DE102006024594A1

DE102006024594A1 - Vorrichtung zum Versorgen elektrischer Verbraucher

Info

Publication number: DE102006024594A1
Application number: DE200610024594
Authority: DE
Inventors: Peter Andersen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-05-19
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2007-11-22

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Versorgen elektrischer Verbraucher mit Energie, insbesondere an Bord von Schiffen (12), mit einer Wechselspannungsquelle (11), und mit einem Wechselspannungsverbraucher lassen sich weitere Wechselspannungsquellen einfach und ohne große Synchronisationszeiten dadurch aufschalten, dass ein Gleichspannungszwischenkreis (13) vorgesehen ist, der mittels eines ersten Spannungsrichters (16) mit der Wechselspannungsquelle (11) und mittels eines zweiten Spannungsrichters (17) mit dem Wechselspannungsverbraucher verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Versorgen elektrischer Verbraucher mit Energie, insbesondere an Bord von Schiffen, mit einer Wechselspannungsquelle und mit einem Wechselspannungsverbraucher.
Derartige Vorrichtungen werden bei dieselelektrischen Antrieben, aber auch bei der Versorgung von anderen Wechselspannungsverbrauchern verwendet. Solange hier lediglich eine Wechselspannungsquelle mit einem Wechselspannungsverbraucher verbunden ist, gibt es verhältnismäßig geringe Probleme. Schwierigkeiten treten jedoch immer dann auf, wenn mehrere Wechselspannungsverbraucher mit unterschiedlichen Anforderungen und insbesondere mehrere Wechselspannungsquellen zur Versorgung von einem oder mehreren Wechselspannungsverbrauchern gleichzeitig erforderlich sind. Dies kann bei dieselelektrischen Antrieben beispielsweise dann der Fall sein, wenn mehrere dieselbetriebene Generatoren vorgesehen sind, wenn aus Zwecken der Redundanz mehrere Lastschienen vorgesehen sind oder wenn ein Schiff im Hafen beispielsweise von Bordversorgung auf Landstrom umgeschaltet werden soll. In diesem Fall müssen mehrere Wechselspannungsquellen zusammengeschaltet werden. Unterschiedliche Spannungen, unterschiedliche Nullpunkte und unterschiedliche Phasenwinkel der Wechselspannungsquellen können hierbei zu erheblichen Problemen führen. Aus diesem Grunde müssen die mehreren Wechselspannungsquellen zum Zusammenschalten üblicherweise zunächst aufwendig synchronisiert werden. Gerade bei großen Lasten ist dies aber nur aufwendig und langsam möglich.
Das der Erfindung zugrundeliegende Problem ist es deshalb, eine Vorrichtung zum Versorgen elektrischer Verbraucher anzugeben, bei der weitere Wechselspannungsquellen einfach und ohne große Synchronisationszeiten aufgeschaltet werden können.
Das Problem wird dadurch gelöst, daß bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ein Gleichspannungszwischenkreis vorgesehen ist, der mittels eines ersten Spannungsrichters mit der Wechselspannungsquelle und mittels eines zweiten Spannungsrichters mit dem Wechselspannungsverbraucher verbunden ist.
Weitere Wechselspannungsquellen können in diesem Fall einfach und ohne große erforderliche Synchronisationszeiten über weitere Spannungsrichter mit dem Gleichspannungszwischenkreis verbunden werden. Die Wechselspannungsquellen sind dabei galvanisch getrennt. Unterschiede in der absoluten Spannung, dem Nullpunkt oder dem Phasenwinkel der Wechselspannungsquellen spielen somit keine Rolle. Insbesondere an Bord von Schiffen läßt sich so eine einfache und flexible Energieversorgung gewährleisten.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist die Wechselspannungsquelle ein von einer Verbrennungskraftmaschine angetriebener Generator. Eine Verbrennungskraftmaschine hat den Vorteil, daß der Energiebedarf in flüssiger, gasförmiger oder fester Form einfach und bei geringem Platz- und Gewichtsbedarf vorgehalten werden kann. Insbesondere die Verwendung eines Dieselmotors als Verbrennungskraftmaschine ergibt eine besonders gute Energieausbeute durch den hohen Wirkungsgrad. Wird als Generator ein Drehstromgenerator verwendet, lassen sich Leitungsverluste weitgehend minimieren.
