CN108327885A - 用于在船中给用电器提供电能和/或给电池充电的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于给借助电动机驱动的船的用电器(10，12)提供电能和/或用于给所述借助电动机驱动的船的电池和/或电池组(2)充电的设备(4)，其中，所述设备包括内燃机(7)以及与所述内燃机(7)耦合的直流发电机(6)，所述内燃机具有用于调节所述内燃机(7)的马达调节装置(70)，所述直流发电机具有用于调节所述直流发电机(6)的发电机调节装置(60)，其中，设有控制设备(8)，所述控制设备设置用于给所述马达调节装置(70)预给定马达控制参量和/或给所述发电机调节装置(60)预给定发电机控制参量。

Description

用于在船中给用电器提供电能和/或给电池充电的设备
技术领域
本发明涉及一种用于在借助电动机驱动的船中给用电器提供电能和/或用于给电池充电的设备。
背景技术
已知，为了提供船的船载电网中的电能而提供发电机，该发电机通过内燃机来驱动。在此，视要求而定地使用直流发电机或交流发电机，它们相应地给船载电网供给电能。
因为视船载电网的通过不同的用电器引起的负荷而定地可能会发生能量需求的强烈波动，所以在用于在船中提供电能的具有借助内燃机驱动的发电机的常规设备中可能会发生：内燃机不运行在其最佳工作点，并且相应地，燃料转化成电能的效率下降。
尤其当在船中使用与内燃机连接的发电机来对船载电网内的蓄电池或电池充电或再充电时是这种情况。在对电池充电的情况下，在以恒定的(最大)电流进行充电的主充电阶段之后在再充电阶段中发生：在恒定的充电额定电压下执行充电并且电流始终继续下降。如果通过发电机对此提供电能，则在具有低效率的区域中运行发电机。
为了进行解决，GB 2 417 378 A提出一种发电机驱动的电池充电设备，其中，如此控制内燃机的转速，使得发电机将顺序的充电电流脉冲提供给待充电的电池。相应地，仅仅控制内燃机的转速，以便改变通过直流发电机产生的充电电流。但是，由于转速的必要的改变，使内燃机很少以其效率最大值运行。
发明内容
从现有技术出发，本发明的任务是，提供一种用于在船中给用电器提供电能和/或用于给电池充电的设备，所述设备提供进一步改善的结构。
所述任务通过具有权利要求1的特征的设备来解决。有利的扩展方案由从属权利要求、本说明书以及附图得出。
相应地，提供一种用于在借助电动机驱动的船中给用电器提供电能和/或用于给电池和/或电池组充电的设备，其中，所述设备包括内燃机以及与所述内燃机耦合的直流发电机，所述内燃机具有用于调节所述内燃机的马达调节装置，所述直流发电机具有用于调节所述直流发电机的发电机调节装置，其中，设有控制设备，所述控制设备设置用于给所述马达调节装置预给定马达控制参量和/或给所述发电机调节装置预给定发电机控制参量。
通过不仅内燃机具有用于基于马达控制参量来调节内燃机的马达调节装置，而且发电机也具有用于基于发电机调节参量来调节发电机的发电机调节装置的方式，因此可能的是，在一定程度上彼此独立地调节发电机和内燃机并且以这种方式还更高效地设计电能的提供。
尤其借助控制设备可能的是，对于内燃机和发电机如此预给定相应的马达控制参量以及发电机控制参量，使得在考虑所述设备的相应结构以及相应部件的特性的情况下能够实现特别高效的运行并且同时可以以所需的形式可靠地提供电能。
在此，通过发电机的根据发电机控制参量的调节可以相应地实现，相应于预给定地例如可以将船载电网中的由发电机提供的电压或船载电网中的由发电机提供的电流保持恒定，而不必在一定范畴内考虑内燃机的行为。
此外，在相同的相互关系中还能够实现内燃机在预给定的工作点的高效运行——例如在其最高效率下运行，发电机调节仍确保，在船载电网中存在期望的电压或期望的电流。
优选地，所述控制设备将功率预给定和/或工作点预给定和/或转速预给定和/或转矩预给定作为马达控制参量递交给所述马达调节装置，和/或，所述控制设备将电压预给定和/或电流预给定和/或功率预给定和/或电池电流预给定和/或电池电压预给定和/或电池功率预给定和/或中间电路电压预给定和/或中间电路电流预给定和/或中间电路功率预给定作为发电机控制参量递交给所述发电机的发电机调节装置。
