USS "Steuben" ex "Admiral Scheer"

[ede144]

@ Halina,

wenn ich eine Wicklung mit Mittelabgang habe, dann brauche ich keinen Dreieck/Stern Trafo. Dann bietet sich ein Dreieck/Dreick Trafo an und alles passt schön zusammen.

@Tostan
Natürlich gibt es in USA ein Drehstromnetz. In der Industrie ist sind das die 460 V 60 Hz. Aber so wie es aussieht, gibt es das nicht in den einzelnen Häusern, da wird anscheinend immer nur schön 115 V 60Hz einphasig verlegt. Was ja in Deutschland bis in die 80er Jahre auch üblich war.

[Thoddy]

U.S.S. Massachusetts
A BRIEF DESCRIPTION OF THE ENGINEERING DEPARTMENT

MAIN GENERATORS
The most important of these minor plants is the ELECTRICAL GENRATOR INSTALLATION, which consists of seven 1000 Kilowatt GENERTORS. Two main generators are located in each of the machinery spaces with the exception that in number four machinery space, there is one. An emergency diesel-generator is located in the port side of the main evaporator room forward and another is located in the after diesel generator room under the after distribution room.

The generators produce alternating voltage of 450 volts in three phases at 60 cycles, by the action of a rotating direct current field excited by a small D.C. generator attached to the rotating shaft whose flux cuts the windings of the stationary armature. The generator turbine rotates the shaft on which the main generator field and the exciter armature are attached. This turbine steam cycle has already been discussed. For the operation of electrical machinery it is essential the voltage and the frequency be constant regardless of the load upon the machine. On these machines, the voltage is maintained at constant value by a voltage regulator which controls the amount of current flowing through the generator field, while the frequency is maintained by keeping the speed of the turbine constant. This speed control is accomplished by an oil operated governor on the turbine throttle. When a motor is started somewhere on the ship, amperes flow through its armature in order to cause the motor to do work. These amperes flow back through the main generator armature and add to the other amperes already flowing, increasing the "load". The effect of these additional amperes is to cause the main generator rotor to slow down, which acts to decrease the voltage produced and lower the frequency. However, when the voltage goes down, the voltage regulator increases the strength of the generator field until the voltage is normal again, while at the same time, the oil operated turbine governor opens the turbine throttle so that more steam is admitted and the turbine speeds up. This procedure will continue until the wires of the generator armature are carrying all the amperes they can without burning up.

If, for some reason, the generator loses the load and the governor fails to shut off the steam, an emergency trip is provided to cut the steam supply before the turbine flies apart from overspeeding. as the load increases, the current lags the voltage more and more so that less of the current is in phase with the voltage. As only current in phase with the voltage produces power, the kilowatts produced will not equal the product of the volts times amperes, but just a percentage, known as the "power factor". These machines operate at 80% power factor at full load.
NOTE:- If the reader has not had any previous knowledge of electricity he should study the meaning of the terms "VOLT", "AMPERE", "KILOWATT", "PHASE", "CYCLE", "FREQUENCY", "FLAG", "LEAD", "POWER FACTOR", "RESISTANCE;", "IMPEDANCE", "REACTANCE", "INDUCTANCE", "CAPACITY", "SYNCHRONIZE", "FIELD", and "LINES OF FORCE".
DISTRIBUTION
The power produced by the main generators is lead to distribution boards. There are four of these main boards, one in the forward distribution room, one in number two machinery space, one in number three machinery space, and one in the after distribution room. The switchboard for controlling the generators are also attached to these distribution boards. Each man, especially those desiring to become electricians, should study these boards and learn the purpose of every device on then. Each one has an important function. The power delivered to the distribution boards is sent to all parts of the ship through feeders to LOAD CENTERS by closing the proper switch on the board.