Es ist aber auch möglich, daß die Wechselspannungsquelle ein Versorgungsnetz ist. Beispielsweise beim Liegen eines Schiffes im Hafen kann auf diese Weise Landstrom unterbrechungsfrei und ohne große Synchronisationszeit in den Gleichspannungszwischenkreis eingespeist und der schiffsseitige Generator sodann abgeschaltet werden. Es ist außerdem von Vorteil, wenn der erste Spannungsrichter, der Gleichspannungszwischenkreis und der zweite Spannungsrichter als modular erweiterbare Einheit zusammengefaßt sind. In diesem Fall ist eine beliebige und einfache Erweiterbarkeit des Systems gegeben.
Insbesondere die Anordnung der modular erweiterbaren Einheit in einem Container bietet dabei Vorteile. Einerseits kann ein solcher Container an der Pier oder auf einem Containerschiff bedarfsweise angeordnet werden, wodurch die Landstromversorgung eines solchen Containerschiffs besonders vereinfacht wird. Es ist aber auch möglich, mehrere solcher Container vorzusehen, um entweder mit jedem Container ein separates Schiff mit Energie zu versorgen oder bei einem besonders großen Energiebedarf mehrere Container modular zusammenzuschalten.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Wechselspannungsverbraucher mittels einer Schalttafel mit dem zweiten Spannungsrichter verbunden ist. Auf diese Weise kann über die Schalttafel ein beliebiger Verbraucher oder auch die gesamte Bordelektrik an Bord von Schiffen versorgt werden. Der Wechselspannungsverbraucher kann außerdem ein Elektromotor sein. Dieser Elektromotor kann entweder ein Antriebsmotor oder auch ein Bugstrahlruder sein. Der hohe Energiebedarf eines Antriebsmotors unter Vollast läßt sich dabei dadurch mit einer guten Energieeffizienz verbinden, wenn mehrere Wechselspannungsgeneratoren zur Versorgung des Gleichspannungszwischenkreises vorgesehen sind. So kann immer der Wechselspannungsgenerator oder die Kombination aus Wechselspannungsgeneratoren betrieben werden, die bei dem jeweiligen Energiebedarf die größte Effizienz aufweisen. Wegen des Gleichspannungszwischenkreises ist eine Aufschaltung eines oder mehrerer Wechselspannungsgeneratoren ohne Synchronisation möglich.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß ein zweiter Gleichspannungszwischenkreis mittels eines weiteren ersten Spannungsrichters mit der Wechselspannungsquelle und mittels eines weiteren zweiten Spannungsrichters mit dem Wechselspannungsverbraucher verbunden ist. Es ist aber auch möglich, daß eine zweite Wechselspannungsquelle vorgesehen ist, die mittels eines dritten Spannungsrichters mit dem Gleichspannungszwischenkreis verbunden ist. Auf diese Weise kann eine Redundanz erzielt werden, so daß bei Ausfall einer Wechselspannungsquelle oder eines Gleichspannungszwischenkreises die Versorgung des oder der Wechselspannungsverbraucher über die jeweils andere Wechselspannungsquelle oder den jeweiligen anderen Gleichspannungszwischenkreis unterbrechungsfrei erfolgen kann.
Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß mittels der Wechselspannungsquelle ein erstes Wechselspannungsnetz und mittels der zweiten Wechselspannungsquelle ein zweites Wechselspannungsnetz gespeist wird und daß der Gleichspannungszwischenkreis mittels des ersten Spannungsrichters mit dem ersten Wechselspannungsnetz und mittels des dritten Spannungsrichters mit dem zweiten Wechselspannungsnetz verbunden ist. Auf diese Weise läßt sich wiederum eine Redundanz dahingehend erzielen, daß einerseits bei einem Ausfall einer Wechselspannungsquelle das jeweils andere Wechselspannungsnetz in jedem Fall noch betriebsbereit ist, und daß andererseits über den Gleichspannungszwischenkreis eine Energieumleitung nahezu unterbrechungsfrei auf das ausgefallene Wechselspannungsnetz möglich ist. Bei der Verwendung von bidirektionalen Zwischenkreisumrichtern läßt sich die Energie beliebig zwischen den Wechselspannungsnetzen umleiten.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Kopplungsvorrichtung zum Koppeln der Energieversorgung eines Schiffes im Hafen an den Landstrom,
2 eine ähnliche Kopplungsvorrichtung,
3 die schematische Darstellung der Anordnung der Kopplungsvorrichtung von 1 in einem Container,
4 die Kopplung der Energieversorgung mehrerer Schiffe mit mehreren Kopplungsvorrichtungen mit der Landstromversorgung im Hafen,
5 die modulare Zusammenschaltung mehrerer Kopplungsvorrichtungen zur Energieversorgung eines Schiffes mittels Landstrom im Hafen,
6 eine Gleichspannungszwischenkreiskopplung für die Energieversorgung einer Yacht,
7 eine Gleichspannungszwischenkreiskopplung zur Energieversorgung einer größeren Yacht, und
8 eine Gleichspannungszwischenkreiskopplung zur Energieversorgung eines großes Schiffes.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Kopplungsvorrichtung 10 zum Koppeln der Energieversorgung eines Schiffes 12 an eine hafenseitige Landstromversorgung 11. Die Kopplungsvorrichtung 10 weist zu diesem Zweck einen Gleichspannungszwischenkreis 13 auf, der mittels Transformatoren 14, 15 mit dem hafenseitigen Versorgungsnetz 11 und dem Schiff 12 jeweils verbunden ist.
Wie sich der Figur weiter entnehmen läßt, weist der Gleichspannungszwischenkreis 13 zwei Spannungsrichter 16, 17 auf. Der Spannungsrichter 16 hat einen Gleichspannungsanschluß 18 und einen Wechselspannungsanschluß 19 und der Spannungsrichter 17 hat einen Gleichspannungsanschluß 20 und einen Wechselspannungsanschluß 21. Die Spannungsrichter 16, 17 sind mit ihren Wechselspannungsanschlüssen 19, 21 jeweils mit den Transformatoren 14, 15 und mit ihren Gleichspannungsanschlüssen 18, 20 jeweils miteinander verbunden. Auf diese Weise ist es nicht erforderlich, zur unterbrechungslosen Wechselspannungsversorgung des Schiffes 12 mittels des Versorgungsnetzes 11 im Hafen die beiden Versorgungsnetze 11, 12 miteinander zu synchronisieren. Vielmehr ist es ausreichend, zur unterbrechungsfreien Spannungsversorgung des Schiffes 12 lediglich am Ausgang des Transformators 15 zum Einspeisen in das Netz des Schiffes 12 eine Synchronisation durchzuführen. Die beiden Netze 11, 12 sind durch den Gleichspannungszwischenkreis 13 galvanisch voneinander getrennt.
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Kopplungsvorrichtung 22 ähnlich der Kopplungsvorrichtung 10. Gleiche Elemente tragen die gleichen Bezugsziffern. Die Kopplungsvorrichtung 22 hat einen Gleichspannungszwischenkreis 23 ähnlich dem Gleichspannungszwischenkreis 13 mit einem Spannungsrichter 16 und einem Spannungsrichter 17. Wie sich der Figur entnehmen läßt, sind die Spannungsrichter 16, 17 bei der Kopplungsvorrichtung 22 als so genannte Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) ausgebildet.
Mittels Steuerelementen 24, 25 lassen sich die Spannungsrichter 16, 17 nahezu beliebig steuern. Dabei kann beispielsweise der Gleichspannungswert U_DC und der Quotient Q₁/U₁ bzw. Q₂/U₂ auf gewünschte Werte eingestellt werden.
3 zeigt eine schematische Darstellung der Anordnung des Gleichspannungszwischenkreises 13 in einem Container 26. Wie sich der Figur entnehmen läßt, sind neben dem Gleichspannungszwischenkreis 13 auch die Transformatoren 14, 15 in dem Container 26 angeordnet. Der Gleichspannungszwischenkreis 13 ist bei der abgebildeten Ausführungsform mittels Schaltern 27, 28 von den Transformatoren 14, 15 trennbar. Außerdem ist eine Steuerung 29 zum Steuern der Kopplungsvorrichtung 10 vorgesehen.
Der Container 26 weist außerdem einen Bedienabschnitt 30 auf, in dem Bedienelemente 31 angeordnet sind. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist als Bedienelemente ein Personal Computer 31 dargestellt, mittels dessen sich die einzelnen Komponenten in dem Container 26 über die Steuerung 29 ansteuern lassen.
