Schaltung zur Speisung einer Antriebsmaschine mit mehreren WieklungsSystemen
Die Erfindung richtet sich auf eine Schaltung zur Speisung einer Antriebsmaschine mit mehreren, vorzugsweise zwei Wicklungssystemen, insbesondere Drehstrom-Wicklungssystemen, wobei jedem Wicklungssystem ein eigener Umrichter, vorzugsweise ein pulsweitenmodulierter Drehstrom-Umrichter mit Spannungszwischenkreis und einem vorgeschalteten Dioden-Gleichrichter, zugeordnet ist.
In einer Reihe von Fällen steht bei Antriebssystemen die Zu- verlässigkeit an oberster Stelle. Bspw. ist heutzutage bei
Schiffen der sog. dieselelektrische Antrieb sehr verbreitet, wobei ein oder mehrere Dieselgeneratoren od. dgl . ein oder mehrere Bordnetze speisen, aus denen wiederum - neben anderen Verbrauchern - ein oder mehrere elektrische Antriebsmotoren ihre Energie beziehen. Fallen ein oder mehrere Antriebsmotoren aus, so ist nicht sichergestellt, dass das betreffende Schiff sein Ziel erreicht, sondern gerät in Seenot und löst eine Reihe von zeit- und kostenaufwendigen Rettungsmaßnahmen aus .
Oftmals stehen an Bord eines Schiffes - aber auch in Flugzeugen, Industrieanlagen, etc. - mehrere unterschiedliche, voneinander unabhängige Spannungsnetze zur Verfügung. Fällt eines von diesen aus, so werden alle darauf angewiesenen Ver- braucher ihren Dienst versagen. Deswegen wird bspw. bei
Schiffen mit mehreren Dieselgeneratoren und mehreren Schiffsschrauben jeder Antriebsstrang nach Möglichkeit an ein unterschiedliches Spannungsnetz angeschlossen. Fällt bei einem solchen Schiff ein Spannungsnetz aus - bspw. wegen eines De- fekts in dem betreffenden Generator - so stehen die daran angeschlossenen Antriebsmotoren still. Bei zwei Netzen und zwei Antriebsmotoren steht damit höchstens noch ein Antriebsmotor zur Verfügung, also maximal 50 % der Antriebsleistung, selbst
wenn der betreffende Generator eine höhere Leistung erzeugen könnte. Damit ist die erreichbare Reisegeschwindigkeit etwa auf die halbe Geschwindigkeit reduziert, und die Reisedauer erhöht sich etwa auf den doppelten Wert.
Zwar ist es zur Erhöhung der Verfügbarkeit von Antriebssystemen bekannt, Antriebsmotoren mit zwei Wicklungssystemen insbesondere Drehstrom-Wicklungssystemen, zu versehen, wobei jedem Wicklungssystem ein eigener Umrichter, vorzugsweise ein pulsweitenmodulierter Drehstrom-Umrichter mit Spannungszwischenkreis und einem vorgeschalteten Dioden-Gleichrichter, zugeordnet ist. Die beiden, mit demselben Motor gekoppelten Umrichter werden aber üblicherweise an dasselbe Bordnetz angeschlossen, so dass ein Antriebsmotor komplett ausfällt, wenn das betreffende Bordnetz nicht mehr zur Verfügung steht. Selbst wenn die zwei Wicklungen beider Antriebsmotoren bspw. mit jeweils unterschiedlichen Bordnetzen gekoppelt wären, müsste beim Ausfall eines Bordnetzes - bedingt durch die begrenzte Leistung der an das andere Netz gekoppelten Umrichter - die Antriebsleistung auf etwa die Hälfte des ursprünglichen Wertes gedrosselt werden.
Aus diesen Nachteilen des beschriebenen Standes der Technik resultiert das die Erfindung initiierende Problem, eine Mög- lichkeit zu finden, wie die Zuverlässigkeit bzw. Verfügbarkeit von Antriebssystemen weiter gesteigert werden kann.