以这种方式，可以在不同的控制参量或预给定的情况下，在一定范围内彼此独立地调节内燃机和发电机，从而能够实现特别高效的运行。
在另一优选的构型中，所述控制设备将电压预给定和/或电流预给定和/或功率预给定和/或电池电流预给定和/或电池电压预给定和/或电池功率预给定和/或中间电路电压预给定和/或中间电路电流预给定和/或中间电路功率预给定作为马达控制参量递交给所述马达调节装置，和/或，所述控制设备优选将功率预给定和/或工作点预给定和/或转速预给定和/或转矩预给定作为发电机控制参量递交给所述发电机调节装置。
尤其当基于内燃机的构造或尺寸确定，内燃机的转速的精确的保持或调节困难时，所述运行模式可以是有利的。例如可以通过发电机的转矩预给定将发电机的转速保持恒定并且相应地快速进行调整，并且针对作为预给定的相应的电压或相应的电流或相应的功率调节内燃机，从而从相互作用中得出改善的调节并且因此得出提高的效率以及更稳定的船载电网。
相应地，通过发电机的调节的应用可能的是，在很大程度上独立于内燃机的输入转速地，将发电机运行在其针对相应的预给定参数、例如电流预给定、电压预给定或功率预给定的最佳区域中，并且相应于相应的参数可靠地提供船载电压或用于电池组的充电曲线。
在一种优选的构造中，所述直流发电机是电子换向的直流发电机，并且所述发电机调节装置设置用于通过改变发电机调节参量发电机转矩和/或发电机电流和/或发电机电压和/或发电机转速和/或发电机功率来将所述直流发电机调节到相应的发电机控制参量上。
优选地，通过改变马达调节参量燃料供给和/或喷射阀控制和/或点火时刻和/或混合物组成和/或空气供给和/或凸轮轴调节和/或涡轮增压器控制来将所述内燃机的马达调节装置调节到相应的马达控制参量上。
例如可以通过控制设备将相应的转速预给定递交给马达调节装置，然后马达调节装置根据转速预给定通过改变到内燃机的燃料供给来调节转速。因此得出，可以将内燃机在很大程度上稳定地运行在预给定的转速上。
当发电机调节装置和/或内燃机的马达调节装置和/或控制设备集成在中央控制器中时，能够实现特别紧凑的并且因此高效的结构。
所述控制设备优选包括存储在数据库中的用于所述马达控制参量和/或所述发电机控制参量的特征曲线和/或值，并且所述控制设备对于所述马达调节装置和/或所述发电机调节装置预给定用于所述马达控制参量和/或所述发电机控制参量的所存储的值或由特征曲线导出的值。优选预给定所述马达控制参量的用于在最大效率或最大功率下运行所述内燃机的值，和/或，优选预给定所述发电机控制参量的根据对电池充电曲线进行预给定的特征曲线的值。
控制设备基于船载电网中的或电池组的充电过程中的相应需求来选择相应的预给定、例如转速预给定。
视后续的船载电网或电池组的充电曲线看起来如何而定地，控制设备可以同时地或替代地将相应的预给定、例如电流预给定、电压预给定或功率预给定递交给发电机调节装置。
相应地，基于不同的预给定信号来调节内燃机和发电机，例如基于电池电流预给定、电池电压预给定或电池功率预给定来调节发电机，并且根据转速预给定来调节内燃机。
在一种替代的方案中，也可以根据电池电流预给定、电池电压预给定或电池功率预给定来调节内燃机，并且根据转速预给定来调节发电机。
在一种优选的扩展方案中，控制设备监视船载电网或中间电路并且相应于船载电网的或中间电路的状态地改变用于发电机调节装置和/或马达调节装置的预给定参数。例如可以在船载电网中的高的功率要求的情况下将用于内燃机的转速预给定从尽可能高效的工作点置于最大功率工作点中。对于发电机则如此设置相应的功率要求，使得可以继续稳定地运行船载电网。
可以进一步优选的是，通过控制设备预给定用于给电池组充电的电流预给定，并且控制设备监视电池组的相应的充电状态，并且相应地，在达到电池组中的期望充电电压的情况下从最大电流预给定切换到恒定电压预给定。因此，通过电池组的充电变化过程如此匹配发电机调节，使得相应的电流曲线或相应的电压曲线能够实现电池的最佳充电，其中，同时同样地优化但与此独立地调节内燃机。
