DE1613850C - Stromversorgungsanlage für die Bordnetzversorgung von Schiffen. Ausscheidung aus: 1281027 - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromversorgungsanlage für die Bordnetzversorgung von Schiffen mit einem Wellengenerator, dem ein ungesteuerter Gleichrichter und ein netzgeführter Wechselrichter nachgeschaltet sind, wobei Mittel zur Spannungs-Konstanthaltung des Bordnetzes und ein die Erregung des Wellengenerators beeinflussender Regler zur Frequenzkonstanthaltung des Bordnetzes vorhanden sind.

Eine solche Stromversorgungsanlage ist in der deutschen Patentschrift 1 281 027 vorgeschlagen. Die Netzspannung wird dort durch einen Regler konstant gehalten, der die Erregung einer als Bordnetzgenera-' tor dienenden Synchronmaschine beeinflußt. Der netzgeführte Wechselrichter wird mit einem konstanten, nahe bei 180° liegenden Zündwinkel betrieben, so daß ein großes, konstantes Verhältnis von Wechselspannung zu zugeführter Gleichspannung erzielt wird. Da auch der ungesteuerte Gleichrichter ein konstantes Spannungsverhältnis aufweist, muß -die Spannung des Wellengenerators konstant bleiben. Die Netzfrequenz wird durch einen Regler konstant gehalten, der in die Erregung des Wellengenerators eingreift. Da die Spannung des Wellengenerators konstant ist, bewirkt ein Eingriff in die Erregung eine Änderung des Stromes und damit seiner Wirkleistung. Bei dieser Betriebsweise ist bei unerwartetem plötzlichen Abstellen der Antriebsmaschinen, z. B. bei Eisbergmanövern, aus folgendem Grund ein schneller Ausfall unumgänglich. Bei einem solchen Manöver sinkt die Drehzahl des Wellengenerators sehr schnell ab. Das hat eine Erhöhung des Erregerstromes des Wellengenerators zur Folge, da dessen Spannung konstant bleiben soll. Eine Erhöhung des Erregerstromes über einen bestimmten Grenzwert hinaus hat infolge der dann auftretenden Sättigung des Wellengenerators jedoch nicht mehr die gewünschte Wirkung, so daß dann die Spannung des Wellengenerators trotzdem absinkt und die Bordnetzspannung zusammenbricht. Falls dieser Ausfall sehr schnell erfolgt, ist es nicht möglich, auf die an sich zusätzlich vorhandenen Bordnetzgeneratoren umzuschalten, so daß dann die gesamte elektrische Anlage des Schiffes ausfällt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stromversorgungsanlage zu schaffen, die bei jedem Manöver eine sichere Versorgung der· Verbraucher gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die bei Ansteigen- des Erregerstromes des Wellengenerators über einen vorgegebenen Grenzwert oder bei Absinken der Spannung am Ausgang des Wechselrichters unter einen vorgegebenen Grenzwert den Zündwinkel des Wechselrichters verkleinert. .

Mit der Verkleinerung des Zündwinkels wird der cosq? des Wechselrichters herabgesetzt. Bei gleichem Wellengeneratorstrom kann dann zwar nicht mehr die volle Wirkleistung übertragen werden, jedoch kann die Bordnetzspannung aufrecht erhalten werden. Eine starke Belastung des Bordnetzes ist dann allerdings nicht mehr möglich. Daher ist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung die Steuereinrichtung so ausgebildet, daß bei Verkleinerung des Zündwinkels des Wechselrichters gleichzeitig eine Abschaltung unwichtiger Verbraucher erfolgt. ^;

Dadurch daß der Zündwinkel auch dann verkleinert wird, wenn die Spannung am Ausgang des Wechselrichters einen vorgegebenen Mindestwert unterschreitet, wird die Gefahr des Kippens des Wechselrichters bei Kurzschlüssen im Bordnetz vermieden. Der dadurch vergrößerte Überstrom auf der Gleichstromseite kann bei geeigneter Auslegung für einen kleinen Augenblick vom Wellengenerator abgegeben werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der eine Stromversorgungsanlage für ein Schiffsbordnetz dargestellt ist;

Es ist ein Wellengenerator 10 vorgesehen, der eine Erregerwicklung 11 und eine Ankerwicklung 12 aufweist und der von einer Propellerwelle 13 mit veränderlicher Drehzahl angetrieben wird. Er speist über einen ungesteuerten Gleichrichter 14, einen netzgeführten Wechselrichter 15 und eine Netzdrossel ein Bordnetz 16. Am Ausgang des Wechselrichters 15 ist eine Synchronmaschine 17 angeschlossen, die ohne Antrieb mitläuft und zur Blindleistungsversorgung des Bordnetzes dient, die jedoch auch über eine schaltbare Kupplung 18 an ein Dieselaggregat 19 ankuppelbar ist und von diesem beispielsweise bei Hafenbetrieb als - Bordnetzgenerator angetrieben wird.

Ein Soll-Ist-Wertvergleich 20 einer Regeleinrichtung für die Synchronmaschine 17 vergleicht die Spannung des Bordnetzes 16 mit einer vorgegebenen Sollspannung. Die Regelabweichung wird auf einen Regelverstärker 21 gegeben, an dem die Erregerwicklung 22 der Synchronmaschine 17 angeschlossen ist. Die Synchronmaschine 17 hält somit die Bordnetzspannung konstant.

Die Anlage weist ferner eine Frequenzregeleinrichtung mit dem Soll-Istwert-Vergleich 23 und einem Verstärker 24 auf, der die Erregung des Wellengenerators 10 beeinflußt. Der Erregerstrom wird über einen Stromwandler 25 einem Regelglied 26 zugeführt. Überschreitet der Erregerstrom einen vorgege-

benen Grenzwert, der dem Sättigungsbereich in der Erregerstrom-Spannungs-Kennlinie des Wellengenerators 10 entspricht, wird der Zündwinkel des Wechselrichters 15 verkleinert. Hierzu dient eine Vergleichsstelle 27, die ein entsprechendes Signal an ein dem Wechselrichter zugeordnetes Steuergerät 28 abgibt. Sinkt die Spannung des Bordnetzes 16 unter einen vorgegebenen Grenzwert, so spricht ein Regelglied 29 an und bewirkt über die Vergleichsstelle 27 und das Steuergerät 28 ebenfalls eine Verkleinerung des Zündwinkels des Wechselrichters 15. Gleichzeitig werden die unwichtigen Verbraucher vom Bordnetz 16 abgeschaltet, wenn das Netz zu diesem Zeitpunkt voll belastet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Stromversorgungsanlage für die Bordnetzversorgung von Schiffen mit einem Wellengenerator, dem ein ungesteuerter Gleichrichter und ein netzgeführter Wechselrichter nachgeschaltet sind, wobei Mittel zur Spannungskonstanthaltung des Bordnetzes und ein die Erregung des Wellengenerators beeinflussender Regler zur Frequenzkonstanthaltung des Bordnetzes vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die bei Ansteigen des Erregerstromes des Wellengenerators (10) über einen vorgegebenen Grenzwert oder bei Absinken is der Spannung am Ausgang des Wechselrichters (15) unter einen vorgegebenen Grenzwert den Zündwinkel des Wechselrichters verkleinert.

2. Stromversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung so ausgebildet ist, daß bei Verkleinerung des Zündwinkels des Wechselrichters (15) gleichzeitig eine Abschaltung unwichtiger Verbraucher erfolgt.

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