Nicht in der Figur dargestellt sind außerdem Anschlüsse zum Verbinden der Transformatoren 14, 15 mit der landseitigen Spannungsversorgung bzw. mit einem Schiff sowie Anschlüsse zum Koppeln der Gleichspannungsausgänge 18, 20 der Spannungsrichter 16, 17 mit den Gleichspannungsanschlüssen weiterer ähnlicher Kopplungsvorrichtungen 13. Auf diese Weise wird mittels des Containers 26 mit dem darin befindlichen Gleichspannungszwischenkreis 13 eine modular erweiterbare und flexibel einsetzbare Kopplungsvorrichtung zum Koppeln von Schiffen an die Landstromversorgung bereitgestellt.
4 zeigt eine schematische Darstellung der Verwendung zweier Kopplungsvorrichtungen 10 zur Versorgung zweier Schiffe 12, 32 im Hafen 11 mit Landstrom. Hierzu wird für jedes Schiff 12, 32 eine separate Kopplungsvorrichtung 10 bereitgestellt, die bei der Ausgestaltung im Container 26 gemäß 3 jeweils flexibel an der erforderlichen Stelle positioniert werden kann, so daß sich Leitungsverluste minimieren lassen. Der Container 26 kann dazu entweder an geeigneter Stelle an der Pier oder auch an Bord des zu versorgenden Schiffes 12, 32 jeweils direkt angeordnet werden.
5 zeigt eine andere Einsatzmöglichkeit mehrerer Kopplungsvorrichtungen 10 zum Versorgen eines Schiffes 12 mittels des Versorgungsnetzes 11 im Hafen. Die dargestellte Anordnung kommt dann zum Einsatz, wenn ein Schiff 12 mit einem großen Energiebedarf versorgt werden soll, so daß die Kopplungsvorrichtung 10 zur Deckung des Energiebedarfs nicht ausreicht. In diesem Fall werden mehrere Gleichspannungszwischenkreise 13 zusammengeschaltet, indem deren Wechselspannungsanschlüsse 19 jeweils mit dem Transformator 14 und deren Wechselspannungsanschlüsse 21 jeweils mit dem Transformator 15 parallel verbunden werden. Gleichzeitig werden die Gleichspannungsanschlüsse 18 und 20 jeweils parallel miteinander verbunden. Gerade bei der modularen Ausgestaltung des Gleichspannungszwischenkreises in dem Container 26 können auf diese Weise einfach mehrere Container 26 neben- oder übereinander plaziert und mittels geeigneter Leitungen miteinander verbunden werden, so daß hier auch große Schiffe 12 einfach und ohne lange Synchronisationszeiten mit Energie versorgt werden können.
6 zeigt eine schematische Darstellung einer Kopplungsvorrichtung 33 zur Energieversorgung an Bord einer kleineren Yacht. Wie sich der Figur entnehmen läßt, ist mittels der Kopplungsvorrichtung 33 ein von einem Verbrennungsmotor 34 angetriebener Generator 35 mit elektrischen Verbrauchern 36 bis 39 verbunden. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Verbrennungsmotor 34 um einen Dieselmotor 34. Die elektrischen Verbraucher 36, 37 sind Antriebsmotoren 36, 37 und die elektrischen Verbraucher 38, 39 sind eine Batterieversorgung 38 und ein Schaltpaneel 39, mit dem weitere Verbraucher mit Energie versorgt werden können.
Parallel zu dem Generator 35 ist außerdem ein Landstromanschluß 40 vorgesehen. Die Kopplungsvorrichtung 33 weist Schalter 41, 42 auf, mit denen wahlweise entweder der Generator 35 oder der Landstromanschluß 40 mit dem Wechselspannungsanschluß eines Spannungsrichters 43 verbunden werden kann. Darüber hinaus weist die Kopplungsvorrichtung 33 mehrere Spannungsrichter 44 bis 47 auf, deren Gleichspannungsanschluß jeweils mit dem Gleichspannungsanschluß des Spannungsrichters 43 verbunden ist. Ein Wechselspannungsausgang des Spannungsrichters 44 ist dabei mit dem Antriebsmotor 36 verbunden. Der Spannungsrichter 45 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein DC-DC Spannungswandler, dessen Gleichspannungsausgang über einen Schalter 48 mit der Batterieversorgung 38 verbunden ist. Mittels des DC-DC Spannungswandlers 45 kann so die erforderliche Ladespannung zum Laden einer nicht in der Figur dargestellten Bordbatterie über die Batterieversorgung 38 bereitgestellt werden. Der Wechselspannungsausgang des Spannungsrichters 46 ist über einen Schalter 49 mit dem Schaltpaneel 39 verbunden. Der Wechselspannungsausgang des Spannungsrichters 46 liefert dabei die erforderliche 220 Volt Wechselspannung zum Betrieb der elektrischen Verbraucher an Bord über das Schaltpaneel 39. Schließlich ist der Antriebsmotor 37 mit dem Wechselspannungsausgang des Spannungsrichters 47 verbunden.
