PT1918192E - Submarino - Google Patents

Description

ΕΡ 1 918 192/PT DESCRIÇÃO "Submarino" O invento refere-se a um submarino com, pelo menos, um motor eléctrico de propulsão e uma disposição de baterias.

Os submarinos, principalmente os submarinos accionados de forma convencional, apresentam normalmente um motor eléctrico de propulsão, o qual quando de um percurso submerso é alimentado por meio de baterias com energia eléctrica. Até à data são utilizados acumuladores de chumbo como baterias, os quais apresentam uma resistência interna relativamente pequena. Esta resistência interna é contudo suficientemente grande, para manter correntes de curto-circuito dentro de limites, em que estas são controláveis por meio de postos de seccionamento convencionais.

Como o estado da técnica mais próximo é considerado o conteúdo de DE 1020050311761, o qual é referido no preâmbulo da reivindicação 1. A partir da DE 103 25 456 AI é conhecida a estrutura de uma rede de alimentação eléctrica para os consumidores de electricidade de um submarino. Esta rede de alimentação é configurada de forma dividida, de modo que em funcionamento normal existem duas redes de alimentação independentes, as quais estão equipadas, respectivamente, com sistemas de produção de energia, acumuladores de energia e conversores de circuitos de bordo próprios para a produção da tensão necessária nos circuitos de bordo. Cada uma destas duas redes de alimentação alimenta, além disso, uma metade do motor de propulsão. Como acumulador de energia também nestas redes de alimentação estão previstos acumuladores de chumbo.

Novos tipos de baterias, por exemplo baterias de hidrato metálico de níquel ou de lítio apresentam, em comparação com as anteriores quantidades de energia iguais e tensões em série, uma resistência interna consideravelmente mais reduzida. Isto no caso de curto-circuitos conduz à soma de correntes de curto-circuito consideravelmente mais elevadas, as quais não são controláveis com as instalações de 2

ΕΡ 1 918 192/PT seccionamento e de fusíveis convencionais. Assim, por exemplo, na estrutura de rede de bordo de DE 103 25 456 Al, os acumuladores de chumbo não podem ser facilmente substituídos pelos novos tipos de baterias com uma resistência interna mais reduzida. O objectivo do invento é portanto proporcionar um submarino com um motor eléctrico de propulsão, o qual também quando da utilização de baterias com uma resistência interna mais reduzida, pode assegurar um funcionamento seguro das instalações eléctricas e principalmente a possibilidade da ser desligado no caso de um curto-circuito. O objectivo é conseguido por meio de um submarino com as características mencionadas na reivindicação 1. As formas de realização preferidas resultam das reivindicações subsequentes, da descrição que se segue bem como dos desenhos anexos. O submarino de acordo com o invento apresenta, pelo menos, um motor eléctrico de propulsão, o qual acciona a ou uma das hélices do submarino. Além disso está prevista uma disposição de baterias, a qual pode abastecer energia eléctrica ao motor de propulsão. O abastecimento de energia eléctrica é realizado pelas baterias, principalmente, no estado submerso, em que pode eventualmente estar adicionalmente previsto no submarino um sistema de accionamento independente do ar exterior (sistema AIP (Air Independent Propulsion)), por exemplo um motor diesel de circuito fechado, um motor Sterling ou uma instalação de células de combustível, para abastecer o motor de propulsão de energia eléctrica. A disposição de baterias é composta, de acordo com o invento, por, pelo menos, duas baterias parciais, em que estas, por seu lado, podem ser formadas por uma pluralidade de módulos de baterias, os quais estão ligados em série e/ou ligados em paralelo uns para aos outros, para conseguirem a tensão e a capacidade necessária das baterias parciais. As baterias parciais individuais são, de preferência, configuradas de tal modo que cada uma delas, apenas por si, possa assegurar o abastecimento necessário da rede de bordo. De acordo com o invento está além disso associado a cada uma das, pelo menos, duas baterias parciais 3

ΕΡ 1 918 192/PT um transformador de tensão separado, ou um transformador de tensão, ou um conversor. Isto é cada bateria parcial apresenta um conversor próprio, o qual de preferência é realizado como inversor ou conversor de tensão de corrente continua. Por intermédio deste conversor o motor de propulsão é abastecido, isto é, alimentado de energia eléctrica. 0 conversor serve para alimentar o motor de propulsão com a energia eléctrica necessária. Simultaneamente também é eventualmente possível comandar ou regular a rotação do motor de propulsão por intermédio do conversor.