相应地，以这种方式也得出一种充电设备，其中，内燃机结合发电机提供用于电池组的经优化的充电曲线。
在一种扩展方案中，可以在通过电池组缓冲的船载电网中针对船载电网内的其余用电器的功率要求施加设置用于电池组的充电曲线。换句话说，除了在船载电网内对于当前激活的用电器提供功率之外，还如此施加充电电流，使得附加地实现电池组的经优化的充电。
此外，在电池缓冲的船载电网中，在电池组完全充电的情况下能够实现，发电机与内燃机一起如此运行，使得既不发生电池放电，也不发生电池充电，而是只要内燃机运行，电池就保持其充电状态不变。以这种方式，可以在很大程度上省去电池的中间缓冲，由此也提高船载电网的效率，因为缓冲损耗消失。
优选地，内燃机具有电子马达控制器，并且马达调节装置相应地借助电子马达控制器进行内燃机的调节。
在另一优选的实施方式中，所述内燃机具有作为马达调节装置的机械转速调节器，并且所述机械转速调节器从所述控制设备获得转速预给定形式的马达控制参量用于通过机械的和/或气动的和/或液压的执行机构调节所述机械转速调节器。以这种方式，也可以在所述设备中使用简单的内燃机。
优选地，可以将直流发电机用作内燃机的起动器马达，其中，优选将转速预给定作为发电机控制参量递交给发电机调节装置，特别优选地，在内燃机起动之后保持发电机控制参量。
相应地应该注意，可以在广泛范围内独立于发电机的相应的调节任务地调整内燃机的工作点，因为发电机被独立地调节。以这种方式，能够实现所提到的优化策略，从而基于内燃机的调节与发电机的基本上与此独立的调节的结合，可以以特别高效的方式实现：提供船载电网中的或用于充电的能量。
附图说明
通过对附图的以下描述进一步阐述本发明的其他优选的实施方式。在此，示出：
图1示出电驱动的船中的船载系统的示意图，该示意图示出船载电网以及用于提供电能的设备；
图2示出具有以下结构的另一船载系统的示意图，在所述结构中，电压预给定设置为发电机控制参量；
图3示出具有以下结构的另一船载系统的示意图，其中，电压预给定设置为马达控制参量。
具体实施方式
以下根据附图描述优选的实施例。在此，不同附图中的相同的、类似的或起相同作用的元件设置有相同的附图标记，并且为避免重复而部分地省去对这些元件的重复性描述。
在图1中高度示意性地示出电驱动的船中的船载系统1的结构。船载系统1包括船的船载电网100以及用于提供船载电网100中的电能的设备4。用于提供船载系统1的电能的设备4还设置用于不仅给相应的船载电网100中的各个用电器10、12供给电能，而且给例如电池组2——该电池组可以设置为船载系统1的主能量源或替代地也可以设置为缓冲设备——如此供给电能，使得可以影响电池组2的充电状态并且尤其可以对电池组2进行充电。换句话说，设备4可以用于为电池组2的充电提供电能，然而，所述设备也可以用于直接给各个用电器10、12供电，或者用于在给电池组2充电的情况下同时组合地给各个用电器10、12供电。
在图1中，船载电网100也以高度示意性的方式示出。电动机10设置在船载电网100中，该电动机对于船来说可以设置为主驱动装置，并且借助该电动机可以对船进行驱动。然而，电动机10也象征性地代表船载的其他任何电动机、例如帆船上的电动绞车(Winsch)的电动机或代表绞盘(Ankerwinde)的或吊柱(Davit)的电动机。
此外，在船载电网100中示意性地示出白炽灯泡12形式的另一用电器，该白炽灯泡相应地从船载电网100中获取电能。在此，示意性绘制的白炽灯泡12象征性地代表船内的其他所有用电器。在船中，在船载电网100中例如可以存在以船照明装置、位置灯、通信设备、导航设备、数据处理设备或船的功能的一般控制装置或调节装置形式的用电器。此外，在船载电网100中例如可以存在诸如空调、制冷设备、烹调装置等的舒适性装置形式的用电器。所述列举不应视为穷尽的，而是，船载电网100内的在此示意性地以电动机10和白炽灯泡12示出的用电器可以表示船载电网100内的任何其他用电器。