Auf die dargestellte Weise ist es möglich, über den zwischengeschalteten Gleichspannungszwischenkreis die Endverbraucher 36 bis 39 wahlweise über den Generator 35 oder über die Landstromversorgung 40 mit Energie zu versorgen. Weil hierbei eine galvanische Trennung der jeweiligen Wechselspannungskreise vorliegt, ist keine Synchronisation derselben erforderlich. Im Einzelnen können die Motoren 36, 37 mit hoher Spannung zum Bereitstellen großer Energie durch die Spannungsrichter 44, 47 versorgt werden, während gleichzeitig und unabhängig davon eine Versorgung des Bordnetzes mit 220 Volt Wechselspannung über das Schaltpaneel 49 und den Spannungsrichter 46 möglich ist.
7 zeigt eine schematische Darstellung einer ähnlichen Kopplungsvorrichtung 50 zum Koppeln von mittels Verbrennungsmotoren 51, 52 angetriebener Generatoren 53, 54 bzw. einer Landstromversorgung 55 mit elektrischen Verbrauchern 62, 63, 65, 67 zur Energieversorgung. Die gezeigte Kopplungsvorrichtung 50 kommt dann zum Einsatz, wenn verhältnismäßig große Yachten mit Energie versorgt werden sollen. Ähnlich wie in 6 sind die Verbrennungsmotoren 51, 52 wiederum Dieselmotoren 51, 52, mittels denen die Wechselspannungsgeneratoren 53, 54 angetrieben werden. Anders als bei der Kopplungsvorrichtung 33 ist bei der Kopplungsvorrichtung 50 jedoch den Generatoren 53, 54 und der Landstromversorgung 55 jeweils ein separater Spannungsrichter 56, 57, 59 zugeordnet, wobei der Spannungsrichter 59 mittels eines Schalters 58 von der Landstromversorgung 55 separierbar ist. Mittels Spannungsrichter 60, 61 sind wiederum die elektrischen Verbraucher 62, 63, nämlich die Antriebsmotoren 62, 63 mit Energie versorgbar. Schließlich ist ein Schaltpaneel 65 ähnlich dem Schaltpaneel 39 mit dem Wechselspannungsausgang des Spannungsrichters 64 verbunden. Der Spannungsrichter 66 ist ähnlich dem Spannungsrichter 45 ein DC-DC Spannungsrichter 66 zur Gleichspannungsversorgung der Batterieversorgung 67 mit Energie. Die Gleichspannungsausgänge der Spannungsrichter 56, 57, 59, 60, 61, 64, 66 sind wiederum zur Ausbildung eines Gleichspannungszwischenkreises miteinander verbunden. Auf diese Weise wird wiederum eine galvanische Trennung der verschiedenen Spannungsversorgungsquellen 53 bis 55 gewährleistet, so daß eine Synchronisation nicht erforderlich ist. Im Einzelnen kann auch bei laufenden Generatoren 53, 54 ohne eine erforderliche Synchronisation auf Landstromversorgung 55 umgeschaltet werden, so daß ohne Synchronisationsaufwand eine unterbrechungsfreie Spannungsversorgung möglich ist.