Devido à repartição da disposição das baterias, de acordo com o invento, em várias baterias parciais, é conseguido que as correntes de curto-circuito, as quais podem surgir no sistema, possam ser mantidas reduzidas. Dado que todas as baterias, ou todos os módulos de baterias já não são ligados em conjunto por intermédio de uma barra colectora com um ou vários conversores, respectivamente, com o motor de propulsão, mas sim distribuídas pelas baterias parciais individuais, pode um curto-circuito surgir apenas com um conversor individual, ou num bateria parcial individual, em que devido à quantidade reduzida de módulos de baterias, os quais estão dispostos numa bateria parcial, comparado com a quantidade total de módulos de baterias, a corrente de curto-circuito individual ser consideravelmente mais reduzida. Isto torna também possível que, quando da utilização de baterias de corrente de forte intensidade, por exemplo baterias de lítio, as correntes de curto-circuito que possam eventualmente surgir sejam reduzidas a um limite que estas possam ser desligadas com instalações de seccionamento convencionais, ou com fusíveis.

Por intermédio dos conversores individuais é abastecido respectivamente, pelo menos, uma parte do motor de propulsão. Isto significa que cada bateria parcial não disponibiliza a totalidade da capacidade necessária para o funcionamento do motor de propulsão, mas sim respectivamente apenas uma parte. Cada bateria parcial abastece com energia de preferência apenas uma parte do motor de propulsão respectivamente do equipamento de propulsão, isto é um correspondente conversor. 4

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Estão ligadas a um sistema de rede a bordo comum, pelo menos, duas baterias parciais. Isto significa que as baterias parciais alimentam, respectivamente, o motor de propulsão, independentemente umas das outras por intermédio de um respectivo conversor próprio, sendo contudo o abastecimento do restante sistema de rede a bordo, o qual abastece os restantes consumidores de electricidade no submarino, fornecido pelas baterias parciais em conjunto. Para este efeito as baterias parciais são ligadas de preferência em acoplamento em paralelo com o sistema da rede de bordo, de modo que cada bateria parcial por si disponibiliza a necessária tensão da rede de bordo. No sistema de rede a bordo podem estar previstos um ou vários inversores, ou conversores, os quais convertem, ou transformam a tensão das baterias parciais, para a tensão pretendida da rede de bordo. Assim no sistema da rede de bordo pode ser então, por exemplo, proporcionada uma tensão continua de tensão mais baixa, ou uma tensão alterna com a tensão e frequência pretendidas. A ligação das baterias parciais individuais ao sistema de rede a bordo efectua-se, respectivamente, por intermédio de um diodo de descarga. Os díodos de descarga garantem que no caso de uma alimentação comum do sistema de rede a bordo seja também realizada uma alimentação separada dos conversores individuais para o motor de hélice apenas pela respectiva bateria parcial associada. Além disso, estão previstos, de preferência, em cada bateria parcial disjuntores, com os quais as baterias individuais podem ser, respectivamente, ligadas ao sistema de alimentação de energia. Isto permite separar também uma bateria individual em caso de avaria, por exemplo, de um curto-circuito, do sistema de alimentação de energia. Além disso, devido a uma ligação selectiva das baterias parciais pode ser também alcançada uma descarga uniforme, quando nos casos de diferentes cargas. Por intermédio destes díodos é também assegurada uma descarga uniforme de todas as baterias parciais, dado que neste caso apenas a bateria parcial com a tensão mais elevada, portanto com o nível de capacidade mais elevado, é descarregada de forma predominante.

