DE3019611A1 - Steuer- und schutzsystem fuer eine anlage zur verbunderzeugung von waerme- und elektroenergie - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. ^eicxmank, D:pl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. LisKA Π

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Steuer- und Schutzsystem für eine Anlage zur Verbunderzeugung von Wärme- und Elektroenergie

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Die Erfindung betrifft ein Steuer- und Schutzsystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei der Steuerung derartiger Anlagen treten Probleme in folgenden Bereichen auf:

- die Einstellung der Energieabgabe der Anlage je nach dem Bedürfnis der Verbraucher durch Steuerung der Anzahl modularer Krafterzeuger im Betrieb in Abhängigkeit von der elektrischen und thermischen Last;

- die Parallelschaltung eines oder mehrerer modularer Krafterzeuger auf eine elektrische Leitung derart, daß eine Überlastung der Leitung vermieden wird (der Strombedarf von elektrischen Asynchronmaschinen beim Anlaufen ist extrem hoch)t

- die Steuerung der von jedem individuellen modularen Krafterzeuger gelieferten Leistung derart, daß der Leistungsfaktor nicht unter einen bestimmten Minimalwert abfällt (um eine zu starke Blindleitung zu vermeiden), und daß

Fehler bei Brennkraftmaschinen vermieden werden, die zu einem Leistungsabfall führen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einer Anlage der eingangs genannten Art ein Steuer- und Schutzsystem anzugeben, das die automatische oder manuelle Verbindung oder Abschaltung zu oder von einer elektrischen Leitung für einen oder mehrere modulare Krafterzeuger ermöglicht, ohne daß unzweckmäßige Störungen oder Überlastungen der Leitung selbst eintreten, wobei zusätzlich jeder modulare Krafterzeuger bei mechanischen oder elektrischen Fehlern automatisch geschützt werden soll.

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Diese Aufgabe wird für ein System eingangs genannter Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst- Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das Steuer- und Schutzsystem nach der Erfindung ermöglicht den Betrieb der Brennkraftmaschine eines jeden modularen Krafterzeugers mit weitgehend konstanter und optimaler Drehzahl (bezogen auf Verbrennungsbedingungen und Wirkungsgrad) insofern, als es die Einstellung der abgegebenen Leistung durch Steuerung der Anzahl von Krafterzeugern ermöglicht, die an die elektrische Verteilerleitung angeschlossen sind, wobei auch die übliche Änderung der Kraftstoffspeisung zur Drehzahländerung einer jeden Maschine möglich ist. Durch die wirtschaftliche Ausnutzung des Kraftstoffs in den Brennkraftmaschinen ergibt sich ein sehr wirtschaftlicher Betrieb, und die Luftverschmutzung wird minimal gehalten. Ferner ist im Aufbaustadium die Bestimmung der Installationsgröße zur Deckung der Leistungsanforderungen eines Benutzers wesentlich vereinfacht, da es möglich ist, in einfacher Weise Anlagen mit verschiedenen Leistungswerten zu verwirklichen, indem sie in geeigneter Anzahl parallel geschaltet werden.

Die Verwendung identischer Steuermodule führt gleichfalls zu einer höheren Wirtschaftlichkeit, da sie in Standardfertigung hergestellt werden können. Das Steuer- und Schutzsystem bietet weitere Vorteile wie einfachen Betrieb, einfachen Aufbau und einfache Wartung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Gesamtanlage,

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Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Steuermoduls des Steuer- und Schutzsystems und

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Zentraleinheit des Steuer- und Schutzsystems.

Die in Fig. 1 gezeigte Anlage enthält mehrere modulare Krafterzeuger 1 zur kombinierten Erzeugung von Wärmeenergie und Elektroenergie, wobei jeder Krafterzeuger einen Aufbau gemäß der italienischen Patentanmeldung 6 9 573A/76 bzw. gemäß der italienischen Gebrauchsmusteranmeldung 53 376B/77 hat.

Jeder Krafterzeuger 1 umfaßt eine Brennkraftmaschine 2, deren Welle 3 mit der Welle (nicht dargestellt) einer Dreiphasen-Asynchronmaschine 4 gekoppelt ist. Die Asynchronmaschine 4 arbeitet als Elektromotor zum Anlassen der Brennkraftmaschine 2 und danach als Generator zur Erzeugung elektrischer Energie.

Jeder Krafterzeuger 1 enthält ferner eine Wärmerückgewinnungseinrichtung, die mit Wärmetauschern die Wärme aus dem Kühlmittel (typischerweise Wasser) der Brennkraftmaschine, aus deren Abgasen und aus dem Schmiermittel rückgewinnt. Die Wärmerückgewinnungseinrichtung enthält einen Flüssigkeitskreislauf 5, durch den das Kühlmittel der Brennkraftmaschine 2 zirkuliert, und einen Wärmetauscher 6, dessen Primärseite mit dem Flüssigkeitskreislauf 5 gekoppelt ist. In dem Wärmetauscher 6 gibt das Kühlmittel, welches den Kreislauf 5 durchströmt, Wärme auf eine Wärmetransportflüssigkeit ab, die durch die Sekundärseite des Wärmetauschers 6 strömt.

Die Anlage enthält ferner einen Wärmetransportkreislauf zur Speisung aller Krafterzeuger 1, in dem die Wärmetransportflüssigkeit zirkuliert. Der Wärmetransportkreislauf hat eine Zuführungsleitung 7 und eine Rückführungs-

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leitung 8, zwischen denen die Sekundärseiten der Wärmetauscher 6 in Parallelschaltung mittels Zu- und Abführungsleitungen 9 angeordnet sind. Die Wärmetransportflüssigkeit, die zu jedem Krafterzeuger 1 durch die zugeordnete Rückführungsleitung 9 zurückgeführt wird, strömt durch einen Mantel 10, der die jeweilige Dreiphasenasynchronmaschine 4 umgibt, wenn sie zu den Wärmetauschern 6 geführt wird.

Ein Temperatursensor 11 ist in jeder Zuführungsleitung 9 angeordnet, durch die die Wärmetransportflüssigkeit beim Verlassen der Wärmetauscher 6 strömt. Wie noch beschrieben wird, soll jeder Temperatursensor 11 die Temperatur der Wärmetransportflüssigkeit anzeigen, die den jeweils zugeordneten Wärmetauscher 6 verläßt und einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Die jeweils zugeordnete Brennkraftmaschine 2 wird dann stillgesetzt oder ihr Anlauf verhindert.

Die Zuführungsleitung 7 und die Rückführungsleitung 8 sind an den Eintritt bzw. Austritt einer Einrichtung 12 angeschlossen, die die rückgewonnene Wärme nutzen kann.