8 zeigt eine schematische Darstellung der Energieversorgung eines großen Schiffes, wie beispielsweise eine Kreuzfahrtschiffes oder eines großen Frachtschiffes. Wie sich der Figur entnehmen läßt, wird eine Lastschiene 68 mittels zweier Generatoren 69, 70 auf konventionelle Weise zur Versorgung mehrerer Verbraucher 71 mit elektrischer Wechselspannungsenergie versorgt. Bedarfsweise kann auch eine Landstromverbindung 72 für die Lastschiene 68 zur Energieversorgung hergestellt werden. Rechts in der Figur ist eine weitere Lastschiene 73 ähnlich der Lastschiene 68 dargestellt, die auf ähnliche Weise mittels Generatoren 74, 75 zur Versorgung von elektrischen Verbrauchern 76 ausgebildet ist. Auch die Lastschiene 73 kann bedarfsweise mittels einer Landstromverbindung 77 mit elektrischer Energie versorgt werden. Wie sich der Figur weiter entnehmen läßt, ist eine Überbrückungsschaltung 78 vorgesehen, mit der wahlweise die Lastschienen 68, 73 miteinander verbunden werden können. Diese Überbrückungsschaltung 78 ist üblicherweise geöffnet.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Lastschienen 68, 73 mittels zweier Gleichspannungszwischenkreise 79, 80 miteinander verbunden. Dabei ist der Gleichspannungszwischenkreis 79 mittels Transformatoren 81, 82 mit den Lastschienen 68, 73 jeweils zum Versorgen eines Antriebsmotors 83, 84 verbunden. Der Gleichspannungszwischenkreis 79 weist dabei Spannungsrichter 85 bis 88 auf, wobei die Spannungsrichter 85, 86 mit ihren Wechselspannungsanschlüssen mit den Transformatoren 81, 82 und mit ihren Gleichspannungsanschlüssen mit den Gleichspannungsanschlüssen der Spannungsrichter 87, 88 verbunden sind. Die Wechselspannungsanschlüsse der Spannungsrichter 87, 88 sind wiederum zur Energieversorgung mit den Antriebsmotoren 83, 84 verbunden.
Auf ähnliche Weise ist der Gleichspannungszwischenkreis 80 mittels Transformatoren 89, 90 mit den Lastschienen 68, 73 jeweils verbunden. Ähnlich wie der Gleichspannungszwischenkreis 79 weist auch der Gleichspannungszwischenkreis 80 Spannungsrichter 91 bis 94 auf. Die Spannungsrichter 91, 92 sind wiederum mit ihren Wechselspannungsanschlüssen mit den Transformatoren 89, 90 und mit ihren Gleichspannungsanschlüssen mit den Gleichspannungsanschlüssen der Spannungsrichter 93, 94 verbunden. Die Wechselspannungsanschlüsse der Spannungsrichter 93, 94 sind wiederum zur Energieversorgung mit den Antriebsmotoren 83, 84 verbunden. In der Figur ist außerdem eine Notversorgungsanordnung 95, ein Hilfskreis 96 und ein Hilfskreis 97 abgebildet.
Mittels der dargestellten Energieversorgungsschaltung mit den Lastschienen 68, 73 und den Gleichspannungshilfskreisen 79, 80 läßt sich eine redundante Energieversorgung nicht nur der Antriebsmotoren 83, 84 wahlweise über die Lastschiene 68, die Lastschiene 73 oder auch über beide gemischt erzielen. Es ist darüber hinaus bei der Verwendung so genannter bidirektionaler Zwischenkreisumrichter außerdem möglich, bedarfsabhängig Energie von der Lastschiene 68 auf die Lastschiene 73 und umgekehrt zu leiten. Dabei ist eine Synchronisation zwischen den einzelnen Lastschienen 68, 73 nicht erforderlich, so daß hier verhältnismäßig schnell Energie bedarfsgerecht und abhängig von der Verfügbarkeit bereitgestellt werden kann.