Die Lösung dieses Problems gelingt dadurch, dass wenigstens ein die Wicklung eines Antriebsmotors speisender Umrichter eingangsseitig mit verschiedenen, nicht synchronisierten Spannungsnetzen verbindbar ist.
Die Erfindung geht dabei aus von einer Anordnung mit wenigstens einem Antrieb, der seine Leistung über Umrichter, insbe- sondere über an wenigstens ein (Drehstrom-) Mittelspannungsnetz gekoppelte Umrichter mit Spannungszwischenkreis und (Dioden-) Gleichrichter am Eingang sowie vorzugsweise pulswei- tenmodulierten Ausgang erhält. Eine erste Maßnahme zur Erhö-
hung der Verfügbarkeit ist die Verwendung wenigstens eines Antriebsmotors mit zwei (Drehstrom-) Wicklungssystemen, samt je eines speisenden Umrichters. Ferner verwendet die Erfindung wenigstens zwei voneinander unabhängige Spannungsnetze. Im Gegensatz zum Stand der Technik sind jedoch nicht alle Umrichter eingangsseitig jeweils genau einem Spannungsnetz zugeordnet, sondern wenigstens ein Umrichter ist von einem Spannungsnetz auf ein anderes umschaltbar ausgebildet. Dies hat den Vorzug, dass das davon gespeiste Wicklungssystem bei Ausfall nur eines der mehreren (vorzugsweise zwei) Spannungsnetzen in jedem Fall weiter betrieben werden kann, nämlich an dem jeweils noch intakten, und zwar unabhängig davon, welches der Spannungsnetze ausgefallen ist. Wenn sämtliche zu speisende Wicklungssysteme zu gleichen Teilen auf zwei unter- schiedliche Spannungssysteme aufgeteilt sind, so führt dies dazu, dass ohnehin 50 % der Wicklungssysteme normal weiter betrieben werden können - nämlich die an das intakt gebliebene Spannungssystem gekoppelten - während nun zumindest ein Teil der übrigen aufgrund der Erfindung ebenfalls mit Span- nung versorgt werden können. Damit ist die Verfügbarkeit auf Werte von deutlich mehr als 50 % gesteigert. Sind bspw. zwei Antriebsmotoren mit jeweils zwei Wicklungssystemen derart an zwei unterschiedliche Spannungsnetze angeschlossen, dass zumindest je eine Wicklung beider Motoren umschaltbar ausgebil- det ist, so stehen bei einem Spannungsausfall in einem Spannungsnetz immer noch 75 % der Antriebsleistung zur Verfügung, so dass sich bspw. die Reisezeit eines Schiffes schlimmstenfalls um etwa ein Drittel erhöht, und nicht wie bisher verdoppelt .
Es hat sich als günstig erwiesen, dass wenigstens ein Umrichter und/oder wenigstens ein Spannungsnetz mehrphasig, insbesondere dreiphasig ausgebildet ist. Dreiphasige Antriebsmotoren haben den Vorteil eines fast oberwellenfreien Drehmo- ments, so dass die angetriebene Einrichtung weniger beansprucht wird.
Eine Möglichkeit zur Realisierung der Erfindung besteht darin, dass wenigstens ein Umrichter eingangsseitig über wenigstens eine Schaltvorrichtung mit verschiedenen, nicht synchronisierten Spannungsnetzen verbindbar ist. Eine derartige Schaltvorrichtung bietet den Vorteil, dass die jeweils geschlossene Verbindung den Strom nahezu verlustlos weiterleitet.
Die Schaltvorrichtung sollte derart ausgebildet sein, dass eine gleichzeitige Verbindung des angeschlossenen Umrichters mit beiden Spannungsnetzen nicht möglich ist, um einen Kurz- schluss zwischen den nicht synchronisierten Spannungsnetzen und damit deren Zusammenbruch zu vermeiden.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Schaltvorrichtung eine Verriegelung aufweist, welche ein Verbinden nur dann erlaubt, wenn alle anderen Schaltkontakte geöffnet sind. Es handelt sich hierbei um eine reine Schutzmaßnahme für die beteiligten Spannungsnetze.