船载电网100内的用电器可以具有基本上恒定的能量要求，例如船上的超过较长的时间段恒定运行的位置灯。然而，用电器也可以具有强烈波动的能量要求。因此视行驶状态而定地，在不同功率下运行、关断或甚至在恢复模式(Rekuperationsmodus)中运行船的主驱动马达。相应地，这种用电器对船载电网100的能量要求显著波动。
此外，船载系统1包括给船载电网100提供电能的电池组2。电池组2可以或者设置为缓冲电池，该缓冲电池对用电器10、12所需的能量要求中的波动或波动的峰值进行缓冲并且相应地在能量过剩的情况下被充电。然而，通常将电池组2设置为用于船载电网100的主能量存储器。换句话说，船载系统1设置为这样的系统：该系统在其主要运行时间内以通过电池组2的能量供给足够应付。
例如在电驱动的船的情况下，通常提供电池组2作为主能量源。因此，在电驱动的船的情况下，优选的运行模式可以在于，使该船仅仅基于存储在电池组2中的能量运动。以这种方式，能够实现船的非常低噪声的且同时至少在船的本地无排放的运行。相应地，如此进行电池组2的尺寸确定，使得可以在足够长的时间段上仅仅由电池组2给用作船的主驱动装置的电动机10供给能量。
优选地，可以通过岸连接端给电池组2充电。
此外，在图1中示意性地示出船载电网100的开关设备3，该开关设备能够实现：将由电池组2通过中间电路120提供的能量相应地分配给电动机10和其余的终端用电器12并且将其接通。在此，开关设备3例如也可以包括行驶调节器(Fahrtregler)，该行驶调节器控制到电动机10的能量流。相应地，船的驾驶员通过相应的发送器(Geber)、例如远程调速杆(Ferngashebel)预给定电动机10的期望的行驶速度级，使得通过开关设备3相应地将期望的能量从电池组2提供给电动机10并且相应地以由驾驶员预给定的行驶速度级运行该船。
开关设备3也可以在电动机10的恢复运行情况下确保，将所恢复的能量重新提供给电池组2，以便提高或获得其充电状态。
在船载系统1的在图1中示出的实施例中，另外示出一种用于提供电能的设备4，所述设备给船载电网100并且在示出的实施中给开关设备3提供附加的电能。
用于提供电能的设备4包括发电机6和内燃机7，所述发电机在该实施例中构造为电子换向的直流发电机，所述内燃机通过相应的驱动轴72来驱动发电机6。驱动轴72可以设置有变速器，该变速器将由内燃机7输出的转速转换为发电机6所需的转速。
发电机6具有发电机调节装置60，借助该发电机调节装置可以基于至少一个预给定的发电机控制参量来调节发电机6。相应地，可以直接通过如下方式相应于一定的预给定地并且尤其根据相应的发电机控制参量来运行并且随后基本上稳定地运行发电机6，即通过发电机调节装置60来调节发电机。
作为发电机控制参量可以设置：电压预给定和/或电流预给定和/或功率预给定和/或电池电流预给定和/或电池电压预给定和/或电池功率预给定和/或中间电路电压预给定和/或中间电路电流预给定和/或中间电路功率预给定和/或功率预给定和/或工作点预给定和/或转速预给定和/或转矩预给定，借助所述发电机控制参量可以调节发电机。
可以通过改变发电机调节参量发电机转矩和/或发电机电流和/或发电机电压和/或发电机转速和/或发电机功率来将电子换向的直流发电机6调节到相应的发电机控制参量上。
内燃机7在其侧也具有马达调节装置70，借助该马达调节装置可以基于至少一个马达控制参量调节内燃机7。因此，可以通过预给定马达控制参量来借助马达调节装置70稳定地调节内燃机7。
作为马达控制参量可以设置电压预给定和/或电流预给定和/或功率预给定和/或电池电流预给定和/或电池电压预给定和/或电池功率预给定和/或中间电路电压预给定和/或中间电路电流预给定和/或中间电路功率预给定和/或功率预给定和/或工作点预给定和/或转速预给定和/或转矩预给定，借助所述马达控制参量可以调节内燃机。
可以通过改变马达调节参量燃料供给和/或喷射阀控制和/或点火时刻和/或混合物组成和/或空气供给和/或凸轮轴调节和/或涡轮增压器控制来将内燃机7调节到相应的马达控制参量上。