Die Anlage hat ein Steuer- und Schutzsystem, das mehrere Steuermodule 13 umfaßt, die jeweils einem Krafterzeuger 1 zugeordnet sind. Ferner ist eine Zentraleinheit 14 vorgesehen. Eine elektrische Dreiphasenleitung 15 mit einem neutralen Leiter ist mit der zentralen Einheit 14 und den Steuermodulen 13 verbunden. Jeder Steuermodul 13 ist über eine Dreiphasenleitung 16 (mit neutralem Leiter) an die Asynchronmaschine 4 des jeweils zugeordneten Krafterzeugers 1 angeschlossen. Die Steuermodule 13 sind mit der Zentraleinheit 14 über einen Steuerbus 17 verbunden, über den elektrische Steuersignale von der Zentraleinheit 14 zu den Steuermodulen 13 übertragen werden. Ferner sind zwei Alarmdatenbusse vorgesehen, die Daten von den Steuermodulen 13 an die Zentraleinheit 14 übermitteln. Im Fall eines

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Alarmzustands (bei Ausfall eines Krafterzeugers oder einem abnormalen Betriebszustand) an einem der Krafterzeuger 1 führt der Alarmdatenbus 18 Datensignale zur Identifizierung des betreffenden Krafterzeugers 1, während der Datenbus 19 Datensignale zur Identifizierung der Art des Alarmzustands führt. Ein weiterer Datenbus 20 verbindet die Ausgänge der Temperatursensoren 11 mit der Zentraleinheit 14. Signalleitungen 21, 22 und 23 verbinden jeden einzelnen Steuermodul· 13 mit verschiedenen Vorrichtungen (nicht dargestellt), die der Brennkraftmaschine 2 des jeweils zugeordneten modularen Krafterzeugers 1 zugeordnet sind. Diese Vorrichtungen umfassen ein elektrisch betätigbares Kraftstoffspeiseventil, eine elektronische Zündanlage und einen Drehzahlsensor zur Feststellung zu hoher Drehzahlen der Brennkraftmaschine 2. Ferner ist jeder Brennkraftmaschine 2 ein Kraftstoff-Lecksensor zugeordnet, und die Ausgänge dieser Sensoren sind mit dem jeweiligen Steuermodul 13 über eine Leitung 24 verbunden .

Im folgenden wird anhand der Figur 2 der Aufbau und die Betriebsweise eines Steuermoduls 13 beschrieben.

Jeder Steuermodul 13 ist mit der elektrischen Stromversorgung 14 über eine Dreiphasenleitung 15a verbunden, die in Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Ein automatischer Magnetschalter, der außerhalb des Moduls 13 betätigt werden kann, spricht auf den Strom in der Leitung 15a an. Der Zweck des Schalters 25 besteht darin, die Leitungen 15 und 15a gegen elektrische überlastung zu schützen, wenn beispielsweise ein Kurzschluß zwischen den Windungen der Asynchronmaschine 4 des jeweils zugeordneten Krafterzeugers 1 auftritt. Zu diesem Zweck ist der Schalter 25 so eingestellt, daß er die Asynchronmaschine 4 von der Leitung 15 abschaltet, wenn der Strom auf der Leitung 15a über einen Wert ansteigt, der

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nur geringfügig den Anlaßstrom der Asynchronmaschine 4 übersteigt. Der Schalter 25 dient deshalb auch zum Schutz der Asynchronmaschine 4, wenn diese mit der Leitung 15a in Antiphase verbunden sein sollte. Der Leitungsstrom hat in diesem Fall bekanntlich einen maximal möglichen Wert, der dem zweifachen Anlaufstromwert entspricht.

Ein Thermoschalter 26 ist mit dem Schalter 25 in Reihe geschaltet und schützt die Wicklungen der Asynchronmaschine gegen überhitzung, wenn die angekoppelte Brennkraftmaschine beim Drehen durch die Asynchronmaschine 4 nicht zündet oder wenn die Maschine überlastet wird. Ferner ist mit dem Schalter 25 ein Schützschalter 27 in Reihe geschaltet, der die Asynchronmaschine 4 abhängig von einem Steuersignal der Zentraleinheit 14 in noch zu beschreibender Weise an die Leitung 15a anschaltet oder von ihr abtrennt.

Ein Stromwandler 28 in der Leitung 16 gibt an seinem ersten Ausgang 28a ein elektrisches Signal proportional dem Leckstrom ab, der zwischen den Wicklungen der Asynchronmaschine 4 infolge Verschmutzungen oder Isolationsfehlern bei deren Betrieb fließen kann. Der Stromwandler 2 8 gibt an einen zweiten Ausgang 2 8b ein elektrisches Signal proportional dem Strom auf der Leitung 16 während des Betriebs ab.

Ein Einphasentransformator 29 hat eine Primärwicklung 29a, die mit der elektrischen Leitung 16 an dem mit der Asynchronmaschine 4 verbundenen Anschluß des Schützschalters verbunden ist. Der Transformator 29 hat zwei Sekundärwicklungen 29b und 2 9c.

Der Ausgang 28a des Stromwandlers 28 ist mit dem Eingang eines Gleichrichters 30 (beispielsweise Brückengleichrichter) verbunden, der das dem Leckstrom proportionale Signal gleichrichtet. Der Ausgang des Gleichrichters 30 ist mit dem

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Eingang eines Filters 31 verbunden, das das gleichgerichtete Signal glättet. Das gleichgerichtete und geglättete Signal des Filters 31 wird dem Eingang eines Schwellenvergleichers 32 zugeführt, der dieses Signal mit einem vorbestimmten Referenzwert vergleicht. Der Schwellenvergleicher 32 gibt ein Warnsignal an den Eingang eines Verstärkers 33 ab, wenn das ihm zugeführte gefilterte Signal den Referenzwert übersteigt. Der Verstärker 33 verstärkt das Warnsignal und führt es auf den ersten Eingang 34a einer Codierschaltung 34. Die Codierschaltung 34 (beispielsweise ein Binär-Dezimal-Matrixcodierer) transformiert das Warnsignal in ein Binärsignal zur Übertragung an die Zentraleinheit 14, die noch erläutert wird.

Der Ausgang 28b des Stromwandlers 28 ist mit dem Eingang eines Gleichrichters 35 (beispielsweise Dioden-Brückengleichrichter) verbunden. Dieser Gleichrichter 35 dient zur Gleichrichtung des ihm zugeführten Signals des Stromwandlers 28, welches den Strom angibt, welcher im Betrieb der Asynchronmaschine 4 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Gleichrichters 35 wird mit einem Filter 36 geglättet, und das so erhaltene gleichgerichtete und geglättete Signal wird dem Eingang eines Schwellenvergleichers 37 zugeführt, der dieses Signal mit einem internen Referenzwert vergleicht. Wenn das Signal niedriger als der Referenzwert ist, so gibt der Schwellenvergleicher 37 ein Warnsignal an den Eingang eines Verstärkers 38 ab. Der Verstärker 38 verstärkt dieses Signal und führt es auf den ersten Eingang einer elektronischen Schaltung 39, die eine UND-Funktion ist.

Der Steuerbus 17, der Steuersignale von der Zentraleinheit 14 zu den Steuermodulen 13 führt, umfaßt mehrere Einzelleitungen, die jeweils einem Steuermodul 13 zugeordnet sind. Jede dieser Leitungen ist mit einem Verstärker 40 eines Steuermoduls 13 über eine Eingangsleitung 41 verbunden. Die

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über jede Einzelleitung des Steuerbusses 17 übermittelten Steuersignale steuern den Betrieb des Schützschalters 27 des jeweiligen Steuermoduls 13 und somit den Anlauf des jeweiligen Krafterzeugers 1. Jede Einzelleitung des Steuerbusses 17 ist mit einem Verstärker 40 des jeweils zugeordneten Steuermoduls 13 über eine Eingangsleitung 41 verbunden .

