabwicklungen
für einen Synchronmotor vom Wechselstromtyp. Diese Form der Wicklung ist besonders
geeignet für synchrone Einzelphasenbremsung und zur Sicherung einer wirkungsvollen
Gitterstabariordnung für die induktionsmotorische Umkehr. Die Wicklung besitzt eine
hohe Widerstandskomponente, da sie aus einer Mehrzahl von Stangen 9 i hohen Widerstandes
besteht, die nahe an der Oberfläche der Polschuhe angeordnet sind. Acht solche Stangen
sind in der Zeichnung für jeden Polschuh vorgesehen. Diese Stangen gi sind an kurzschließende
Stirnringe angeschlossen, von denen auf der Zeichnung nur einer dargestellt ist.
Die niedrige Widerstandskomponente der Wicklung erfordert eine schwere Kupferstange
93, die in der Mitte jedes Polschuhes angebracht ist und der Oberfläche des Poles
so nahe liegt, wie es die Stangen 9 i von hohem Widerstand erlauben. Außer dieser
schweren Stange ist noch eine schwere Kupferstange 94 in der Mitte -zwischen den
Polschuhen vorgesehen. Diese Stangen 93 und 94 sind an kurzschließende Stirnringe
95 angeschlossen, von denen auf der Zeichnung nur einer sichtbar ist. Diese Gitterstabwicklung
von niedrigem Widerstand hat eine hohe Steuerungsreaktanz, erstens" weil nur eine
geringe Anzahl von Stangen vorhanden ist, und zweitens wegen der besonderen Anordnung
der Stangen. Bei hohem Wert der Schlüpfung ist die Frequenz-in der Sekundärspule
des Induktionsmotors hoch. Deshalb ist auch die Steuerungsreaktanz der kupfernen
Gitterstabwicklung von geringem Widerstand hoch, und der Sekundärstrom fließt infolgedessen
in die Gitterstabwicklung 9 i von hohem Widerstand, wo hohe Verluste entstehen,
die ein hohes induktionsmotorisches Moment liefern. Bei niedrigem Wert der Schlüpfung
ist die Frequenz der Sekundärspule gering. Daher ist auch die Streuungsreaktanz
der Gitterstabwicklung von geringem Widerstand niedrig; und der Sekandärstrom fließt
hauptsächlich in diese Wicklung von .geringem Widerstand. Auf diese Weise wird eine
doppelte Wirkung der Gitterabwicklung hervorgerufen.