Die Verriegelung der Schaltvorrichtung kann auf mechanischem Weg erfolgen.
Im Rahmen einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist hierzu vorgesehen, dass die Schaltvorrichtung als Umschalter ausgebildet ist, dessen Schaltzunge (n) an dem Umrichter angeschlossen ist/sind, während die damit zu verbindenden Kontakte an die verschiedenen Spannungsnetze angeschlossen sind. Dabei richtet sich die Anzahl der Schaltzungen nach der An- zahl der Phasen der beteiligten Netze bzw. des Umrichters; bei Drehstromnetzwerken handelt es sich also um drei Schaltzungen, bei Wechselstromnetzwerken nur um zwei. Da die (unbeweglichen) Schaltkontakte eines Umschalters niemals in direkten Kontakt zueinander treten, könnte solchenfalls ein Kurz- Schluss höchstens noch über die Schaltzunge (n) erfolgen. Dies kann jedoch durch entsprechende Gegenmaßnahmen vermieden werden .
Eine dieser Gegenmaßnahmen besteht darin, dass der Umschalter eine mittige Nullstellung aufweist, in welcher seine Schaltzunge (n) mit keinem Schaltkontakt verbunden ist/sind. Wird/werden die Schaltzunge (n) ausreichend langsam über diese mittlere Nullstellung hinwegbewegt - was bei einer manuellen Betätigung normalerweise erfüllt ist - so gibt es einen hinreichend langen Zeitraum, innerhalb desselben die Schaltzungen quasi potentialfrei sind, wenn man von der weiterhin angeschlossenen, aber vorzugsweise nicht geerdeten Wicklung ab- sieht. In diesem Zeitraum kann der Speisestrom zusammenbrechen und ggf. ein Lichtbogen erlöschen. Der Abstand der Schaltkontakte muss natürlich hinreichend groß sein, damit ein Spannungsüberschlag zwischen diesen nicht stattfinden kann .
Damit hierbei keine Undefinierten Schaltzustände eintreten können, sollte der Umschalter derart ausgebildet sein, dass ein Umschalten ausschließlich über die mittige Nullstellung hinweg möglich ist, wo dann stets der Strom abreißt.
Andererseits kann die Schaltvorrichtung auch mit wenigstens einem Schütz realisiert sein.
Ist nur ein einziger (nach Art der beteiligten Spannungsnetz- werke vorzugsweise mehrpoliger, d.h. bei einem Drehstromnetz dreipoliger, bei einem Wechselstromnetz vorwiegend zweipoliger) Schütz vorhanden, so sollte dieser als Umschalter ausgebildet sein, wobei dessen Schaltzunge (n) an dem Umrichter angeschlossen ist/sind, während die damit zu verbindenden Kon- takte an die verschiedenen Spannungsnetzwerke angeschlossen sind. Dies entspricht im Wesentlichen der Anordnung eines (manuell zu betätigenden) Umschalters.
Auch ein solcher, als Umschalter ausgebildeter Schütz sollte eine mittige Nullstellung aufweisen, in welcher seine Schaltzunge (n) mit keinem Schaltkontakt verbunden ist/sind, damit ein Spannungsüberschlag zwischen den beteiligten Spannungsnetzwerken ausgeschlossen ist. Allerdings sollte darauf ge-
achtet werden, dass die Verweilzeit innerhalb der potentialfreien Nullstellung ausreichend lange ist, damit ggf. auftretende Lichtbögen verlöschen können. Es empfiehlt sich daher, in diesem Fall keine allzu schnell arbeitende Schütze zu ver- wenden oder zumindest solche mit einem sehr großen Abstand zwischen den feststehenden Umschaltkontakten.