Das Ausgangssignal des Verstärkers 40 wird der Erregerwicklung des Schützschalters 27 zugeführt, wodurch die zugeordnete Asynchronmaschine 4 über die elektrische Leitung 16 gespeist wird und den zugeordneten Krafterzeuger 1 zum Anlaufen bringt. Das Ausgangssignal des Verstärkers 40 wird ferner einem Betriebsstundenzähler 42 zugeführt, der die Betriebszeit des Krafterzeugers 1 zählt, welcher mit der Steuereinheit 13 verbunden ist. Der Betriebsstundenzähler 42 wird mit jeder Betätigung des Schützschalters 27 gestartet bzw. stillgesetzt.

Gleichzeitig wird das Ausgangssignal des Verstärkers 40 auch dem Eingang einer Zeitsteuerung 43 zugeführt, die nach vorbestimmter Zeitverzögerung dieses Signal auf einen zweiten Eingang 39b der elektronischen UND-Schaltung 39 führt. Die UND-Schaltung bildet ein "logisches Produkt" derart, daß sie die übertragung eines an ihrem Eingang 39a empfangenen Signals auf die Codierschaltung 34 nur dann ermöglicht, wenn gleichzeitig an ihrem Eingang 39b ein Signal erscheint.

Wie bereits ausgeführt, gibt das Ausgangssignal des Filters 36 den beim Betrieb der Asynchronmaschine 4 zugeführten Strom an. Dieses Signal ist deshalb ein Maß für die dem modularen Krafterzeuger 1 zugeführte elektrische Leistung. Wenn der Pegel dieser Leistung unter einen Minimalwert abfällt, so gibt der Schwellenvergleicher 37 ein Warnsignal

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über den Verstärker 38 auf den' Eingang 39a der UND-Schaltung 39. Diese gibt dieses Warnsignal auf einen zweiten Eingang 34b der Codierschaltung 34, wenn ein Signal des Zeitgebers 43 an ihrem Eingang 3 9b liegt. Bei Empfang eines solchen Signals gibt die Codierschaltung 34 an die Zentraleinheit 14 ein codiertes Alarmsignal ab, wie noch beschrieben wird. Der Zweck der Zeitgeberschaltung 43 besteht darin, die Abgabe eines Warnsignals mit der UND-Schaltung 3 9 an die Codierschaltung 34 während des Anlaufzustandes des Krafterzeugers 1 zu verhindern, da in dieser Phase die von der Asynchronmaschine 4 abgegebene Leistung unter dem Referenzwert des Vergleichers 37 liegt.

Beim Anlaufen des modularen Krafterzeugers 1 kann die elektrische Leistung also unter dem Referenzwert des Vergleichers 37 liegen, und es ist empfehlenswert, während dieses Betriebszustandes den Ausgang des Zeitgebers 43 an Erdpotential zu legen (beispielsweise über eine nicht dargestellte Schaltungsbrücke), um sicherzustellen, daß keine Signale von der UND-Schaltung 39 durchgeschaltet werden.

Die Sekundärwicklung 29c des Einphasentransformators 29 speist die Stromversorgung des Steuermoduls 13. Diese umfaßt einen Gleichrichter 44, beispielsweise einen Brückengleichrichter, dessen Eingang mit der Sekundärwicklung 2 9c verbunden ist. Der Ausgang des Gleichrichters 44 ist über ein Glättungsfilter 45 mit dem Eingang eines Spannungsstabilisators 46 bekannter Art verbunden. Der Spannungsstabilisator 46 gibt eine stabilisierte Gleichspannung ab, die die Schwellenvergleicher 32 und 37, die Verstärker 33, 38 und 40, die UND-Schaltung 39, die Zeitgeberschaltung 30 und weitere elektronische Schaltungen des Steuermoduls 13 speist, die zum Betrieb eine stabilisierte Gleichspannung benötigen.

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Die andere Sekundärwicklung 2 9b des Einphasentransformators 29 ist mit dem Eingang eines Gleichrichters 47 verbunden, der beispielsweise ein Diodenbruckengleichrxchter sein kann. Der Gleichrichter 47 gibt eine Gleichspannung über die Leitung 21 an den Drehzahlsensor (bekannter Art, nicht dargestellt) ab, der der Welle 3 der Brennkraftmaschine 2 zugeordnet ist. Eine Lampe 48 ist mit der Leitung 21 verbunden und zeigt an, wenn diese Leitung 21 eine Spannung führt. Das Ausgangssignal des Gleichrichters 47 wird ferner einem Eingang 49a einer elektronischen UND-Schaltung 4 9 zugeführt. Diese speist über die Leitung 22 das nicht dargestellte Elektromagnetventil für die Kraftstoff zuführ ung.

Ein Dreiphasengleichrichter 50 ist an seinem Eingang mit der elektrischen Leitung 16 an der Stelle verbunden, an der der Schützschalter 27 mit der Asynchronmaschine 4 verbunden ist. Der Dreiphasengleichrichter 50 liefert eine Gleichspannung an einen Eingang 51a einer elektronischen UND-Schaltung 51. Beim Betrieb der Krafterzeugers 1 wird diese Gleichspannung über die UND-Schaltung 51 und die Leitung 2 3 einer elektronischen Zündeinrichtung (bekannter Art, nicht dargestellt) der Brennkraftmaschine 2 zugeführt.

Der Ausgang des Verstärkers 40 ist außer mit der Zeitgeberschaltung 4 3 auch mit einer Zeitgeberschaltung 52 verbunden. Diese verzögert die Übertragung des Steuersignals vom Verstärker 40 auf die Eingänge 49b und 51b der UND-Schaltungen 49 und 51 für eine vorbestimmte Zeit. Der Zweck dieser Verzögerung besteht darin, die Ansteuerung der elektronischen Zündvorrichtung und die Öffnung des Elektromagnetventils für die Kraftstoffzuführung (und damit das Anlassen der Brennkraftmaschine 2) zu verhindern, bevor

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die Asynchronmaschine 4, die dann als Motor arbeitet, ordnungsgemäß angelaufen ist. Die UND-Schaltungen 49 und 51 verhindern die Übertragung der an ihren Eingängen 49a und 51a anstehenden Signale, bis die Zeitgeberschaltung 52 ein Öffnungssignal auf die Eingänge 49b und 51b gegeben hat.

Wie bereits ausgeführt, ist ein Sensor (nicht dargestellt) bekannter Art zur Feststellung von Kraftstofflecks an der Brennkraftmaschine 2 vorgesehen. Das Ausgangssignal dieses Sensors wird einer elektronischen Schaltung 53 über die Leitung 24 und eine Leitung 24a zugeführt. Die elektronische Schaltung 53 verarbeitet dieses Signal und gibt bei Feststellung eines Kraftstofflecks ein Warnsignal auf einen Eingang 34d der Codierschaltung 34. Dadurch gibt die Codierschaltung 34 dann ein codiertes Alarmsignal an die Zentraleinheit 14 ab, wie noch beschrieben wird.

Eine dem Schalter 25 zugeordnete Schaltung 54 gibt ein Warnsignal auf einen Eingang 34c der Codierschaltung 34, wenn der Schalter 25 durch Wärme- oder Stromüberlastung betätigt wird. Zu diesem Zweck wird bei Auslösung des Schalters 25 der Schaltarm an einen ihm zugeordneten Kontakt 54a der Schaltung 54 bewegt. Bei Empfang eines Warnsignals von der Schaltung 54 gibt die Codierschaltung 34 ein entsprechend codiertes Alarmsignal an die Zentraleinheit 14 ab, wie noch beschrieben wird.

