AT516418A1

AT516418A1 - Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Energieversorgung eines elektrischen Verbrauchers in einem Inselbetrieb

Info

Publication number: AT516418A1
Application number: ATA50824/2014A
Authority: AT
Inventors: Hans-Jürgen Dipl Ing Schacht
Original assignee: Tech Universität Graz
Priority date: 2014-11-10
Filing date: 2014-11-10
Publication date: 2016-05-15
Also published as: TW201633694A; DE112015005097A5; DE112015005097B4; WO2016074008A1; AT516418B1

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Energieversorgung eines elektrischen Verbrauchers (1) in einem Inselbetrieb mit einem über seinen Erregerstrom (Ie) steuerbaren Synchrongenerator (2) und mit einem Antrieb (3) für den Synchrongenerator (2) beschrieben, wobei die Vorrichtung in Abhängigkeit vom Energiebedarf des Verbrauchers (1) gesteuert wird. Um einen vorteilhafte Wirkungsgrad bei einfachen Steuerungsbedingungen zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass die Drehzahl (n) des Synchrongenerators (2) durch eine Steuerung des Erregerstroms (Ie) konstant gehalten wird und dass der Antrieb (3) in Abhängigkeit von der am Verbraucher (1) anliegenden elektrischen Spannung (Uv) angesteuert wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zurEnergieversorgung eines elektrischen Verbrauchers in einem Inselbetrieb mit einemüber seinen Erregerstrom steuerbaren Synchrongenerator und mit einem Antrieb fürden Synchrongenerator, wobei die Vorrichtung in Abhängigkeit vom Energiebedarfdes Verbrauchers gesteuert wird, sowie auf eine Vorrichtung zur Energieversorgungeines elektrischen Verbrauchers in einem Inselbetrieb.

Um in einem Inselbetrieb nicht von der Kapazität einer Batterie abhängig zu sein, istes bekannt, die Batterie in Abhängigkeit von ihrem Ladezustand über einen Genera¬tor zu laden, dessen Antrieb beim Unterschreiten eines vorgegebenen Schwellwertsdes Ladezustands eingeschaltet wird, sodass sich die Betriebsdauer des ange¬schlossenen elektrischen Verbrauchers entsprechend verlängert. Als Generatorenkommen wegen ihres hohen Wirkungsgrads häufig permanenterregte Synchronge¬neratoren mit dem Nachteil zum Einsatz, dass aufgrund der linearen Abhängigkeitder Leerlaufspannung von der Drehzahl eine Steuerung der abzugebenden, im We¬sentlichen dem Generatorstrom proportionalen Leistung in einfacher Weise nur überdie Drehzahl möglich ist, was schlechte Wirkungsgrade für den Antrieb bedingt, derja insbesondere bei einer Ausbildung als Verbrennungskraftmaschine kaum in ei¬nem optimalen Arbeitsbereich betrieben werden kann. Außerdem ist der Antriebhinsichtlich seiner maximalen Leistung an die maximale Verbraucherleistung anzu¬passen, damit der Verbraucher den Antrieb nicht ohne Begrenzung der Verbrau¬cherleistung abbremsen kann.

Zum Laden von Batterien sind auch fremderregte Synchrongeneratoren bekannt,wie sie als Lichtmaschinen in Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommen. Zur Anpas- sung der Generatorspannung an die Batteriespannung muss der Erregerstrom ent¬sprechend gesteuert werden, und zwar in einem weiten Drehzahlbereich des Syn¬chrongenerators, was sich wiederum nachteilig auf den Wirkungsgrad auswirkt.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Energiever¬sorgung eines elektrischen Verbrauchers in einem Inselbetrieb so betreiben zu kön¬nen, dass ein hoher Wirkungsgrad sichergestellt werden kann, und zwar mit einemvergleichsweise geringen Steuer- und Regelungsaufwand.

Ausgehend von einem Verfahren der eingangs geschilderten Art löst die Erfindungdie gestellte Aufgabe dadurch, dass die Drehzahl des Synchrongenerators durcheine Steuerung des Erregerstroms konstant gehalten wird und dass der Antrieb inAbhängigkeit von der am Verbraucher anliegenden elektrischen Spannung ange¬steuert wird.