Ferner sollte auch darauf geachtet werden, den Schütz derart auszubilden, dass ein Umschalten ausschließlich über seine mittige Nullstellung hinweg möglich ist, so dass Undefinierte Schaltzustände ausgeschlossen sind.
Die Verriegelung innerhalb der verwendeten Schaltungsanordnung kann aber auch auf elektrischem Weg erfolgen.
Solchenfalls ist es möglich, zwei voneinander getrennte Schütze zu verwenden, welche jeweils als ggf., d.h., je nach Phasenzahl der beteiligten Schaltnetzwerke mehrpolige EIN- /AUS-Schalter ausgebildet sind, wobei jeweils ein ggf. mehr- poliger Arbeitskontakt an dem Umrichter angeschlossen ist, während der jeweils andere, ggf. mehrpolige Arbeitskontakt an jeweils einem der beiden, verschiedenen Spannungsnetze angeschlossen ist. Eine solche Anordnung bietet den großen Vorteil, dass die beteiligten Spannungsnetzwerke an keiner Stel- Ie innerhalb eines Schaltmittels direkt zusammengeführt werden. Es gibt einen eigenen Schütz für ein Spannungsnetz und einen anderen, räumlich getrennten Schütz für das andere Spannungsnetz .
Vorzugsweise werden derartige Schütze verwendet, die bei anliegender Steuerspannung (bspw. 5 Volt) einschalten, beim Wegfall der Steuerspannung dagegen ausschalten, so dass bei einem Defekt in der Spannungsversorgung der Steuerspannung alle Schütze trennen und damit ein Kurzschluss ausgeschlossen ist.
Es empfiehlt sich, die Steueranschlüsse beider Schütze an eine gemeinsame Steuerungs- und/oder Verriegelungseinrichtung
anzuschließen. Dieser obliegt es dann, die betreffenden Schütze in sicherer Weise anzusteuern, also derart, dass niemals beide angeschlossenen Schütze gleichzeitig eingeschalten sind oder werden.
Um dies zu bewerkstelligen, gibt es eine Reihe von Sicherheitsmaßnahmen. Eine erste davon kann darin bestehen, jeden beteiligten Schütz mit einem zusätzlichen Schaltkontakt und einer zusätzlichen Schaltzunge zu versehen, der nur für Rück- meldungszwecke verwendet wird. Diese Schaltzunge kann wie die anderen ausgebildet sein, also auch dann schließen, wenn jene schließen, oder sie ist antizyklisch konzipiert, schließt also nur dann, wenn die übrigen öffnen. Damit könnte bspw. eine an dem ruhenden Schaltkontakt angelegte Spannung, bspw. die Versorgungsspannung einer Steuereinrichtung, zu dem Schaltzungenkontakt durchgeschalten werden, wenn die anderen, die Mittelspannung führenden Schaltzungen geöffnet sind. Damit lässt sich der Steuerungs- und/oder Verriegelungseinrichtung mitteilen, wann der Umrichter galvanisch von dem betreffenden Spannungsnetz getrennt wird.
In diesem Fall könnte eine Verriegelung der jeweils anderen Steuerausgänge der Steuerungs- und/oder Verriegelungseinrichtung mit einem solchen Rückmeldeeingang herbeigeführt werden, d.h., mittels eines UND-Gatters würde eine Verknüpfung des von der Steuerung angeforderten Einschaltsignals mit dem/den (übrigen) Rückmeldeeingängen vorgenommen, und wenn diese nicht getrennte Schütze signalisierten, könnte der gewünschte Schütz nicht angesteuert werden. Gibt es mehr als zwei Span- nungsnetze, mit denen ein Umrichter gekoppelt werden kann, mithin auch mehr als zwei Schütze, sind stets mehr als ein Rückmeldesignal zu beachten, eben von allen übrigen Schützen. Diese Rückmeldesignale sollten sodann untereinander ODER- verknüpft werden, und der Ausgang dieses ODER-Gatters wäre an den verriegelnden Eingang des oben erwähnten UND-Gatters anzuschließen .