Wie bereits ausgeführt, gibt die Codierschaltung 34 bei ihr zugeführten Warnsignalen eine Anzahl unterschiedlicher Warnsignale ab, die verschiedenen Alarmzuständen entsprechen (d.h. abnormale Betriebszustände oder Fehler des modularen Krafterzeugers 1). Die Alarmzustände sind im wesentlichen die folgenden:

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a) Ein Anstieg des Leckstroms zwischen den Wicklungen der Asynchronmaschine 4 durch Verschlechterung der Wicklungsisolation. Dieser Anstieg wird durch ein Signal des Schwellenvergleichers 32 angezeigt, welches über den Verstärker 33 dem Eingang 34a der Codierschaltung 34 zugeführt wird;

b) Eine Verringerung der von der Asynchronmaschine 4 abgegebenen elektrischen Leistung entweder durch Abfall des Leistungsfaktors unter einen Minimalwert, der durch einen zulässigen Wert an Blindleistung bestimmt ist, den die Speiseleitung 15 absorbieren kann, oder durch einen Fehler in der Brennkraftmaschine 2, der zu einem Abfall der von der Asynchronmaschine 4 gelieferten elektrischen Leistung führt. Dieser zweite abnormale Betriebszustand wird durch ein Signal angezeigt, das dem Eingang 34b der Codierschaltung 34 vom Schwellenvergleicher 37 über den Verstärker 38 zugeführt wird;

c) Eine Wärme- oder Stromüberlastung auf der elektrischen Speiseleitung 15a beispielsweise infolge eines Kurzschlusses zwischen den Wicklungen der Asynchronmaschine 4 mit der Speiseleitung 15 in Antiphase. Diese abnormalen Betriebsbedingungen werden durch ein Signal angezeigt, das dem Eingang 34c der Codierschaltung zugeführt wird;

d) Ein Kraftstoffleck an der Brennkraftmaschine 2, das durch ein Signal angezeigt wird, welches dem Eingang 34d der Codierschaltung 34 zugeführt wird;

e) Ein Anstieg der Drehzahl der Welle 3 der Brennkraftmaschine 2 über einen vorbestimmten Grenzwert hinaus. Dieses Signal wird der Codierschaltung 34 von dem

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Drehzahlsensor über die Leitung 24 zugeführt.

Unterschiedliche codierte Alarmsignale werden in der Codierschaltung 34 gespeichert, und jedes dieser Signale ist einem bestimmten Alarmzustand zugeordnet (Fehlerzustand oder abnormaler Betriebszustand). Wenn die Codierschaltung 34 ein Warnsignal an einem ihrer Eingänge empfängt, so gibt sie codierte Signale am Ausgang 34e ab, die die Art des festgestellten Alarmzustands angeben. Diese Signale werden über einen Verbindungsbus 55 dem Alarmdatenbus 19 und dann der Zentraleinheit 14 zugeführt. In dem Verbindungsbus 55 ist eine elektronische Schaltung 56 angeordnet, die eine UND-Funktion erzeugt. Der Zweck dieser UND-Schaltung 56 besteht darin, die Alarmsignale nur dann auf den Bus 19 zu führen,wenn ein Durchschaltesignal von der Zeitgeberschaltung 52 abgegeben wird.

Die Codierschaltung 34 erzeugt neben den Alarmsignalen zur Anzeige des jeweiligen Alarmzustands gleichzeitig an einem Ausgang 34f codierte Identifizierungssignale, die die Zentraleinheit 14 so ansteuern, daß sie den jeweiligen Steuermodul 13 identifiziert, der die Alarmsignale abgibt. Die Identifizierungssignale werden von dem Ausgang 34f der Codierschaltung 34 der Zentraleinheit 14 über den Alarmdatenbus 18 zugeführt.

Die Zentraleinheit 14 wird im folgenden anhand der Fig. 3 beschrieben.

Die Zentraleinheit 14 ist mit der elektrischen Speiseleitung 15 über eine Dreiphasenleitung 15b verbunden. Eine Lampe 57 ist mit der Leitung 15b verbunden und zeigt das Vorhandensein einer Spannung auf dieser Leitung an. Die Leitung 15b ist mit einem Dreiphasentransformer 58 verbunden,

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der eine Dreiphasensekundärwicklung 58a und zwei Einphasensekundärwicklungen 58b und 58c aufweist. Die Sekundärwicklung 58a ist mit einer Schaltung 59 zur Überwachung der elektrischen Parameter der Leitung 15b und damit der Speiseleitung 15 verbunden.

Die Zentraleinheit 14 umfaßt einen Schaltungsblock 60 zur Decodierung, Speicherung und Sichtanzeige der Alarmsignale, die über die Busse 19 von den Codierschaltungen 34 der verschiedenen Steuermodule 13 empfangen werden, und von Alarmsignalen, die mit der Überwachungsschaltung 59 abhängig von gefährlichen Änderungen der elektrischen Parameter auf den Leitungen 15 und 15b abgegeben werden.

Die Zentraleinheit 14 enthält ferner eine Stromversorgungsschaltung 61, die in noch zu beschreibender Weise die Einphasenspannungen der Sekundärwicklungen 58b und 5 8c gleichrichtet, glättet und stabilisiert, um die verschiedenen Gleichspannungen zu liefern, die stabilisiert und nicht stabilisiert als Betriebsspannungen für die aktiven elektronischen Schaltungen der Zentraleinheit 14 erforderlich sind.

Die Zentraleinheit 14 ist mit mehreren Steuerschaltungen 62 versehen, deren jede das Anlaufen und das Stillsetzen eines jeweiligen modularen Krafterzeugers 1 mittels Steuersignalen steuert, die dem Krafterzeuger 1 über den entsprechenden Steuermodul 13 zugeführt werden. Zur übersichtlicheren Darstellung sind in Fig. 3 nur die erste und die letzte Steuerschaltung 62 gezeigt.

Die Zentraleinheit 14 enthält ferner eine manuell voreinstellbare Zeitgeberschaltung 63 und eine Impulsgeneratorschaltung 64, die beide mit allen Steuerschaltungen 62 verbunden sind. Der Zweck der Zeitgeberschaltung 63 besteht

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darin, für eine vorbestimmte Zeit das Anlaufen aller modularen Krafterzeuger 1 zu verhindern, die von der Zentraleinheit 14 gesteuert werden. Der Grund für diese Anlaufverzögerung besteht darin, das gleichzeitige Anlaufen modularer Krafterzeuger 1 zu verhindern, die von unterschiedlichen Zentraleinheiten 14 gesteuert werden, wenn beispielsweise mehrere Anlagen der in Fig. 1 gezeigten Art parallel auf ein und dieselbe elektrische Leistungsleitung geschaltet sind.

Der Impulsgenerator 64 speist unter bestimmten Bedingungen intermittierend Lampen, die in den Steuerschaltungen 62 vorgesehen sind, wie noch beschrieben wird.

Die Überwachungsschaltung 59 enthält einen Spannungsvergleicher 65, der ein Warnsignal abgibt, wenn die Spannungsänderungen auf der Leitung 15b einen vorbestimmten Absolutwert überschreiten. Ein Frequenzvergleicher 66 vergleicht die Frequenz der Spannung mit einer internen Frequenz und gibt ein Warnsignal ab, wenn die Frequenzänderung einen vorbestimmten Wert relativ zu dem Bezugswert überschreitet. Der Ausgang des Frequenzvergleichers 66 ist mit dem Eingang einer Speicherschaltung 67 verbunden, die jegliches Warnsignal speichert und abgibt, das von dem Vergleicher 66 empfangen wird.