Aufgrund dieser Maßnahmen wirkt der Generator als Bremse, wobei das Brems¬moment proportional zum Generatorstrom ist, der sich in Abhängigkeit vom Genera¬torinnenwiderstand aufgrund der Spannungsdifferenz zwischen der Generatorleer¬laufspannung und der am Verbraucher anliegenden Spannung ergibt. Eine Erhö¬hung des Erregerstroms bewirkt bei gleichbleibender Drehzahl eine Erhöhung derGeneratorleerlaufspannung und damit eine Vergrößerung der für den Generator¬strom maßgebenden Spannungsdifferenz, was zufolge des größeren Generator¬stroms zu einem höheren Bremsmoment führt, sodass die Drehzahl über eine ent¬sprechende Steuerung des Erregerstroms des fremderregten Synchrongeneratorsgeregelt werden kann. Mit einer Leistungssteuerung des Antriebs in Abhängigkeitvon der Verbraucherleistung, die über die Verbraucherspannung erfasst werdenkann, können somit vorteilhafte Betriebsverhältnisse sichergestellt werden.

Mit der Regelung der Drehzahl des Synchrongenerators auf einen konstanten Wertüber den Erregerstrom als Stellgröße werden einfache Voraussetzungen geschaf¬fen, den Antrieb in einem vorteilhaften Arbeitsbereich zu betreiben, was einen we¬sentlichen Beitrag zur Verbesserung des Wirkungsgrads darstellt, insbesonderebeim Einsatz von Verbrennungskraftmaschinen. Die Erregerleistung, die ver¬ gleichsweise gering ist, verringert zwar den Wirkungsgrad, doch kann im Bereichder Nenndrehzahl, für die die Vorrichtung ausgelegt ist, ein erheblich größerer Wir¬kungsgrad über einen weiten Drehmoment- und damit Leistungsbereich erreichtwerden, sodass ein entsprechend hoher Gesamtwirkungsgrad sichergestellt werdenkann. Die konstante Drehzahl bringt außerdem Vorteile hinsichtlich der Schwin¬gungsbekämpfung und des Geräuschverhaltens bzw. der Geräuschwahrnehmungmit sich, weil Geräuschänderungen eher wahrgenommen werden. Für den Antrieb ergeben sich besonders einfache Steuerungsmöglichkeiten, wenneine an den Verbraucher angeschlossene, durch den Synchrongenerator aufladbareBatterie vorgesehen ist, weil in diesem Fall der Antrieb über seine Steuereinrichtungin Abhängigkeit von der Verbraucherspannung lediglich ein- und ausgeschaltet wer¬den kann. Eine Verringerung der Verbraucherspannung unter einen vorgegebenenunteren Grenzwert bedingt ein Einschalten und das Übersteigen eines oberenGrenzwerts ein Ausschalten des Antriebs, wobei die Antriebsleistung zwischen die¬sen Grenzwerten stufenweise gesteuert werden kann, wenn der Antrieb in Abhän¬gigkeit von der Verbraucherspannung in wenigstens zwei Leistungsstufen betriebenwird. Mit der Steuerung des Antriebs in Abhängigkeit von der an den Batterieklem¬men abgreifbaren Verbraucherspannung ergibt sich eine weitgehende Unabhängig¬keit von der Art der eingesetzten Batterie und ihrer Alterung, weil mit dieser Ver¬braucherspannung der innere Batteriewiderstand automatisch berücksichtigt wird.