10: Kopplungsvorrichtung
11: Versorgungsnetz
12: Schiff
13: Gleichspannungszwischenkreis
14: Transformator
15: Transformator
16: Spannungsrichter
17: Spannungsrichter
18: Gleichspannungsanschluß
19: Wechselspannungsanschluß
20: Gleichspannungsanschluß
21: Wechselspannungsanschluß
22: Kopplungsvorrichtung
23: Gleichspannungszwischenkreis
24: Steuerelement
25: Steuerelement
26: Container
27: Schalter
28: Schalter
29: Steuerung
30: Bedienabschnitt
31: Bedienelement
32: Schiff
33: Kopplungsvorrichtung
34: Dieselmotor
35: Generator
36: Antriebsmotor
37: Antriebsmotor
38: Batterieversorgung
39: Schaltpaneel
40: Landstromanschluß
41: Schalter
42: Schalter
43: Spannungsrichter
44: Spannungsrichter
45: Spannungsrichter
46: Spannungsrichter
47: Spannungsrichter
48: Schalter
49: Schalter
50: Kopplungsvorrichtung
51: Dieselmotor
52: Dieselmotor
53: Generator
54: Generator
55: Landstromanschluß
56: Spannungsrichter
57: Spannungsrichter
58: Schalter
59: Spannungsrichter
60: Spannungsrichter
61: Spannungsrichter
62: Antriebsmotor
63: Antriebsmotor
64: Spannungsrichter
65: Schaltpaneel
66: Spannungsrichter
67: Batterieversorgung
68: Lastschiene
69: Generator
70: Generator
71: Verbraucher
72: Landstromverbindung
73: Lastschiene
74: Generator
75: Generator
76: Verbraucher
77: Landstromverbindung
78: Überbrückungsschaltung
79: Gleichspannungszwischenkreis
80: Gleichspannungszwischenkreis
81: Transformator
82: Transformator
83: Antriebsmotor
84: Antriebsmotor
85: Spannungsrichter
86: Spannungsrichter
87: Spannungsrichter
88: Spannungsrichter
89: Transformator
90: Transformator
91: Spannungsrichter
92: Spannungsrichter
93: Spannungsrichter
94: Spannungsrichter
95: Notversorgungsanordnung
96: Hilfskreis
97: Hilfskreis

Claims

Vorrichtung zum Versorgen elektrischer Verbraucher mit Energie, insbesondere an Bord von Schiffen (12, 32), mit einer Wechselspannungsquelle (11, 35, 40, 53, 54, 55, 69, 70, 72, 74, 75, 77) und mit einem Wechselspannungsverbraucher (36, 37, 39, 62, 63, 65, 71, 76, 83, 84), gekennzeichnet durch einen Gleichspannungszwischenkreis (13, 23, 33, 50, 79, 80), der mittels eines ersten Spannungsrichters (16, 43, 56, 57, 59, 85, 86, 91, 92) mit der Wechselspannungsquelle (11, 35, 40, 53, 54, 55, 69, 70, 72, 74, 75, 77) und mittels eines zweiten Spannungsrichters (17, 44, 45, 47, 60, 61, 64, 87, 88, 93, 94) mit dem Wechselspannungsverbraucher (36, 37, 39, 62, 63, 65, 71, 76, 83, 84) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannungsquelle ein von einer Verbrennungskraftmaschine (34, 51, 52) angetriebener Generator (35, 53, 54, 69, 70, 74, 75) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskraftmaschine ein Dieselmotor (34, 51, 52) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator ein Drehstromgenerator (35, 53, 54, 69, 70, 74, 75) ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannungsquelle ein Versorgungsnetz (11, 40, 55, 68, 72, 73, 77) ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Spannungsrichter (16), der Gleichspannungszwischenkreis (13) und der zweite Spannungsrichter (17) als modular erweiterbare Einheit (26) zusammengefaßt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die modular erweiterbare Einheit in einem Container (26) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselspannungsverbraucher mittels einer Schalttafel (39, 65) mit dem zweiten Spannungsrichter (46, 64) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselspannungsverbraucher ein Elektromotor (36, 37, 62, 63, 83, 84) ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Gleichspannungszwischenkreis (80) mittels eines weiteren ersten Spannungsrichters (91, 92) mit der Wechselspannungsquelle (69, 70, 72, 74, 75, 77) und mittels eines weiteren zweiten Spannungsrichters (93, 94) mit dem Wechselspannungsverbraucher (83, 84) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Wechselspannungsquelle (54, 55, 74, 75, 77) vorgesehen ist, die mittels eines dritten Spannungsrichters (57, 59, 86, 92) mit dem Gleichspannungszwischenkreis (50, 79, 80) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Wechselspannungsquelle (69, 70, 72) ein erstes Wechselspannungsnetz (68) und mittels der zweiten Wechselspannungsquelle (74, 75, 77) ein zweites Wechselspannungsnetz (73) gespeist wird, und daß der Gleichspannungszwischenkreis (79, 80) mittels des ersten Spannungsrichters (85, 91) mit dem ersten Wechselspannungsnetz (68) und mittels des dritten Spannungsrichters (86, 92) mit dem zweiten Wechselspannungsnetz (73) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsrichter (16, 17, 56, 57, 59, 85, 86, 91, 92) bidirektionale Zwischenkreisumrichter sind.