Also the boards may be interconnected so that number one generator can supply power to number four board etc. From, the load centers, power can be further distributed through mains and sub-mains. If the units supplied do not operate on 440 volts, transformers are used if AC voltage is required; or motor-generator sets if DC voltage is needed. Big MOTOR GENERATOR sets are installed to provide direct current for searchlights, degaussing, and battery charging. The emergency diesel powered generators supply voltage for a few vital circuits in the event that the main voltage fails. Should the main voltage drop to 350 volts, the diesels will start automatically by air pressure and supply the vital circuits. When the main voltage rises to 405, the emergency voltage is disconnected and the diesels must be stopped manually. These sets have their own distribution boards, which can be energized from the main boards; however, the main boards cannot be energized by the diesel generators. Learn what circuits are connected to the various boards, low the boards are connected to each other, and how the generators can be cut in on the line or taken off.
Throughout the ship are innumerable electrical devices, motors, lights, heaters, etc. They are fed however by two principle circuits, POWER or LIGHTING. The leads have special markings on them telling what kind they are, and the degree of their importance. Learn these markings.
Electric power, as aforementioned, is directed to electrically operated devices by cables.

Between the distribution boards and the LOAD CENTERS the cables are known as FEEDERS; from the load centers to the distribution PANELS they are also called feeders; but from the panels to JUNCTION BOXES they are called MAINS and SUBMAINS. They then separate into BRANCHES and SUBBRANCHES to the lights or units served. Every unit or light is operated from a switch or control box. As stated previously, some power units operate on less then 440 volts, so the voltage is reduced by transformers to the proper voltage. Three phase power, however, is employed nevertheless. On the LIGHTING CIRCUITS, the voltage is first reduced to 115 volts and single phase power is distributed to the various circuits by using just one of the three phases on a circuit. Study the connections to a lighting transformer and see the phase connections. Also get a piece of cable and note how three phase power is carried in this cable by the three wires inside the insulation.
For purposes of communicating throughout the ship, four systems are provided. One is the SHIP'S SERVICE TELEPHONE system, a miniature shore telephone installation. Dial telephones are located in the principle parts of the ship, and are connected through an AUTOMATIC SWITCHBOARD in the telephone exchange an the port side of the first platform deck just forward of frame 73. The next general communication means is the GENERAL ANNOUNCING SYSTEM, by which, through loud speakers, information may be passed over the entire ship to specially selected stations. Then, in addition, stations which must be in communication with each other during special periods are connected by means of SOUND-POWERED telephones.

Call bells are provided for this system so that other stations may be contacted. Some of the sound powered systems are paralled by AUXILIARY SOUND POWERED systems. The sound powered circuits are given numbers and letters to distinguish them such as 1JV or 2JY. Each system connects a special group of stations, although it is possible to connect two or more systems by "Cross-jacking". Auxiliary systems are lettered the same as the main systems, but are preceded by an X, as X1JV.
The INTERIOR COMMUNICATION room on the starboard side of the ship from the telephone exchange contains the switchboards and motor generator sets for controlling all the interior communication systems, which include besides the sound powered telephones, all the interior alarm circuits, signaling circuits, steering circuits, etc.
Some STORAGE BATTERIES are provided for use on the automatic switchboard, motor boat starting, and a few other uses. These batteries require continuous care. Visit the battery charging station and familiarize yourself with what is done there. The ship is provided with four 36-inch gunnery SEARCHLIGHTS, four 24-inch signal SEARCHLIGHTS, and four 12-inch signal SEARCHLIGHTS. The two larger type burn carbons fed by a special mechanism whose workings must be thoroughly understood in order that the lamps are burned. These big lights use D.C. current furnished from motor-generator sets.

[Tostan]

@Tostan
Natürlich gibt es in USA ein Drehstromnetz. In der Industrie ist sind das die 460 V 60 Hz. Aber so wie es aussieht, gibt es das nicht in den einzelnen Häusern, da wird anscheinend immer nur schön 115 V 60Hz einphasig verlegt. Was ja in Deutschland bis in die 80er Jahre auch üblich war.