Die Erfindung sieht weiterhin vor, dass die Steuerungs- und/oder Verriegelungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass ein Schütz erst dann eingeschalten wird, wenn beide Schütze für ein gewisses Zeitintervall abgeschalten waren. Dieses Sicherheitszeitintervall soll den zuletzt abgeschalteten Schützen ausreichend Zeit geben, um einen evtl. entstandenen Lichtbogen erlöschen zu lassen. Ein geeigneter Näherungswert für ein solches Zeitintervall kann bspw. eine Periode der beteiligten Netzspannung sein. Innerhalb dieses Zeit- raums durchläuft zumindest die Spannung des zuletzt angezapften Spannungsnetzwerks wenigstens einen Nulldurchgang, und der Strom sollte sich dann rapide abbauen, wenn nicht starke Induktivitäten versuchen, den Stromfluss zu verlängern. Spätestens nach einem Zeitintervall von etwa der doppelten Peri- odendauer ist nicht mehr mit einem Stromfluss zu rechnen.
Zur Realisierung einer solchen „Totzeit" lässt sich die Steu- erungs- und/oder Verriegelungseinrichtung mit einem Zeitgeber ausrüsten, der gestartet wird, sobald alle angeschlossenen Schütze das Steuersignal für „Ausschalten" erhalten, und/oder sobald alle (übrigen) Schütze den Sperrzustand zurückmelden, und/oder nachdem sonstige Spannungs- und/oder Stromsensoren melden, dass der betreffende Umrichter eingangsseitig keine Spannung und/oder keinen Strom mehr erhält.
Die Erfindung lässt sich dahingehend weiterbilden, dass wenigstens ein Steuerausgang der Steuerungs- und/oder Verriegelungseinrichtung mit dem internen Zeitgeber verriegelt ist, d.h., er kann sein Signal von „Ausschalten" auf „Einschalten" nur dann wechseln, wenn der interne Zeitgeber anzeigt, dass nach dem letzten gegebenen und/oder ausgeführten Ausschaltbefehl ein vorgegebenes Zeitintervall abgelaufen ist.
Um die ordnungsgemäße Ausführung der gegebenen Ausschaltbe- fehle zuverlässig zu überwachen, gibt es auch die Möglichkeit, die Steuerungs- und/oder Verriegelungseinrichtung zusätzlich mit wenigstens einem Strom- und/oder Spannungssensor zu koppeln, um den Strom und/oder die Spannung am Eingang des
Umrichters ermitteln zu können. Hierfür genügt selbst bei mehreren beteiligten Netzen ein einziger Stromsensor und/oder ein einziger Spannungssensor, so dass eine solche Ausführungsform umso interessanter wird, je mehr unabhängige Span- nungsnetzwerke beteiligt sind.
Wenigstens ein Strom- und/oder Spannungssignal kann einem Komparator zugeführt werden, wo das Stromsignal mit einem Schwellwert verglichen wird, um festzustellen, ob der Um- richtereingang stromlos ist. Das Ausgangssignal dieses Kompa- rators gibt als digitales Signal Auskunft darüber, ob der Eingang des Umrichters stromlos ist und nun mit einem (anderen) Spannungsnetz verbunden werden darf.
Schließlich entspricht es der Lehre der Erfindung, dass wenigstens ein Steuerausgang der Steuerungs- und/oder Verriegelungseinrichtung mit dem internen Komparator verriegelt ist, d.h., er kann sein Signal von „Ausschalten" auf „Einschalten" nur dann wechseln, wenn der interne Komparator anzeigt, dass der Strom am Eingang des Umrichters null oder zumindest annähernd null ist. Aus Sicherheitsgründen könnte der oben erwähnte Zeitgeber auch erst dann gestartet werden, wenn das Ausgangssignal des Komparators die Stromlosigkeit anzeigt.
Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anordnung mit zwei Motoren, welche aus zwei unterschiedlichen Spannungsnetzen gespeist werden;
Fig. 2 die Anordnung aus Fig. 1, wobei infolge einer Um- Schaltung beide Motoren aus demselben Spannungsnetz gespeist werden.
Die Fig. 1 soll in schematischer Darstellung die wichtigsten Komponenten des Bordnetzes 1 eines Schiffs darstellen. Man erkennt insgesamt drei von je einem nicht dargestellten Dieselmotor angetriebene Drehstromgeneratoren Gl, G2, G3. Natür- lieh könnten stattdessen auch andere Energiequellen verwendet werden, bspw. Gasturbinen.
Generator Gl arbeitet an einer ersten dreiphasigen Stromschiene 2 und bildet damit ein erstes Drehstrom-Spannungsnetz 3. Die beiden anderen Generatoren G2 und G3 arbeiten gemeinsam auf eine andere, ebenfalls dreiphasige Stromschiene 4 und bilden damit ein zweites Drehstrom-Spannungsnetz 5.
Die beiden Stromschienen 2, 4 könnten phasenweise über die Schalter 6 miteinander gekoppelt werden, falls der Generator Gl synchron mit den Generatoren G2 und G3 liefe.
Dies soll jedoch im betrachteten Beispiel nicht der Fall sein; vielmehr laufen nur die Generatoren G2 und G3 synchron zueinander und bilden ein gemeinsames Spannungsnetz 5, während der Generator Gl damit nicht synchronisiert ist, so dass das Spannungsnetz 3 demgegenüber in der Spannungsamplitude, - phase und/oder -frequenz auf völlig unvorhersehbare Weise abweicht .
Die Synchronität der beiden Generatoren G2 und G3 könnte bspw. dadurch hergestellt sein, dass deren Rotoren miteinander gekuppelt sind, bspw. mit einer steifen Welle, so dass sie mit gleicher Drehzahl und Phasenlage von einem Dieselmo- tor od. dgl . angetrieben werden.
Ferner gibt es bei diesem Beispiel zwei Schiffsschrauben, die mit je einem Antriebsmotor 7, 8 verbunden sind und davon angetrieben werden. Jeder der beiden Antriebsmotoren 7, 8 ist im vorliegenden Beispiel identisch aufgebaut und verfügt jeweils über zwei voneinander getrennte Drehstrom- Wicklungssysteme 9a, 9b, 10a, 10b.
Jedes dieser insgesamt vier, jeweils dreiphasigen Drehstrom- Wicklungssysteme 9a, 9b, 10a, 10b wird von einem eigenen Umrichter IIa, IIb, 12a, 12b gespeist.
Jeder Umrichter IIa, IIb, 12a, 12b ist vorzugsweise wiederum identisch aufgebaut, nämlich mit einem Gleichspannungszwischenkreis 13 mit Glättungskondensatoren 14 und einer vorzugsweise pulsweitenmodulierten, dreiphasigen Ausgangsstufe 15, woran über Drehstromkabel 16 je ein Wicklungssystem 9a, 9b, 10a, 10b angeschlossen ist.
Um bei Bremsmanövern die ggf. zurückgespeiste Energie vernichten zu können, sind für die Gleichspannungszwischenkreise 13 mehrerer Umrichter IIa, IIb; 12a, 12b ein oder mehrere Bremswiderstände 17 vorgesehen.
Im normalen Fahrbetrieb werden die Gleichspannungszwischenkreise 13 der Umrichter IIa, IIb, 12a, 12b dagegen gespeist von wenigstens je einem dreiphasigen Dioden-Gleichrichter 18. Damit die Antriebsmotoren 7, 8 und die speisenden Umrichter IIa, IIb, 12a, 12b möglichst potentialfrei bleiben, sind den Eingängen der Gleichrichter 18 (Trenn-) Transformatoren 19a, 19b, 20a, 20b vorgeschalten.