在此，作为马达调节参量，马达调节装置70可以利用内燃机7的能够通过相应的执行机构或烟道进行调节的相应的燃料供给。如果在内燃机7的驱动轴72上测量的转速超出作为马达控制参量来预给定的转速预给定，则马达调节装置70可以相应地通过对燃料供给的调节干预来重新建立内燃机7的转速的期望值。
在一种优选的实施方式中，内燃机7的马达调节装置70可以设置为电子调节装置，该电子调节装置通过相应的传感器信号例如获得内燃机7的或发电机6的当前转速并且基于转速预给定通过执行机构来相应地调节到内燃机7的燃料供给。
然而，内燃机7也可以通过基本上机械的调节装置70来运行，该机械的调节装置以离心力调节器的形式设置，其中，机械地调整相应的转速预给定。在使用离心力调节器的情况下，可以通过如下方式改变转速预给定形式的马达控制参量：借助机电的、液压的或气动的执行机构调整并且改变离心力调节器的相应的工作点。相应地，如果改变的转速预给定是期望的，则可以通过执行机构如此调整离心力调节器，使得该离心力调节器将内燃机7调节到新的转速预给定上。
除了转速预给定以外，也可以通过其他作为马达控制参量的预给定来调节内燃机7。尤其设置，例如根据船载电网100和或中间电路120的电流预给定、电压预给定或功率预给定来调节内燃机7。在这种情况下，从马达调节装置70的角度来看，不一定首先在调节技术上关注发电机6，而是通过确定船载电网100中的例如电压来如此调节内燃机7，使得实现作为马达控制参量的相应的预给定电压。
相应地，马达调节装置70会在这种情况下获得作为马达控制参量的电压预给定，将所求取的船载电压与电压预给定进行比较，以便随后又例如通过改变马达调节参量燃料供给来实现期望的预给定电压。
发电机6的发电机调节装置60也能够实现：根据发电机控制参量来调节发电机。发电机6可以在构造为电子换向的直流发电机的情况下例如作为发电机调节参量通过如下方式来调节，即调整转矩、发电机电流以及因此相应的激励/转矩或转速。可以如此改变这些发电机调节参量，使得实现相应的发电机控制参量。
相应地，可以基本上独立于内燃机7地调节发电机6。
在一种典型的运行模式中，相应地，在预给定的作为马达控制参量的转速预给定的情况下，借助马达调节装置70运行内燃机7。相反地，例如在通过作为发电机控制参量的电压预给定来预给定的电压下运行发电机6，发电机6保持该电压。相应于发电机调节参量地，发电机调节装置60如此变化，使得实现发电机控制参量。因此，可以实现船载电网100所需的预给定并且尤其可以在所述情况下实现电压预给定。
因此，不仅内燃机7而且发电机6可以分别在很大程度上优化地运行，使得一方面能够实现进一步提高的能量效率，另一方面进一步提高船载电网100的能量供给的质量。因此，也可以在很大程度上彼此独立地调节发电机6和内燃机7。
设置上级控制装置8，其不仅对于发电机调节装置60而且对于马达调节装置70预给定相应的控制参量。相应地，控制设备8将诸如转速预给定的马达控制参量递交给马达调节装置70，由马达调节装置70然后通过改变相应的马达调节参量来独立并且自主地调节所述马达调节参量。
此外，控制设备8将例如以船载电网100的电压预给定、电流预给定或功率预给定形式的发电机控制参量递交给发电机调节装置60，然后发电机调节装置60通过改变相应的发电机调节参量同样独立地并且自主地调节所述预给定。
在考虑船载系统1的知识的情况下，控制设备8基于船载电网100中的相应的要求来确定相应的发电机控制参量和马达控制参量。控制设备8例如可以通过在发电机6与开关装置3之间的中间电路中的或给相应的用电器10、12供电的电路中的电流或电压或所要求的功率的求取来导出电流预给定、电压预给定或功率预给定。
控制设备8也可以基于存储在数据库80中的数据、表格、参数和/或特征曲线来确定，在哪个调节参量情况下并且尤其在控制参量的哪个值的情况下，设备4可以适宜地并且尤其特别高效地运行。
例如在控制设备8的数据库80中存储有内燃机7的马达特征曲线。相应地，控制设备8可以基于从数据库80中已知的特征曲线确定，应该在哪个工作点上运行内燃机7并且随后将相应的预给定作为马达控制参量递交给内燃机7的调节装置70。