Eben nicht! Richtig ist, dass Drehstrom für Privatleute völlig unüblich ist. Aber in der Industrie ist eben 460V nicht der einzige Standard. Ein Bekannter ist im Maschinenbau tätig und bei Maschinen für die USA müssen die immer genau nachfragen, welche Spannung anliegt. 440V oder 460V aber manchmal auch 480V oder sogar 600V werden dann genannt. Aber auch 208V Drehstrom ist üblich. Und häufig gibt es neben den 120V auch 240V einphasig.

[halina]

@ ede 1444  und Tostan

Bin auch der Meinung dass für die allgemeinen zivilen verbrauchernetze kein Drehstrom Standard war
sondern ein Zweiphasennetz mit 230 V und Mittelleiter .
Hier mal kurz eine Handskizze wie die Trafoschaltung ausgesehen haben könnte .               halina

[ede144]

@Tostan
Natürlich gibt es in USA ein Drehstromnetz. In der Industrie ist sind das die 460 V 60 Hz. Aber so wie es aussieht, gibt es das nicht in den einzelnen Häusern, da wird anscheinend immer nur schön 115 V 60Hz einphasig verlegt. Was ja in Deutschland bis in die 80er Jahre auch üblich war.

Eben nicht! Richtig ist, dass Drehstrom für Privatleute völlig unüblich ist. Aber in der Industrie ist eben 460V nicht der einzige Standard. Ein Bekannter ist im Maschinenbau tätig und bei Maschinen für die USA müssen die immer genau nachfragen, welche Spannung anliegt. 440V oder 460V aber manchmal auch 480V oder sogar 600V werden dann genannt. Aber auch 208V Drehstrom ist üblich. Und häufig gibt es neben den 120V auch 240V einphasig.

Da es in USA auch einige Maschinen gibt, wo auf dem Schaltplan mein Name steht, bin ich da auch nicht ganz unerfahren. In der Industrie kenne ich nur 460 V 60 Hz als Drehstromnetz, auch wenn in manchen Spezifikationen gerne mal 480 V stand. Die 600 Hz ist industriebezogen, gibt es in Deutschland auch, aber dann halt 500 V.
Den 230 oder 240 V Drehstrom hatte ich auch schon mal, und um auf Halina's Skizze zu antworten, der Trafo wäre dann Dreieck/Dreickeck Schaltung.

@ Toddy
Und wie üblich, wenn man irgendwelche Unterlagen braucht: Nicht verzagen, Toddy fragen 

[halina]

Aus der von Thoddy eingestellten ausführlichen Dokumentation ist zu entnehmen , dass auf den Schlachtschiffen ein
grosser Energiebedarf vorhanden war, so wie hier insgesamt 7 Generatoren mit einer Leistung von je 1000 KVA mit einer
Netzspannung von 450 Volt Drehstrom .  Mit dieser Spannung wurden die schweren Hilfsantriebe für die Gechütztürme
sowie den Ankerspills usw. betätigt . Die Spannung für das leichte Bordnetz wurde heruntertransformiert , so dass hier
ein Wechselstrom mit einer Spannung von 115 V  zur Verfügung stand . Bei Werft-oder Hafenaufenthalten musste daher
stets ein Dieselgenerator laufen .
Es waren für notwendige Gleichstromspannungen noch zusätzliche Dieselaggregate im Einsatz .

Für unser Projekt bedeutet dies keine Änderung , bei einem nicht leistungsfähigen Landanschluss konnte auf der
Scheer ja ein Dieselgenerator für die Bordspannung sorgen .
                                                                                                                                                         

[Peter K.]

... eben zufällig in SCHIFFBAU, Jahrgang 1920/21, Nr. 35, Seite 849 zu den neuen amerikanischen Scout-Kreuzern (Anm: OMAHA-Klass) entdeckt:

Auf fünf Schiffen werden in jedem Maschinenraum je ein 100 kW- und ein 50 kW-Gleichstrom-Turbogenerator von je 125 V Spannung aufgestellt. Die 100 kW-Type besteht aus einer dreistufigen Curtis-Dampfturbine mit etwa 3.600 minutlichen Umdrehungen und einem mit etwa 1.200 Umdrehungen arbeitenden Compound-Generator der General Electric Co. Die Geschwindigkeitsübersetzung im Verhältnis 3 : 1 erfolgt durch ein Poole-Übersetzungsgetriebe. ... Die 50 kW-Anlagen bestehen je aus einer zweistufigen Curtis-Dampfturbine mit ebenfalls 3.600 minutlichen Umdrehungen und einem direkt auf dieser gekuppelten Compound-Dynamo der General Electric Co. ... Die Dampfturbinen beider Dynamos sollen unter normalen Verhältnissen mit 250 Pfund (17,5 kg/cm²), höchstens mit 275 Pfund (19,3 kg/cm²), und bei normalen Dampfaustritt gegen ein vakuum von 25'' (635 mm) arbeiten.

[Peter K.]

Hier kann man sich die technischen Daten einschließlich der elektrischen Ausrüstung, die sich bemerkenswert uneinheitlich darstellt, aller amerikanischen Seestreitkräfte herunterladen, Stand 15.04.1945

[ede144]

Hier kann man sich die technischen Daten einschließlich der elektrischen Ausrüstung, die sich bemerkenswert uneinheitlich darstellt, aller amerikanischen Seestreitkräfte herunterladen, Stand 15.04.1945

Also würde eine Steuben da nicht weiter auffallen

[Urs Heßling]

moin,

Also würde eine Steuben da nicht weiter auffallen

Wenn Du es einmal durchblätterst: doch.
Nur die "Großen" oder "Größeren" (Schlachtschiffe und Alaskas) hatten auch Dieselgeneratoren.

Gruß, Urs

[thommy_l]

Hallo,

Nur die "Großen" oder "Größeren" (Schlachtschiffe und Alaskas) hatten auch Dieselgeneratoren.

Verstehe ich das richtig, alles kleiner als BC war ohne Dampf auf Stromversorgungvon von außen angewiesen? Im Hafen/Werft funktioniert das ja aber im Gefecht? Kesselausfall durch Gefechtsschäden führt zu totalem Ausfall?

Grüße
Thommy

[halina]

Moin , inzwischen haben wir nun erfahren , dass sowohl die Stromarten und Spannungen auf den USN Schiffen höchst
unterschiedlich vorhanden sind , dass alles hat aber keinen Einfluss auf das weiter bestehende Bordnetz von 220 V
Gleichstrom auf der ex Scheer , auch bräuchten wir nicht unbedingt einen Landanschluss , von den 4 Dieselgeneratoren
könnte ja auch einer bei Werftliegezeiten laufen .
Was von unseren Spezialisten  noch kommen sollte sind die Angaben über die Nachrüstungen von leichter Artilerie und
Flak-Waffen , insbesondere welche Spannungs  und Stromarten müssen dafür an Bord generiert werden , damit der
Bereich Energieversorgung abgeschlossen werden kann .
                                                                                                                                                  halina

[Urs Heßling]

moin,

alles kleiner als BC war ohne Dampf auf Stromversorgungvon von außen angewiesen?

Schau einfach selbst  in die Liste(n), da steht bei den meisten Schlachtschiffen (incl. Iowa) sowie allen Trägern und Kreuzern in der Spalte Generatoren nur "Tu"
(Zerstörer und kleiner habe ich nicht durchgesehen)

Gruß, Urs

[Peter K.]

Nach stichprobenartiger Überprüfung einiger Listen bin ich der Meinung, dass darin nur die Generatoren für den normalen Schiffsbetrieb aufgeführt sind, nicht jedoch die Dieselgeneratoren für den Notbetrieb!

So werden die 2x 290 kW TuGen der FLETCHER genannt, nicht aber deren einziger 100 kW DiGen.
Die 2 x 450 kW TuGen der SUMNER sind gelistet, nicht aber die beiden 100 kW DiGen.
Die 7 x 1.000 kW TuGen der MASSACHUSETTS sind wieder enthalten, die 2 x 200 kW DiGen nicht.
IOWA hatte 8 x 1.250 kW TuGen, aber auch 2 x 250 kW DiGen.

[Urs Heßling]

Servus, Peter,
Danke für die Klärung

Gruß, Urs