Die Primärwicklungen 21a, 21b, 22a, 22b dieser Transformatoren 19a, 19b, 20a, 20b können aus den Stromschienen 2, 4 bzw. aus den Spannungsnetzen 3, 5 gespeist werden.
Dabei ist die Primärwicklung 21a des Transformators 19a für das Wicklungssystem 9a des ersten Antriebsmotors 7 eindeutig dem ersten Spannungsnetz 3 zugeordnet; es kann mittels des dreiphasigen Schalters bzw. Schützes 23 nur an das Spannungsnetz 3 geschalten oder von diesem getrennt werden; eine Verbindung mit dem anderen Spannungsnetz 5 ist nicht vorgesehen.
Ferner ist die Primärwicklung 22b des Transformators 20b für das Wicklungssystem 10b des zweiten Antriebsmotors 8 eindeutig dem zweiten Spannungsnetz 5 zugeordnet; es kann mittels
des dreiphasigen Schalters bzw. Schützes 24 nur an das Spannungsnetz 5 geschalten oder von diesem getrennt werden; eine Verbindung mit dem anderen Spannungsnetz 3 ist nicht vorgesehen .
Anders verhält es sich jedoch mit den Primärwicklungen 21b, 22a der verbleibenden beiden Transformatoren 19b, 20a.
Diese sind am dreiphasigen Ausgang je einer Schalteinrichtung 25, 26 angeschlossen. Jede Schalteinrichtung 25, 26 verfügt über zwei jeweils dreiphasige Eingänge 27a, 27b bzw. 28a, 28b. Von jeder Schalteinrichtung ist jeweils ein dreiphasiger Eingang 27a, 28a mit dem Spannungsnetz 3 verbunden bzw. über weitere Schalter und/oder Schütze 29a, 30a verbindbar, wäh- rend der jeweils andere, dreiphasige Eingang 27b, 28b mit dem Spannungsnetz 5 verbunden bzw. über weitere Schalter und/oder Schütze 29b, 30b verbindbar ist.
Jede Schalteinrichtung 25, 26 verfügt jeweils über zwei Schütze 31a, 31b; 32a, 32b. Diese Schütze 31a, 31b, 32a, 32b sind jeweils als dreiphasige EIN-/AUS-Schalter ausgebildet, mit je einem Schaltmagneten 33, dessen Anker die Kontakte im Starkstromkreis geschlossen hält, solange ein Steuerstrom fließt.
Je ein dreiphasiger bzw. dreipolige Schaltkontakt der beiden Schütze 31a, 31b der Schalteinrichtung 25 ist gemeinsam und phasenrichtig mit der dreiphasigen Primärwicklung 21b des Transformators 19b verbunden bzw. darüber hinweg mit dem Gleichrichter 18 des Umrichters IIb für das Wicklungssystem 9b des Antriebsmotors 7. Der jeweils andere, ebenfalls dreiphasige bzw. dreipolige Schaltkontakt dient als dreiphasiger Eingang 27a, 27b und ist daher über je einen Schalter 29a, 30a mit einem der beiden Spannungsnetze 3, 5 verbindbar.
Andererseits ist je ein dreiphasiger bzw. dreipolige Schaltkontakt der beiden Schütze 32a, 32b der Schalteinrichtung 26 gemeinsam und phasenrichtig mit der dreiphasigen Primärwick-
lung 22a des Transformators 20a verbunden bzw. darüber hinweg mit dem Gleichrichter 18 des Umrichters 12a für das Wicklungssystem 10a des Antriebsmotors 8. Der jeweils andere, ebenfalls dreiphasige bzw. dreipolige Schaltkontakt dient als dreiphasiger Eingang 28a, 28b und ist daher über je einen Schalter 29b, 30b mit einem der beiden Spannungsnetze 3, 5 verbindbar .