Um eine Vorrichtung zur Energieversorgung eines elektrischen Verbrauchers in ei¬nem Inselbetrieb nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betreiben zu können, istlediglich über die an einen Drehzahlgeber angeschlossene Steuereinrichtung fürden Synchrongenerator der Erregerstrom in Abhängigkeit von einer Soll-Istwertdif-ferenz der Drehzahl des Synchrongenerators im Sinne einer Ausregelung der Soll-Istwertdifferenz zu steuern, wobei die Steuereinrichtung für den Antrieb des Syn¬chrongenerators den Antrieb in Abhängigkeit von der am Verbraucher anliegendenelektrischen Spannung hinsichtlich seiner Leistung regelt. Ist dabei der Verbraucheran eine durch den Synchrongenerator ladbare Batterie angeschlossen, so kann derAntrieb für den Synchrongenerator durch die mit der Verbraucherspannung beauf¬ schlagbare Steuereinrichtung in Abhängigkeit von der Verbraucherspannung ein-und ausgeschaltet werden. Eine solche Zweipunktregelung kann durch weitereSchwellwerte zwischen den Ein- und Ausschaltgrenzwerten ergänzt werden, umden Antrieb in unterschiedlichen Leistungsstufen, aber bei konstanter Drehzahl be¬treiben zu können.

Der Antrieb für den Synchrongenerator kann als Verbrennungskraftmaschine mit ei¬ner an die maximale Generatorleistung angepassten maximalen Leistung ausgebil¬det sein. Unterschiedliche Leistungsanforderungen an die Energiequelle könnensomit im Ausmaß der Leistungsfähigkeit des Antriebs erfüllt werden, und zwar un¬abhängig von der Verbraucherleistung, also auch bei Überlast.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zei¬gen

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Energieversorgung eines elektri¬schen Verbrauchers in einem Inselbetrieb in einem schematischen Block¬schaltbild,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer Ausführungsvariante einererfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 3 Kennlinien für die Leerlaufspannung des fremderregten Synchrongeneratorsin Abhängigkeit von der Drehzahl bei unterschiedlichen Erregerströmen,

Fig. 4 den Generatorstrom über der Drehzahl für unterschiedliche Kennlinien derLeerlaufspannung des Synchrongenerators,

Fig. 5 den zeitlichen Verlauf einer an den Batterieklemmen eines Fahrzeugs miteinem über eine Batterie gespeisten Elektromotor abgegriffenen Spannungfür einen vorgegebenen Belastungsverlauf ohne und mit einer erfindungs¬gemäßen Vorrichtung zur Energieversorgung,

Fig. 6 einen zeitlichen Geschwindigkeitsverlauf eines Fahrzeugs mit einem von ei¬ner Batterie gespeisten Elektromotor und einer erfindungsgemäßen Vorrich¬tung zur Energieversorgung,

Fig. 7 den Leistungsbedarf des Elektromotors eines Fahrzeugs für den Geschwin¬digkeitsverlauf nach der Fig. 5 und die über den Synchrongenerator zur Ver¬fügung gestellte Leistung,

Fig. 8 den an den Batterieklemmen abgegriffenen zeitlichen Spannungsverlauf inForm der Spannungsdifferenz zwischen der Leerlaufspannung der Batterieund der Verbraucherspannung ohne und mit zugeschaltetem Synchronge¬nerator,

Fig. 9 ein weiteres Beispiel eines Leistungsbedarfs eines Verbrauchers über derZeitachse im Vergleich zum Leistungsangebot einer erfindungsgemäßenVorrichtung zur Energieversorgung ohne Batterieeinsatz,

Fig. 10 den zeitlichen Verlauf der Verbraucherspannung in Form der Differenz¬spannung zu einer Sollspannung,

Fig. 11 den zeitlichen Verlauf der Stellgröße für die Leistungsregelung der Verbren¬nungskraftmaschine zur Bereitstellung der benötigten Verbraucherleistungbeispielsweise anhand einer Drosselklappenverstellung,

Fig. 12 den Drehzahlverlauf bei einer erfindungsgemäßen Drehzahlregelung desSynchrongenerators für einen Leistungsbedarf gemäß der Fig. 9 undFig. 13 den zeitlichen Verlauf des Erregerstroms für eine Drehzahlregelung gemäßder Fig. 12.