Die Ausgangssignale des Vergleichers 65 und der Speicherschaltung 67 werden einem Verstärker 68 zugeführt, der bei Empfang eines Warnsignals von dem Vergleicher 65 oder der Speicherschaltung 67 ein Alarmsignal an einem ersten Ausgang 68a abgibt. Dieses Alarmsignal wird einer Sichtanzeige 6 9 des Schaltungsblocks 60 zugeführt, um eine sichtbare Anzeige" einer gefährlichen Änderung der Spannung oder Frequenz auf der Leitung 15 zu ermöglichen. Bei Fehlen von Warnsignalen

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an den Eingängen des Verstärkers 68 (was normale Spannungsund Frequenzwerte auf der Leitung 15 anzeigt) gibt der Verstärker 68 über einen zweiten Ausgang 68b ein Signal ab, welches das Anlaufen der modularen Krafterzeuger 1 gestattet. Dieses Steuersignal wird einem Eingang 70a einer UND-Schaltung 70 zugeführt, die in jeder Steuerschaltung 62 vorgesehen ist.

Der Schaltungsblock 60 zur Decodierung, Speicherung und Sichtanzeige der codierten Alarmsignale enthält einen Optokoppler 71, mit dessen Eingang der Alarmdatenbus 19 verbunden ist. Die über diesen Bus übertragenen codierten Alarmsignale der Steuermodule 13 werden über den Optokoppler 71 einem Filter 72 zugeführt. Dieses filtert Störsignale aus, die den Alarmsignalen überlagert sind. Der Ausgang des Filters 72 ist mit dem Eingang eines Decodierers 73 verbunden, der die codierten Signale analysiert und die Art des Alarmzustands (Fehler oder abnormaler Betriebszustand) identifiziert. Danach gibt der Decodierer 7 3 ein Steuersignal über eine Speicherschaltung 74 zur Ansteuerung der Sichtanzeige 69 ab, die die Art des Alarmzustandes anzeigt. Die Speicherschaltung 74 speichert dieses Steuersignal und gibt es weiter an die Sichtanzeige ab, bis nach Beseitigung des Alarmzustandes eine Rücksetzung mittels einer extern betätigbaren Rücksetzvorrichtung 75 erfolgt.

Der Decodierer 7 3 bewirkt für jeden möglichen Alarmzustand eine andere Darstellung auf der Sichtanzeige 69. Diese Sichtanzeige 6 9 gibt aber keine Anzeige darüber, welcher Steuermodul 13 das Alarmsignal abgegeben hat. Es ist lediglich eine Anzeige darüber möglich, daß ein bestimmter Alarmzustand aufgetreten ist. Weitere Sichtanzeigen, die den Ursprung des Alarmsignals angeben, werden im folgenden noch beschrieben.

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Wie bereits ausgeführt, ist jede Steuerschaltung 62 einem Steuermodul 13 und damit einem modularen Krafterzeuger 1 zugeordnet. Jede Steuerschaltung 62 hat zwei Drucktasten 76 und 77, mit denen der gewünschte Betriebszustand des entsprechenden modularen Krafterzeugers 1 eingegeben werden kann. Die Drucktasten 76 und 77 sind für das Laufen und das Stillsetzen des Krafterzeugers 1 vorgesehen und werden im folgenden auch als Start- bzw. Stoptaste bezeichnet. Wie noch erläutert wird, bewirkt die Steuerschaltung 62 bei Betätigung der Starttaste 76 kein Anlaufen des zugeordneten Krafterzeugers 1, wenn bestimmte unerwünschte Betriebsbedingungen vorherrschen, sondern es wird das Verschwinden dieser Bedingungen abgewartet, bevor der Krafterzeuger 1 zum Anlaufen gebracht wird. Die Betätigung einer Starttaste 76 bewirkt somit die Voreinstellung des zugeordneten Krafterzeugers 1 zum Anlaufen, wenn die Betriebsbedingungen hierzu geeignet sind.

Wenn die Starttaste 76 betätigt wird, so wird ein Startsteuersignal in einem Speicher 78 gespeichert, von wo es kontinuierlich einem Eingang 70b der UND-Schaltung 70 zugeführt wird. Diese Schaltung 70 gibt bei Vorhandensein von Durchschaltesignalen an ihren Eingängen 70a, 70c, 7Od und 7Oe das Startsteuersignal vom Speicher 78 auf den Eingang eines Verstärkers 79, dessen Ausgang mit dem Steuerbus 17 verbunden ist. Der Steuerbus 17 führt das verstärkte Steuersignal dem Steuermodul 13 zu, der der Steuerschaltung 62 zugeordnet ist, bei der die Starttaste 76 betätigt wurde.

Wenn ein bestimmter modularer Krafterzeuger 1 stillgesetzt werden soll, so muß· lediglich die Stopptaste 77 der zugehörigen Steuerschaltung 62 betätigt werden. Dadurch wird" der Speicher 78, der zuvor das Startsteuersignal der Starttaste 76 speicherte, rückgesetzt und somit das Startsteuersignal am Eingang 70b der UND-Schaltung 70 unterbrochen.

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Jede Steuerschaltung 62 enthält ferner einen Optokoppler 80, dessen Eingang über den Datenbus 20 mit dem Temperatursensor 11 des entsprechenden modularen Krafterzeugers 1 verbunden ist. Der Temperatursensor 11 gibt ein Signal ab, das anzeigt, wenn die Temperatur der den Wärmetauscher 6 verlassenden Flüssigkeit oberhalb oder unterhalb eines vorbestimmten Maximalwertes liegt. Unterschreitet diese Temperatur den vorbestimmten Maximalwert, so gibt der Optokoppler 80 ein Durchschaltesignal auf den Eingang 70b der UND-Schaltung 70, so daß der zugeordnete modulare Krafterzeuger 1 anlaufen kann.

Jede Steuerschaltung 62 hat einen zweiten Optokoppler 81, dessen Eingang über eine Leitung 18a und den Alarmdatenbus 80 mit der Codierschaltung 34 in dem zugeordneten Steuermodul 13 verbunden ist. Wie bereits erläutert, gibt die Codierschaltung 34 bei Auftreten eines Alarmzustands ein codiertes Alarmsignal über die Busse 18 und 19 ab. Das Signal auf den Bussen 19, welches die Art des Alarmzustandes angibt, wird auf der Sichtanzeige 6 9 dargestellt. Das über den Bus 18 übertragene Alarmsignal dient zur Identifizierung des das Alarmsignal abgebenden Steuermoduls 13 und wird über den Optokoppler 81 dem Eingang eines Speichers 82 zugeführt. Der Optokoppler 81 isoliert den Bus 18 elektrisch von den nachfolgenden Schaltungsgruppen der Steuerschaltung 62.

Der Speicher 82 speichert das Alarmsignal, welches ihm über den Bus 18 zugeführt wurde und führt es kontinuierlich über eine UND-Schaltung 83 dem Eingang eines Verstärkers 84 zu. Das verstärkte Signal des Verstärkers 84 wird als Rücksetzsignal dem Speicher 78 zugeführt, um das in dem Speicher 78 vorhandene Startsteuersignal zu löschen und das Stillsetzen des zugeordneten modularen Krafterzeugers 1 zu bewirken. Das Vorliegen eines Alarmzustands wird gleich-

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zeitig durch eine Warnlampe 85 angezeigt, die mit dem Ausgang des Verstärkers 84 verbunden ist. Das Aufleuchten der Lampe 85 wird durch intermittierende Speisung mit dem Impulsgenerator 64 bewirkt. Dieses Signal kann über die UND-Schaltung 83 geführt werden, wenn ein Alarmsignal an ihrem Eingang 83a ansteht.