Die Steuereingänge der Schütze 31a, 31b bzw. 32a, 32b dersel- ben Schalteinrichtung 25; 26 sind an je eine gemeinsame Steu- erungs- und/oder Verriegelungseinrichtung angeschlossen, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Diese Steuerungs- und/oder Verriegelungseinrichtungen sind derart konzipiert, dass die beiden Schütze 31a, 31b bzw. 32a, 32b derselben Schalteinrichtung 25; 26 niemals gleichzeitig eingeschalten sein können, um stets für eine sichere galvanische Trennung zwischen den beiden Spannungsnetzen 3, 5 zu sorgen.
Die gegenseitige Verriegelung kann über die Steuerbefehle selbst erfolgen, indem dieselben miteinander UND-verknüpft werden, wobei jeweils ein Signal, nämlich das Steuersignal für den jeweils anderen Schütz, dem UND-Gatter invertiert zugeführt wird. Außerdem kann ein Zeitgeber vorhanden sein, bspw. am Ausgang eines solchen UND-Gatters, so dass ein Steu- ersignal erst nach einer gewissen Totzeit vom Ausschaltbefehl zum Einschaltbefehl wechseln kann.
Die Steuerungs- und Verriegelungseinrichtung kann automatisiert sein, so dass mit einem einzigen Befehl, bspw. „Um- schalten des Umrichters IIb von Spannungsnetz 3 auf Spannungsnetz 5" eine entsprechende Umschaltsequenz ausgelöst wird, welche einen gewissen Zeitraum in Anspruch nimmt und zuerst für das Trennen des Schützes 31a sorgt und erst nach einer gewissen Wartezeit - bspw. 20 bis 50 ms - dem Schütz 31b einen Einschaltbefehl erteilt.
In Fig. 1 ist der Ausgangszustand des Bordnetzes 1 wiedergegeben, wobei alle Komponenten ordnungsgemäß funktionieren.
Generator 1 speist das Spannungsnetz 3 und versorgt damit über die Umrichter IIa, IIb die Wicklungssysteme 9a, 9b des Antriebsmotors 7, während die Generatoren G2 und G3 gemeinsam das Spannungsnetz 5 speisen und damit über die Umrichter 12a, 12b die Wicklungssysteme 10a, 10b des Antriebsmotors 8 mit Strom versorgen.
Nun soll angenommen werden, dass ein Fehler eintritt, bspw. im Bereich des Dieselgenerators Gl, der aufgrund eines De- fekts ausfällt. Damit ist das Spannungsnetz 3 stromlos, wie durch die Schraffur in Fig. 2 angedeutet werden soll.
Nun werden - bspw. von einer automatischen Steuerungseinrichtung, welche die Spannungsnetze 3, 5 und oder die Dieselgene- ratoren Gl, G2, G3 überwacht - zunächst alle Schaltverbindungen 23, 29a, 30a, 31a zu dem Spannungsnetz 3 geöffnet.
Im Stand der Technik wäre nun der Antriebsmotor 7 komplett stromlos, da dieser ursprünglich nur von dem Spannungsnetz 3 gespeist wurde. Damit wäre die Antriebsleistung auf etwa 50 % reduziert, weil der Antriebsmotor 8 naturgemäß nur die halbe Antriebsleistung hat, wie beide Antriebsmotoren 7, 8 zusammengenommen. Durch die Erfindung ist es nun jedoch möglich, zumindest eine Wicklung 9b des zunächst stillgelegten Motors 7 über deren Umrichter IIb weiterhin mit Strom zu versorgen, indem dieser nun durch Schließen des dreiphasigen Schützes 31b an das Spannungsnetz 5 angeschlossen wird und das dort zur Verfügung stehende Energiereservoir anzapft. Damit ist es dem Schiff möglich, mit etwa 75 % seiner Antriebsleistung weiterzufahren, wodurch sich dessen restliche Fahrzeit nur um etwa ein Drittel erhöht.