例如可以由控制设备8指示内燃机7以其效率最大值运行。然后，控制设备8将相应的转速预给定作为马达控制参量如此递交给内燃机7的调节装置70，使得内燃机相应地以其效率最大值运行。
然而，如果控制设备8认识到需要更高的功率输出，则内燃机7的调节装置70也可以如下指示：使内燃机7以其功率最大值运行，从而调节装置70相应地从控制设备8获得转速预给定作为马达控制参量，该转速预给定通常高于使内燃机7以其效率最大值运行的转速预给定。
然而在此可以由控制设备8考虑，在最大效率的转速下可能覆盖确定的功率范围。因此，功率要求的提高并不自动意味着必须离开最高效率的转速。仅仅当功率要求超过在该转速下能够取得的最大功率时，才也通过控制设备8提高转速预给定。
由控制设备8也可以或者基于存储在数据库80中的特征曲线或者基于对到电池组2的中间电路120的或相应的用电器电路的相应预给定的测量或监视来给发电机6或给发电机6的发电机调节装置60预给定相应的预给定。
控制设备8例如可以从船载电网100中求取，需要确定的电流、确定的功率或确定的电压。相应地，将这些作为发电机控制参量传送给发电机调节装置60，该发电机调节装置随后在其侧通过相应的发电机调节参量例如通过如下方式将发电机6置于所述工作点中：例如确定转矩或发电机电流，所述转矩或发电机电流随后借助发电机调节装置60自主地调节。
如果设置电池组2的充电运行，则控制设备8也可以对于发电机调节装置60如此预给定相应的充电曲线，使得设备4直接充当电池充电设备。换句话说，控制设备8可以经历(durchfahren)最佳的充电曲线或高效的充电曲线，以便为电池组2提供相应的充电功率。
在此，例如可以在主充电区段中以最大电流加载电池组2，从而从控制设备8传送到发电机调节装置60的发电机控制参量相应地是最大电流预给定，该最大电流预给定随后由发电机6借助发电机调节装置60自主地调节。
如果控制设备8在电池组2中探测到达到期望充电电压，则通过传送一个新的发电机控制参量——在所述情况下是在期望充电电压大小方面的预给定电压——来将发电机6的运行调节到借助发电机调节装置60保持的电压上。相应地，将发电机6运行到电压预给定上，从而在再充电区域内也可以对电池组2优化地充电。
以这种方式能够实现：不仅内燃机7而且发电机6可以在广泛的范围内彼此独立地调节，然而，将船载电网100中的期望的电能或者用于并且可靠地提供用于给用电器供电或者用于并且可靠地提供用于给电池组充电。
也可以针对船载电网100的其余功率要求来施加电池组2的充电过程。换句话说，可以通过控制设备8针对船载电网100内的原本存在的功率要求来施加刚刚示例性描述的充电曲线。因此能够实现，尽管其他用电器的功率消耗，仍可以可靠地通过发电机6给电池组2充电。然后相应地将未由用电器消耗的相应的过剩的能量提供给电池组2。
根据设备4的尺寸确定并且根据用电器7的设计，内燃机7的以下运行可以是有利的：在所述运行中，通过马达调节装置70给内燃机7提供马达控制参量，该马达控制参量例如是船载电网100的电流预给定、电压预给定或功率预给定。或者可以直接地或者可以通过控制设备8的中继将相应的监视参数递交给马达调节装置70。
相应地，借助马达调节装置70如此调节内燃机7，使得在船载电网100中例如实现期望的电流预给定、电压预给定或功率预给定。同时，通过发电机调节装置60优选如此运行发电机6，使得转速基本上保持恒定。
以这种方式，即使在调节技术上构造相当简单的内燃机7(但该内燃机相应地提供了成本优势)的情况下，也可以借助控制设备8通过内燃机7的借助马达调节装置70的例如在电压预给定方面的调节更简单地进行调节，因为发电机6已经保持该转速并且相应地通过到内燃机7的相应的燃料供给的动态调节来实现分别需要的功率。
此外，设备4可以通过如下方式特别高效地构造：发电机6同时也用作内燃机7的起动器马达。相应地，可以通过内燃机7的相应的驱动来将该内燃机置于允许安全点火的转速上。随后，将发电机6切换到发电机模式中。