Bei kontinuierlichem Aufleuchten zeigt die Warnlampe 85 an, daß der gewünschte Betriebszustand für den Krafterzeuger, der in die Steuerschaltung 62 eingegeben wurde, der Laufzustand ist. Dies wird auf folgende Weise erreicht.

Nach der Betätigung der Starttaste 76 wird das im Speicher 78 gespeicherte Startsteuersignal nicht nur dem Eingang 70b der UND-Schaltung 70, sondern auch der Warnlampe 85 über den Verstärker 85 zugeführt. Die Warnlampe 85 bleibt deshalb eingeschaltet, bis der zugeordnete modulare Krafterzeuger 1 entweder durch Betätigung der Stoptaste 77 oder durch einen Alarmzustand stillgesetzt wird, der über die Zentraleinheit 14 eine automatische Stillsetzung bewirkt, wie bereits beschrieben wurde.

Die Warnlampe 85 zeigt beim Erlöschen an, daß der zugeordnete Krafterzeuger 1 nicht arbeitet und kein Alarmzustand existiert.

In jeder Steuerschaltung 62 ist eine monostabile Zeitgeberschaltung 86 vorgesehen, die eine logische Verriegelungsfunktion zwischen den modularen Krafterzeugern 1 bewirkt. Die Zeitgeberschaltung 86 wird durch die ansteigende Flanke des StartSteuersignals der Schaltung 70 getriggert, wodurch ein Sperrimpuls mit einer Dauer von beispielsweise 20 s erzeugt wird. Dieser Impuls wird über eine Leitung 87 dem Eingang 7Oe einer jeden UND-Schaltung 70 zugeführt,

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** 2. 1 —

von der kein Startsteuersignal abgegeben wird (diese mit dem Sperrimpuls an den Eingängen 7Oe erzeugte Bedingung wird mit der Zeitgeberschaltung 86 einer jeden Steuerschaltung 62 gesteuert).

Um einen modularen Krafterzeuger 1 zu starten, müssen die folgenden Signale an den Eingängen der UND-Schaltung 90 der zugeordneten Steuerschaltung 62 erscheinen:

a) Das Startsteuersignal des Speichers 78 durch Betätigung der Starttaste 76; dieses Signal wird dem Eingang 70b zugeführt;

b) Ein Durchschaltesignal des Sensors 11 des zu startenden Krafterzeugers 1; dieses Durchschaltesignal wird dem Eingang 70b zugeführt;

c) Ein Durchschaltesignal der Steuerschaltung 59 zur Anzeige, daß die elektrischen Parameter (Spannung und Frequenz) auf der Leitung 15 normal sind; dieses Durchschaltesignal wird dem Eingang 70a zugeführt;

d) Ein Durchschaltesignal der Zeitgeberschaltung 63 nach · vorbestimmter Verzögerung besteht darin, den gleichzeitigen Anlauf modularer Krafterzeuger 1 zu verhindern, die von unterschiedlichen Zentraleinheiten 14 gesteuert werden, jedoch auf ein und dieselbe elektrische Leitung geschaltet sind; dieses Durchschaltesignal wird dem Eingang 70c zugeführt.

Zusätzlich muß ein Sperrimpuls am Eingang 7Oe fehlen.

Wenn diese Durchschaltesignale an den Eingängen aller logischen UND-Schaltungen 70 anstehen, so wird der modulare

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Krafterzeuger 1, der zuerst zum Anlaufen mit der Starttaste 76 der zugeordneten Steuerschaltung voreingestellt wurde, als erster angelassen. Dies liegt daran, daß bei Vorhandensein aller Durchschaltesignale die logische UND-Schaltung 70 das Startsteuersignal ohne Verzögerung an den zugeordneten Steuermodul 13 über den Verstärker 79 und den Steuerbus 17 abgibt. Gleichzeitig triggert dasselbe Steuersignal die zugeordnete Zeitgeberschaltung 86, die daraufhin einen Sperrimpuls zur vorübergehenden Sperrung der UND-Schaltungen 70 der Steuerschaltungen 62 abgibt, welche den anderen modularen Krafterzeugern 1 zugeordnet sind.

Die Anlaufreihenfolge der Krafterzeuger 1, die zum Start voreingestellt wurden, deren UND-Schaltungen 70 jedoch vorübergehend gesperrt sind, ist unter der Annahme gleichzeitiger Durchschaltung der UND-Schaltungen 70 beliebig und hängt nur von der Ansprechzeit der Schaltungen 70 und 86 ab. Diese Ansprechzeit ist durch die genauen Bauelementwerte in den Schaltungen bestimmt und hängt von deren Toleranzen ab. Somit sind unterschiedliche Ansprechzeiten gegeben. Die Möglichkeit, daß Schaltungen verschiedener Krafterzeuger übereinstimmende Ansprechzeiten haben und diese Krafterzeuger dann gleichzeitig anlaufen, ist so gering, daß im Hinblick auf die große Anzahl von Bauelementen und zugeordneten Toleranzen der Einsatz zusätzlicher Verzögerungsschaltungen zur Verwirklichung unterschiedlicher Verzögerungen für jeden modularen Krafterzeuger 1 überflüssig ist.

Bei Auftreten eines Alarmzustands (d.h. eines abnormalen Betriebszustands oder eine Fehlers) wird die Art dieses Zustandes mit der Sichtanzeige 69 angezeigt, während es möglich ist, den zugeordneten Krafterzeuger 1, in dem der

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Zustand auftritt, dadurch zu identifizieren, daß beobachtet wird, welche Warnlampe 85 aufleuchtet. Wenn die Ursache des abnormalen Betriebszustandes beseitigt oder der Fehler repariert ist, werden alle Speicher der Zentraleinheit 14 (d.h. die Speicher 67, 74, 78, 82) durch Betätigung der Rücksetzvorrichtung 75 zurückgesetzt.

Die Zentraleinheit 14 ist mit einer Taste 88 versehen, bei deren Betätigung die Funktion der Sichtanzeige 69 oder der verschiedenen Warnlampen 65 geprüft werden kann.

Wie bereits ausgeführt, werden die stabilisierten und nicht stabilisierten Gleichspannungen zum Betrieb aller aktiven Schaltungen der Zentraleinheit 14 über Verbindungen (nicht dargestellt) mit der Stromversorgungsschaltung 61 geliefert. Diese Schaltung 61 enthält einen Gleichrichter 89 (beispielsweise einen Dioden-Brückengleichrichter) , dessen Eingang mit der Sekundärwicklung 58c des Transformators 58 verbunden ist. Die Ausgangsspannung dieses Gleichrichters wird mit einem Filter 90 geglättet. Ein zweiter Gleichrichter 91 (beispielsweise ein Dioden-Brückengleichrichter) ist mit der Sekundärwicklung 5 8b des Transformators 58 verbunden. Die Ausgangsspannung des Gleichrichters 91 wird mit einem Filter 92 geglättet und mit einem Spannungsstabilisator 93 geregelt.

Die Arbeitsweise der in Fig. 1 bis 3 gezeigten Anlage wird im folgenden für das Anlaufen verschiedener modularer Krafterzeuger 1 erläutert, und zwar für Bedingungen, die die höchsten Anforderungen an die elektrische Speiseleitung 15 stellen und die deshalb am besten die Arbeitsweise der Anlage wiedergeben.