Die Vorrichtung zur Energieversorgung eines elektrischen Verbrauchers 1 im Insel¬betrieb weist gemäß dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 einen fremderregtenSynchrongenerator 2 auf, der von einem Antrieb 3, vorzugsweise einer Verbren¬nungskraftmaschine, zum Beispiel einem Zweitaktmotor, angetrieben wird. Zur Er¬regung des Synchrongenerators 2 ist eine Flilfserregermaschine 4 vorgesehen, diedie Erregerwicklung 5 über einen Gleichrichter 6 speist. Der Erregerstrom wird übereine Steuereinrichtung 7 gesteuert, die einen PID-Regler 8 umfasst, der mit einerSoll-Istwertdifferenz der Drehzahl beaufschlagt wird. Zu diesem Zweck sind ein Ist¬wertgeber 9 sowie eine Sollwertvorgabe 10 für die Drehzahl vorgesehen, die somitüber den Erregerstrom als Stellgröße auf einen konstanten Wert geregelt werdenkann.

Der Leistungsbedarf des Verbrauchers 1 muss durch die Leistung des bei einer vor¬teilhaften Auslegedrehzahl betriebenen Antriebs 3 abgedeckt werden, was einerentsprechenden Leistungsregelung des Antriebs 3 über eine Steuereinrichtung 11bedarf. Diese Steuereinrichtung 11 steuert einen Stelltrieb 12 beispielsweise einerDrosselklappe oder einer Einspritzpumpe für die den Antrieb 3 bildende Verbren¬nungskraftmaschine. Als Maß für den Leistungsverbrauch kann die jeweilige Ver¬braucherspannung herangezogen werden, mit der die Steuereinrichtung 11 beauf¬schlagt wird, um den Stelltrieb 12 in Abhängigkeit von der Leistungsanforderung desVerbrauchers 1 ansteuern zu können. Es können daher die Vorteile einer konstan¬ten Drehzahl für den Wirkungsgrad, die Geräuschausbildung und -Wahrnehmungsowie das Schwingungsverhalten vorteilhaft genützt werden, und zwar bei einfa¬chen Regelungsbedingungen.

Das Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 unterscheidet sich von dem nach der Fig. 1 im Wesentlichen dadurch, dass der Verbraucher 1 an eine Batterie 13 ange¬schlossen ist, die vom Synchrongenerator 2 bei Bedarf geladen wird. Dementspre¬chend ist zwischen der Batterie 13 und dem Synchrongenerator 2 ein Gleichrichter14 vorgesehen, über den auch die Erregerwicklung 5 angespeist werden kann. Derüber die Steuereinrichtung 7 in Abhängigkeit von der Soll-Istwertdifferenz der Dreh¬zahl angesteuerte Erregerstrom dient wiederum als Stellgröße für die Drehzahlrege¬lung, sodass sich hinsichtlich der Steuerung des Synchrongenerators 2 im Vergleichzum Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 nichts ändert. Der Antrieb 3 braucht aller¬dings wegen der Batterie 13 nicht die volle Verbraucherleistung abzudecken, waswesentlich einfachere Steuerbedingungen für den Antrieb 3 ermöglicht, weil im ein¬fachsten Fall der Antrieb bei einer vorgegebenen Leistungsstufe lediglich in Abhän¬gigkeit vom Unterschreiten eines unteren und Überschreiten eines oberen Grenz¬werts der Batteriespannung ein- und ausgeschaltet zu werden braucht, sodass dieBatterie 13 in Abhängigkeit von ihrem Ladezustand durch den Synchrongenerator 2geladen wird.