在图2中示出船载系统1的另一构造，其中，为了提供电能，设备4构造有内燃机7，该内燃机通过驱动轴72驱动发电机6。通过燃料泵74改变内燃机7的功率，以便提供马达调节参量的调节。
整流器5与发电机6集成在一起，从而由发电机6给船载电网100提供直流电。
在图2中示出的实施例中设有发电机调节装置60，在所述发电机调节装置中，在第一调节级62中，借助设置为发电机控制参量的电压预给定VSet来调节实际电压VAkt。因此，提供发电机电流形式的发电机调节参量，以便相应地影响发电机转矩。
在发电机调节装置60的第二调节级64中，通过发电机电流的发电机控制参量ISet与在发电机6上存在的发电机电流IAkt进行比较来提供发电机转矩并且相应地提供用于发电机电流的调节参量。以这种方式，可以通过发电机电流提供发电机6的转矩。
控制设备8确定发电机电压的发电机控制参量VSet。此外，由控制设备8对于内燃机确定转速nSet，该转速可以通过马达调节装置70相应地如此调节，使得马达调节装置70可以通过改变喷射泵74的马达调节参量来相应地调节内燃机7的转速。将内燃机7的转速作为nAkt提供给马达调节装置70。
在控制设备8中，相应地基于在考虑例如固定的乘法因子或相应的数值表或相应的特征曲线的情况下的电压控制来将相应的马达转速作为马达控制参量提供，然后通过马达调节装置70将该马达控制参量用于调节内燃机7。
因此，在该实施例中，控制设备8将电压预给定递交给发电机调节装置60，并且将转速预给定递交给马达调节装置70。
相应地，将发电机控制参量(在所述情况下是船载电网100中待实现的预给定电压)提供给发电机6，其中，随后关于发电机6的同时也影响发电机转矩的调节参量发电机电流来调节发电机6。
因此，内燃机7与发电机6的基本上独立的调节如此进行，使得可以在优化过程中实现一种特别高效的运行，并且可以针对船载电网1的相应的运行前提条件特别高效地执行从燃料到电能的转化。
在图3中还示出用于船载系统1的另一结构。在此，借助控制设备8将发电机转速nSet递交给发电机调节装置60，该发电机转速在第一调节级62中通过发电机电流的发电机控制参量ISet预给定发电机转矩，将该发电机电流的发电机控制参量在第二调节级64中与发电机6上存在的发电机电流IAkt进行比较并且相应地提供用于发电机电流的调节参量。
通过马达调节装置70如此对内燃机7在其在喷射阀74上的调节参量方面进行调节，使得相对于船载电网100中的实际电压VAkt来调节通过控制设备8预给定的电压VSet。
相应地，通过发电机调节装置60基于发电机6的实际当前转速、例如基于使发电机的转速与转矩相关联的固定的因子、查找表或特征曲线来确定发电机6的转矩。相应地，如此控制内燃机7，使得保持船载电网100中的期望电压。
因此，在该实施例中，控制设备8将转速预给定递交给发电机调节装置60并且将电压预给定递交给马达调节装置70。
相应地，可以在广泛的范围内独立于发电机6的相应的调节任务地调整内燃机7的转速，因为发电机6借助发电机调节装置60独立地调节。这能够实现：高效地运行内燃机7。
只要可应用，在所述实施例中示出的所有单个的特征就可以彼此组合和/或调换，而不离开本发明的范围。
附图标记列表
1 船载系统
10 电动机
12 灯
100 船载电网
120 中间电路
2 电池组
3 开关装置
4 用于提供电能的设备
5 整流器
6 发电机
60 发电机调节装置
7 内燃机
70 马达调节装置
72 驱动轴
74 喷射泵
8 控制设备
80 数据库

Claims (10)