Diese Bedingungen treten in zwei Fällen auf:

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1. Wenn die Bedienungsperson mit den Starttasten 56 gleichzeitig mehrere oder alle modularen Krafterzeuger zum Start voreinstellt und die Temperatursensoren 11 insgesamt hierzu geeignete Wärmebedingungen anzeigen;

2. Wenn die Bedienungsperson zu unterschiedlichen Zeitpunkten mehr als einen Krafterzeuger 1 zum Start voreingestellt hat, die Durchschaltesignale der Temperatursensoren 11 jedoch gleichzeitig anstehen; dieser Zustand kann beispielsweise durch eine vorübergehende Ausschaltung aller modularen Krafterzeuger 1 durch Spannungsausfall auf der Leitung 15 und nachfolgende Wiedereinschaltung der Speisespannung nach einer Zeit, während der das Kühlmittel in jeder Maschine auf eine solche Temperatur abgekühlt ist, daß der entsprechende Sensor 11 ein Durchschaltesignal für die jeweilige UND-Schaltung 70 abgibt, auftreten.

Die modularen Krafterzeuger 1, die zum Start voreingestellt sind, laufen nacheinander in Zeitintervallen an, die durch die Zeitgeberschaltung 86 in der Steuerschaltung 62 eines jeden Krafterzeugers 1 bestimmt sind. Wie bereits ausgeführt, entspricht die Reihenfolge der relativen Ansprechzeit der UND-Schaltungen 70 und der Schaltungen 86 der Steuerschaltungen derjenigen Krafterzeuger, die voreingestellt sind, jedoch noch anlaufen müssen. Die Möglichkeit, daß mehrere modulare Krafterzeuger 1 gleichzeitig anlaufen, weil sie übereinstimmende Ansprechzeiten in der jeweiligen Steuerschaltung haben, ist praktisch nicht vorhanden, und zwar in praktischer und auch in statistischer Hinsicht.

Wie bereits erläutert, wird beim Anlaufen eines ersten Krafterzeugers 1 mit der Zeitgeberschaltung 86 der zugeordneten Steuerschaltung 62 ein Sperrsignal abgegeben, das

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der UND-Schaltung der anderen Steuerschaltungen 62 zugeführt wird und vorübergehend das Anlaufen der anderen modularen Krafterzeuger 1 verhindern. Bei Verschwinden dieses Sperrimpulses wird der modulare Krafterzeuger, der voreingestellt, jedoch noch nicht angelaufen ist und der eine Steuerschaltung mit der kürzesten Ansprechzeit enthält, als nächster anlaufen, wobei die übrigen noch nicht angelaufenen Krafterzeuger 1 wiederum gesperrt werden. Dieser Vorgang setzt sich fort, bis der letzte modulare Krafterzeuger 1 anläuft, der zum Start voreingestellt wurde.

Das tatsächliche Anlaufen eines jeden Krafterzeugers 1 läuft folgendermaßen ab.

Nach der Betätigung der Starttaste 76 wird ein Startsteuersignal in dem Speicher 78 gespeichert. Dieser Speicher gibt das Startsteuersignal auf den Eingang 70b der UND-Schaltung 70. Wenn die bereits erläuterten Durchschaltesignale an den übrigen Eingängen der UND-Schaltung 70 anstehen, schaltet diese das Startsteuersignal auf den Verstärker 79. Dieser gibt das verstärkte StartSteuersignal über den Steuerbus an den Steuermodul 13 ab, der der Steuerschaltung 62 zugeordnet ist, in der die Starttaste 76 betätigt wurde.

In dem Steuermodul 13 wird das Steuersignal dem Verstärker zugeführt und gelangt somit zu dem Schützschalter 27, der die zugeordnete Asynchronmaschine 4 mit der Speiseleitung verbindet. Dadurch läuft die Asynchronmaschine 4 an und arbeitet zunächst als Motor.

Der Verstärker 40 gibt das Startsteuersignal auch an die Zeitgeberschaltung 52, die nach einer zum Erreichen des normalen Laufzustandes der Asynchronmaschine 4 ausreichenden Zeit die Zuführung von Kraftstoff zu der mit der

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Asynchronmaschine 4 gekoppelten Brennkraftmaschine 2 und die Einschaltung der zugeordneten elektronischen Zündeinrichtung ermöglicht. Dadurch läuft die Brennkraftmaschine 2 an, und die Asynchronmaschine 4 arbeitet dabei als Anlasser.

Wenn die Nenndrehzahl der Maschine 2 erreicht ist, treibt diese die Asynchronmaschine 4 an, so daß sie nun als Generator arbeitet, der elektrische Leistung auf die Speiseleitung 15 liefert.

Wenn beim Betrieb der Anlage abnormale Betriebsbedingungen oder Fehler auftreten oder gefährliche Änderungen der elektrischen Parameter auf der Speiseleitung 15 festgestellt werden, so laufen die verschiedenen vorstehend beschriebenen Schutz- und Signalmaßnahmen ab.

Es sei bemerkt, daß die verschiedenen Signalbusse 17 bis aus mehreren Einzelleitungen bestehen können oder auch als eine einzige Leitung ausgeführt sein können, über die die Datensignale im Multiplexbetrieb übermittelt werden.

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Claims (9)

1. Patentansprüche

   Steuer- und Schutzsystem für eine Anlage zur Verbunderzeugung von Wärme- und Elektroenergie, mit mehreren modularen Krafterzeugern, die jeweils folgende Komponenten enthalten:

   a) eine wassergekühlte Brennkraftmaschine,

   b) eine elektrische Asynchronmaschine, die mit der Brennkraftmaschine gekoppelt ist und zu deren Anlassen als Motor und danach als von der Brennkraftmaschine angetriebener Generator zur Erzeugung elektrischer Energie arbeitet,

   c) eine Wärmerückgewinnungseinrichtung mit einem ersten Flüssigkeitskreislauf zur Zirkulation des Kühlmittels der Brennkraftmaschine und einem Wärmetauscher, dessen Primärseite mit dem ersten Flüssigkeitskreislauf verbunden ist und durch dessen Sekundärseite eine zweite Flüssigkeit zirkuliert, um die von der Brennkraftmaschine erzeugte Wärme aus der Kühlflüssigkeit zu gewinnen,

   und mit einem zweiten Flüssigkeitskreislauf, in dem die zweite Flüssigkeit zirkuliert und in den die Sekundärseiten der Wärmetauscher parallel zueinander eingeschaltet sind, wobei die elektrischen Asynchronmaschinen der Krafterzeuger parallel auf eine gemeinsame elektrische Speiseleitung schaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Steuermodule (13) zur Steuerung jeweils eines Krafterzeugers (1) und zur Abgabe eines Alarmsignals bei

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   - «ar-

   Auftreten eines von mehreren Alarmzuständen entsprechend einem abnormalen Betrieb oder einem Fehler des zugeordneten Krafterzeugers (1) und eine Zentraleinheit (14) vorgesehen sind, die mit jedem Steuermodul (13) verbunden ist, ihm Steuersignale zuführt und von ihm Alarmsignale empfängt, daß die Zentraleinheit (14) folgende Komponenten enthält:

   - manuell voreinstellbare Steuerschaltungen (76, 78, 70) zum Start oder zum Stillsetzen eines oder mehrerer der modularen Krafterzeuger (1) und zur Einleitung des Starts eines voreingestellten Krafterzeugers (1) durch ein Steuersignal des jeweils zugeordneten Steuermoduls (13);

   - eine Zeitgeber- und Verriegelungsschaltung (86) zur Folgesteuerung des Anlaufens der modularen Krafterzeuger (1), die zuvor zum Start voreingestellt wurden;

   - Temperatursensoren (11) zur Feststellung der Temperatur der zweiten, den jeweiligen Wärmetauscher (6) verlassenden Flüssigkeit eines jeden Krafterzeugers (1);

   - Sperrschaltungen (78, 70) in Verbindung mit den Temperatursensoren (11) zum Empfang der Alarmsignale der Steuermodule (13) und zur Verhinderung des Anlaufens oder zur Stillsetzung des jeweiligen modularen Krafterzeugers (1), wenn entweder der zugeordnete Steuermodul (13) ein Alarmsignal abgibt oder die jeweils mit einem zugeordneten Temperatursensor (11) festgestellte Temperatur einen vorbestimmten Wert überschreitet;

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   und daß jeder Steuermodul (13) die folgenden Komponenten enthält:

   - einen elektrischen Schützschalter (27) , der durch das Steuersignal der Steuerschaltungen (76, 78, 70) angesteuert wird und den jeweils zugeordneten modularen Krafterzeuger (1) auf die gemeinsame elektrische Speiseleitung (15a, 15) schaltet, so daß die Asynchronmaschine (4) als Anlaßmotor arbeitet;

   - eine Verzögerungsschaltung (52) zur Einschaltung einer Zündeinrichtung und einer Kraftstoffzuführungsvorrichtung der Brennkraftmaschine (2) des zugeordneten Krafterzeugers (1) nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit, die auf die Arbeitsweise des Schützschalters (27) bezogen ist, wodurch die Asynchronmaschine (4) vor der Zündung der Brennkraftmaschine (2) einen normalen Laufzustand annehmen kann;

   - erste Meßvorrichtungen (28, 28b, 36, 37, 38) zur Messung des von der Asynchronmaschine (4) gelieferten Stroms und zur Abgabe eines Warnsignals, wenn der abgegebene Strom unter einem vorbestimmten ersten Wert liegt;

   - zweite Meßvorrichtungen (28, 28a, 30, 31, 32, 33) zur Messung des Wicklungs-Leckstroms der Asynchronmaschine

   (4) und zur Abgabe eines Warnsignals, wenn der Leckstrom einen zweiten vorbestimmten Wert überschreitet;

   - eine Ausgangsschaltung (34) zum Empfang der Warnsignale der ersten Meßvorrichtungen (28, 28a, 35, 36, 37, 38) und der zweiten Meßvorrichtungen (28, 28a, 30, 31, 32, 33) und zur Abgabe eines den zum jeweiligen Warnsignal führenden Alarmzustands anzeigenden Alarmsignals an die

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   Sperrschaltungen (78, 70) der Zentraleinheit (14) und

   - Zeitgeberschaltungen (43, 39) zur Sperrung der Ansteuerung der Ausgangsschaltung (34) mit den ersten Meßvorrichtungen (28, 28b, 35, 36, 37, 38), so daß diese kein Alarmsignal während einer vorbestimmten Zeit unmittelbar nach Betätigung des Schützschalters (2 7) zwecks Start der Asynchronmaschine (4) abgibt.
2. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentraleinheit (14) eine überwachungseinrichtung (59) zur Überwachung von Spannungs- und Frequenzänderungen auf der elektrischen Speiseleitung (15) und zur Abgabe eines Sperrsignals bei Überschreiten vorbestimmter Grenzwerte durch die Änderungen enthält und daß das Sperrsignal· auf die Sperrschaltung (70) geführt ist, die dadurch das Anlaufen aller Krafterzeuger (1) verhindert oder sie stillsetzt.
3. 3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinreichtung (59) eine Speicherschaltung (67) zur Speicherung der das überschreiten vorbestimmter Grenzwerte kennzeichenden Signale durch die Frequenz enthält und daß die Zentraleinheit (14) eine manuell betätigbare Rücksetzvorrichtung (75) enthält, durch deren Betätigung der Inhalt der Speicherschaltung (67) gelöscht wird und deren Rücksetzen ermöglicht wird, wenn die Ursache der zu großen Frequenzänderung beseitigt ist.
4. 4. System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentraleinheit (14) eine Sichtanzeigevorrichtung

   (69) enthält, die mit der überwachungseinrichtung (59) verbunden ist und eine Sichtanzeige von Frequenz- oder" Spannungsänderungen ermöglicht, die die genannten vorbestimmten Grenzwerte überschreiten.

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   sr-S
5. 5- System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichet, daß jeder Steuermodul (13) ferner die folgenden Komponenten enthält:

   - Schutzschalter (25, 26) zur automatischen Abschaltung des jeweiligen modularen Krafterzeugers (1) von der gemeinsamen elektrischen Speiseleitung (15) bei Auftreten eines Kurzschlusses zwischen den Wicklungen der Asynchronmaschine (4) dieses Krafterzeugers (1) oder bei Anschluß der Asynchronmaschine (4) an die gemeinsame Speiseleitung (15) in Antiphase und

   - eine Warnsignalschaltung (54a, 54), die abhängig von der Betätigung der Schutzschalter (25, 26) ein Warnsignal an die Ausgangsschaltung (34) abgibt, welche bei Empfang eines Warnsignals ein entsprechendes Alarmsignal an die Sperrschaltungen (78, 70) der Zentraleinheit (14) abgibt.
6. 6. System nach einem der vorhergehen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentraleinheit (14) ferner Aufnahmeschaltungen (62, 73) zur Aufnahme der Alarmsignale von den Steuermodulen (13), Alarmzustandsspeicher (74, 82) und eine manuell betätigbare Rücksetzvorrichtung (73) zur Löschung des Inhalts der Alarmzustandsspeicher (74, 82) enthält, wobei die Empfangsschaltungen (62, 73) abhängig vom Empfang des Alarmsignals ein den Alarmzustand angebendes Signal in die Alarmzustandsspeicher(74,82) einspeichern.
7. 7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentraleinheit (14) eine Sichtanzeigevorrichtung (6 9, 85) enthält, die mit einem Ausgang der Alarmzustandsspeicher (74, 82) verbunden ist und eine Sichtanzeige der in diesen gespeicherten Signale ermöglicht.

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8. 8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichtanzeigevorrichtung die Art des mit den gespeicherten Signalen gekennzeichneten Alarmzustands anzeigt und daß mehrere Warnlampen (85) vorgesehen sind, die jeweils einem Steuermodul (13) zugeordnet sind und eine Anzeige darüber ermöglichen, von welchem Steuermodul· (13) das jeweiiige Alarmsignal empfangen wurde.
9. 9. Verwendung eines Systems nach einem der Ansprüche 1 bis bei jeweils einer von mehreren parallel· auf eine gemeinsame elektrische Speiseleitung geschalteten Anlagen zur Verbunderzeugung von Wärme- und Elektroenergie, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentraieinheit (14) des Steuer- und Schutzsystems einer jeden Aniage eine Zeitgeberschal·- tung (63) enthäLt, die so Voreinste^bar ist, daß die Zeitpunkte der Anschaitung der modularen Krafterzeuger (1) verschiedener Aniagen an die eiektrische Speiseieitung nacheinander eintreten.

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