Wie der Fig. 3 zu entnehmen ist, in der die Generatorleerlaufspannung Ug0 über derDrehzahl n des Synchrongenerators 2 aufgetragen ist, ergibt sich zwischen der Ge- neratorleerlaufspannung Ug0 und der Drehzahl n ein linearer Zusammenhang, wobeidie Steigung der Kennlinien von der Größe des jeweiligen Erregerstroms le abhängt.Die Kennlinien 15 und 16 zeigen den Verlauf der Generatorleerlaufspannung Ug0 fürden niedrigsten und den höchsten Erregerstrom le, während die Kennlinie 17 einemmittleren Erregerstrom le entspricht. Je nach der gewählten Kennlinie 15,16,17 derGeneratorleerlaufspannung Ug0 wird somit die Leerlaufspannung Ubo der Batterie 13bei unterschiedlichen Drehzahlen n des Synchrongenerators 2 erreicht, was beimÜberschreiten dieser Leerlaufspannung Ubo einen Generatorstrom lg zur Folge hat,wie dies die Kennlinien 18,19 und 20 der Fig. 4 zeigen, die sich aus den Kennlinien15,16 und 17 für die Generatorleerlaufspannung ableiten. Legt man die Drehzahl n,bei der die Generatorleerlaufspannung Ug0 beim unteren Grenzwert für den Erre¬gerstrom le gemäß der Kennlinie 15 der Leerlaufspannung Ubo der Batterie 13 ent¬spricht, als Nenndrehzahl nn fest, so kann für unterschiedliche Generatorströme lgund damit für unterschiedliche Belastungszustände die Nenndrehzahl durch eineentsprechende Änderung des Erregerstroms le zwischen den Kennlinien 18 und 19eingestellt werden. Dies bedeutet, dass mit dem Erregerstrom le als Stellgröße dieDrehzahl n des Synchrongenerators 2 auf einen konstanten Wert nn geregelt wer¬den kann. Dies gilt selbstverständlich auch für Synchrongeneratoren 2, deren Erre¬gerstrom nur zum Teil veränderbar ist, weil ein Teil des Erregerstroms durch einePermanenterregung zur Verfügung gestellt wird.

In der Fig. 5 ist die an der Batterie 13 während eines zeitlichen Leistungsbedarfsdes Verbrauchers 1 abgreifbare Spannung Uv dargestellt, die zur Steuerung des An¬triebs 3 dient. Dieser Antrieb 3 wird bei einer unteren Grenzspannung Uem ein- undbei einer oberen Grenzspannung UaUs wieder ausgeschaltet. Außerdem sind zweiLeistungsstufen für den Antrieb 3 vorgesehen, wobei beim Überschreiten eines obe¬ren Schwellwertes Uu der Verbraucherspannung Uv die Antriebsleistung über dieSteuereinrichtung 11 auf eine geringere Leistungsstufe und beim Unterschreiten ei¬nes unteren Schwellwerts \JL2 wieder auf die höhere Leistungsstufe umgeschaltetwird. Aus der Kennlinie 21 der Fig. 5 ergibt sich, dass aufgrund des Leistungsbe¬darfs des Verbrauchers 1 die Batterie 13 entladen wird, was sich an der abfallendenVerbraucherspannung Uv erkennen lässt. Würde keine Energieversorgung über den

Synchrongenerator 2 erfolgen, so ergäbe sich der strichliert gezeichnete Span¬nungsverlauf. An diesem Spannungsverlauf ist auffallend, dass sich zwischen denZeitpunkten ti und t2 ein Spannungsanstieg ergibt, was auf eine kurzfristige Energie¬rückführung vom Verbraucher 1 zur Batterie 13, beispielsweise zufolge der Rück¬gewinnung von Bremsenergie, schließen lässt.

Da sich die Verbraucherspannung Uv unter den unteren Grenzwert Uem absenkt,wird jedoch der Antrieb 3 über die Steuereinrichtung 11 eingeschaltet, was in die¬sem Ausführungsbeispiel zu einem Spannungsanstieg und damit zu einem Ladender Batterie 13 führt. Da zufolge dieses Spannungsanstiegs der obere SchwellwertUh der Verbraucherspannung Uv überschritten wird, wird der Antrieb 3 in der gerin¬geren Leistungsstufe betrieben, was sich in einem flacheren Anstieg des Span¬nungsverlaufs bemerkbar macht. Da im weiteren Verlauf der untere Schwellwert U|_2unterschritten wird, wird der Antrieb wieder in der höheren Leistungsstufe ange¬steuert, bis der obere Schwellwert Uli neuerlich überschritten wird, was einen fla¬cheren Anstieg der Spannungskurve 21 mit sich bringt, bevor der Antrieb 3 beim Er¬reichen des oberen Grenzwerts Uaus abgeschaltet wird. Wird unmittelbar nach demEinschalten des Antriebs 3 der Verbraucher 1 abgeschaltet, so ergibt sich an denBatterieklemmen ein Spannungsverlauf entsprechend der strichpunktiert dargestell¬ten Kennlinie 22, die ein Laden der Batterie 13 bedingt.