1.一种用于给借助电动机驱动的船的用电器(10，12)提供电能和/或用于给所述借助电动机驱动的船的电池和/或电池组(2)充电的设备(4)，其中，所述设备包括内燃机(7)以及与所述内燃机(7)耦合的直流发电机(6)，所述内燃机具有用于调节所述内燃机(7)的马达调节装置(70)，所述直流发电机具有用于调节所述直流发电机(6)的发电机调节装置(60)，其中，设有控制设备(8)，所述控制设备设置用于给所述马达调节装置(70)预给定马达控制参量和/或给所述发电机调节装置(60)预给定发电机控制参量。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制设备(8)将功率预给定和/或工作点预给定和/或转速预给定和/或转矩预给定作为马达控制参量递交给所述马达调节装置(70)，和/或，所述控制设备(8)将电压预给定和/或电流预给定和/或功率预给定和/或电池电流预给定和/或电池电压预给定和/或电池功率预给定和/或中间电路电压预给定和/或中间电路电流预给定和/或中间电路功率预给定作为发电机控制参量递交给所述发电机(6)的发电机调节装置(60)。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制设备(8)将电压预给定和/或电流预给定和/或功率预给定和/或电池电流预给定和/或电池电压预给定和/或电池功率预给定和/或中间电路电压预给定和/或中间电路电流预给定和/或中间电路功率预给定作为马达控制参量递交给所述马达调节装置(70)，和/或，所述控制设备(8)将功率预给定和/或工作点预给定和/或转速预给定和/或转矩预给定作为发电机控制参量递交给所述发电机调节装置(60)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述直流发电机(6)是电子换向的直流发电机，并且所述发电机调节装置(60)设置用于通过改变发电机调节参量——发电机转矩和/或发电机电流和/或发电机电压和/或发电机转速和/或发电机功率来将所述直流发电机(6)调节到相应的发电机控制参量上。
5.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，通过改变马达调节参量——燃料供给和/或喷射阀控制和/或点火时刻和/或混合物组成和/或空气供给和/或凸轮轴调节和/或涡轮增压器控制来将所述内燃机(7)的马达调节装置(70)调节到相应的马达控制参量上。
6.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述发电机调节装置(60)和/或所述内燃机的马达调节装置(70)和/或所述控制设备(8)集成在中央控制器中。
7.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述控制设备(8)包括存储在数据库(80)中的用于所述马达控制参量和/或所述发电机控制参量的特征曲线和/或值，并且所述控制设备(8)对于所述马达调节装置(70)和/或所述发电机调节装置(60)预给定用于所述马达控制参量和/或所述发电机控制参量的所存储的值或由特征曲线导出的值、优选所述马达控制参量的用于在最大效率或最大功率下运行所述内燃机(7)的值和/或优选所述发电机控制参量的根据对电池充电曲线进行预给定的特征曲线的值。
8.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述内燃机(7)具有电子马达控制器，并且所述马达调节装置(70)相应地借助所述电子马达控制器进行所述内燃机(7)的调节。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的设备，其特征在于，所述内燃机(7)具有作为马达调节装置(70)的机械转速调节器，并且所述机械转速调节器从所述控制设备(8)获得转速预给定形式的马达控制参量用于通过机械的和/或气动的和/或液压的执行机构调节所述机械转速调节器。
10.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述直流发电机(6)设置为用于所述内燃机(7)的起动器马达，其中，优选将转速预给定作为发电机控制参量递交给所述发电机调节装置(60)，特别优选地，在所述内燃机(7)起动之后保持所述发电机控制参量。
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