Die Fig. 6 bis 8 veranschaulichen die Erfindung anhand eines von einem batteriege¬speisten Elektromotor angetriebenen Fahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Vor¬richtung zur Energieversorgung. In der Fig. 6 ist ein Geschwindigkeitsverlauf desFahrzeugs dargestellt, das zunächst auf eine Geschwindigkeit v^ beschleunigt unddann auf eine Geschwindigkeit v2 abgebremst wird, bevor das Fahrzeug angehaltenwird. In der Fig. 7 ist der Leistungsbedarf Pv für diese Fahrt in vollen Linien durchdie Kennlinie 23 dargestellt.

Aus der Fig. 8, die den Spannungsverlauf an den Batterieklemmen anhand der anden Batterieklemmen abgegriffenen Verbraucherspannung Uv im Vergleich zurLeerlaufspannung Ubo der Batterie 13 zeigt, ergibt sich der an den Batterieklemmen abgreifbare Spannungsverlauf ohne Zuschaltung des Synchrongenerators 2 durchdie in vollen Linien dargestellte Kennlinie 24. Die bei den Bremsungen des Fahr¬zeugs zu den Zeitpunkten L und t2 zurückgewonnene Bremsenergie bedingt einenAnstieg der Verbraucherspannung Uv. Aus den in der Fig. 8 eingezeichneten oberenund unteren Grenzwerten Uem und UaUs sowie den Schwellwerten Uu und Ui_2 für dieAnsteuerung des Antriebs 3 ergibt sich, dass beim Unterschreiten des unterenGrenzwerts Uein der Antrieb 3 für den Synchrongenerator 2 eingeschaltet und beieiner höheren Leistungsstufe betrieben wird, wie dies die strichliert gezeichneteKennlinie 25 in der Fig. 7 erkennen lässt. Die durch den Synchrongenerator 2 ge¬mäß der Kennlinie 25 abgegebene Leistung Pg bedingt einen Anstieg der Verbrau¬cherspannung Uv entsprechend der strichlierten Kennlinie 26 der Fig. 8. Mit der zumZeitpunkt U rückgewonnen Bremsenergie übersteigt die Verbraucherspannung Uvden Schwellwert Uu mit der Folge, dass der Antrieb 3 in einer niedrigeren Leis¬tungsstufe betrieben wird. Die vom Synchrongenerator 2 abgegebene Leistung Pgsinkt daher gemäß Fig. 7 auf die Kennlinie 27 ab, was einen Verlauf 28 der Ver¬braucherspannung Uv bewirkt. Nach dem zum Zeitpunkt t2 eingeleiteten Stillstanddes Fahrzeugs bleibt allerdings der Antrieb 3 noch solange eingeschaltet, bis dieSpannung Uv den oberen Grenzwert Uaus erreicht.

In den Fig. 9 bis 13 sind die Bedingungen der Energieversorgung eines Verbrau¬chers 1 gemäß der Fig. 1 ohne Batterieeinsatz veranschaulicht. Die vom Verbrau¬cher 1 benötigte Leistung Pv ist durch die strichlierte Kennlinie 29 dargestellt, wäh¬rend die über den Synchrongenerator 2 abgegebene Leistung Pg in einer vollen Li¬nie 30 eingezeichnet ist. Um diese Leistung Pg zur Verfügung stellen zu können,muss der Antrieb 3, eine Verbrennungskraftmaschine, entsprechend angesteuertwerden, was im gewählten Ausführungsbeispiel durch eine Verstellung der Drossel¬klappe über den Stelltrieb 12 erfolgt. In der Fig. 11 ist der jeweilige Drosselklappen¬winkel α aus der Kennlinie 31 zu entnehmen. Im Ausführungsbeispiel übersteigt dieVerbraucherlast Pv die vom Synchrongenerator 2 abgebbare Leistung Pg ab demZeitpunkt t-ι. Dies bedeutet, dass zur Konstanthaltung der Drehzahl n auf dem Wertnn gemäß der Fig. 12, der Erregerstrom le über die Steuereinrichtung 7 gegenüberder zur Drehzahlanpassung an die geänderte Last erforderlichen Änderung abge¬ senkt wird, wie dies der Fig. 13 zu entnehmen ist. Die Überlast führt daher zu kei¬nem Einbruch der Drehzahl n. Es wird lediglich die Verbraucherspannung Uv gemäßFig. 10 abgesenkt.

Sobald die Generatorleistung Pg gemäß der Fig. 9 die Verbraucherleistung Pv imZeitpunkt t2 wieder übersteigt, was sich in einer Drehzahlerhöhung bemerkbarmacht, wird der Erregerstrom le entsprechend der Fig. 13 angehoben, um die Dreh¬zahl n konstant zu halten. Bei konstanter Drehzahl n tritt somit bei einer Überlast le¬diglich eine Spannungsabsenkung auf.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Energieversorgung eineselektrischen Verbrauchers (1) in einem Inselbetrieb mit einem über seinen Erreger¬strom (le) steuerbaren Synchrongenerator (2) und mit einem Antrieb (3) für denSynchrongenerator (2), wobei die Vorrichtung in Abhängigkeit vom Energiebedarfdes Verbrauchers (1) gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl(n) des Synchrongenerators (2) durch eine Steuerung des Erregerstroms (le) kon¬stant gehalten wird und dass der Antrieb (3) in Abhängigkeit von der am Verbrau¬cher (1) anliegenden elektrischen Spannung (Uv) angesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vorseheneiner an den Verbraucher (1) angeschlossenen, durch den Synchrongenerator (2)aufladbaren Batterie (13) der Antrieb durch seine Steuereinrichtung (11) in Abhän¬gigkeit von der Verbraucherspannung (Uv) ein- und ausgeschaltet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (3) inAbhängigkeit von der Verbraucherspannung (Uv) in wenigstens zwei Leistungsstu¬fen betrieben wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dassder Synchrongenerator (2) durch eine Verbrennungskraftmaschine in Abhängigkeitvon der Verbraucherspannung (Uv) angetrieben wird.
5. Vorrichtung zur Energieversorgung eines elektrischen Verbrauchers (1) in ei¬nem Inselbetrieb mit einem fremderregten Synchrongenerator (2), mit einem Antrieb (3) für den Synchrongenerator (2) und mit einer Steuereinrichtung (7, 11) einerseits für den Synchrongerator (2) und anderseits für den Antrieb (3), dadurch gekenn¬zeichnet, dass die an einen Drehzahlgeber (9) angeschlossene Steuereinrichtung(7) für den Synchrongenerator (2) den Erregerstrom (le) in Abhängigkeit von einerSoll-Istwertdifferenz der Drehzahl (n) des Synchrongenerators (2) steuert und dieSteuereinrichtung (11) für den Antrieb (3) des Synchrongenerators (2) den Antrieb(3) in Abhängigkeit von der am Verbraucher (1) anliegenden elektrischen Spannung(Uv) ansteuert.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrau¬cher (1) an eine durch den Synchrongenerator (2) ladbare Batterie (13) angeschlos¬sen ist und dass der Antrieb (3) für den Synchrongenerator (2) durch die mit derVerbraucherspannung (Uv) beaufschlagbaren Steuereinrichtung (11) in Abhängig¬keit von der Verbraucherspannung (Uv) ein- und ausschaltbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der An¬trieb (3) für den Synchrongenerator (2) durch die Steuereinrichtung (11) in wenigs¬tens zwei Leistungsstufen betreibbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet,dass der Antrieb (3) für den Synchrongenerator (2) als Verbrennungskraftmaschinemit einer an die maximale Generatorleistung angepassten maximalen Leistung aus¬gebildet ist.