De preferência, pelo menos, duas baterias parciais estão ligadas, respectivamente, por intermédio de, pelo menos, um disjuntor com ao conversor associado às mesmas. Por 5 ΕΡ 1 918 192/ΡΤ intermédio deste disjuntor a alimentação eléctrica do conversor e com isto também o motor de propulsão, pode por intermédio da bateria parcial correspondente ser ligada e desligada. Assim a bateria parcial correspondente pode, por exemplo, no caso de curto-circuito ser desligada. Dado que, como acima descrito, a corrente de curto-circuito máxima de uma bateria parcial é reduzida em comparação à instalação completa das baterias, quando da utilização de baterias de forte intensidade esta corrente de curto-circuito pode ser também limitada de forma que pode ser controlada por meio de disjuntores e fusíveis convencionais.

Ainda de modo preferido as, pelo menos, duas baterias parciais podem ser carregadas por meio de um carregador comum. Este carregador pode, por exemplo, ser um gerador, o qual é accionado por um motor diesel. Em alternativa, para o carregamento das baterias parciais pode ser também utilizado um sistema de accionamento independente do ar exterior, por exemplo um motor diesel de circuito fechado ou uma instalação de células de combustível. As baterias parciais individuais estão para o efeito ligadas em paralelo e são carregadas simultaneamente ou em série por um ou vários carregadores comuns. A corrente de carregamento é neste caso ligada às baterias individuais por intermédio de díodos de carregamento, os quais bloqueiam na direcção da descarga, de modo que fica salvaguardado que em nenhum caso, quando de um curto-circuito pode resultar no sistema um curto-circuito que é o somatório de todas as baterias parciais. Além disso, realiza-se neste caso uma alimentação de energia das baterias parciais individuais para funcionamento do motor de propulsão não em comum, mas sim como descrito por intermédio dos conversores associados, respectivamente, às baterias parciais individuais.

As baterias parciais estão, de preferência, ligadas ao sistema de rede a bordo por intermédio de um fusível comum. Este fusível no caso de um curto-circuito faz o corte do sistema de rede a bordo de toda a instalação das baterias, isto é, de todas as baterias parciais. Dado que este fusível se encontra ligado a jusante de todo o sistema de baterias, podem surgir aqui elevadas correntes de curto-circuitos somadas. 6

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De modo a poder ligar com segurança estas baterias, o fusível está de preferência configurado de tal modo que o mesmo em função da velocidade de um aumento da corrente eléctrica corte a ligação ao sistema de rede a bordo. Isto significa que o fusível não corta apenas quando surge uma corrente de curto-circuito excessivamente elevada, a qual provavelmente já não é comutável, mas sim já aumenta. Neste caso é, de preferência, detectada a velocidade de aumento da corrente eléctrica (di/dt), em que a corrente no caso de um curto-circuito aumenta sensivelmente de forma mais rápida do que seria o caso de um funcionamento normal. Isto permite que o fusível, já antes da ocorrência de uma corrente excessivamente alta, promova o corte antecipadamente de todas as baterias parciais do sistema de rede a bordo. 0 fusível corta quando a velocidade de subida da corrente se situar acima de um valor limite predeterminado.

Ainda de modo preferido cada bateria parcial apresenta um fusível próprio, por intermédio do qual as baterias parciais estão ligadas com consumidores eléctricos, principalmente ao conversor associado. Dado que estes fusíveis protegem respectivamente apenas uma bateria parcial, as correntes de curto-circuito que aqui eventualmente possam surgir, são mais reduzidas, de modo que, quando da utilização de baterias de corrente de forte intensidade, também neste caso podem ser utilizados fusíveis convencionais. 0 fusível está, de preferência, disposto entre a bateria parcial e o conversor associado a esta bateria parcial. 0 fusível pode, por exemplo, cortar quando no conversor surge um curto-circuito. Além disso estes fusíveis, associados às baterias parciais individuais, são, de preferência, calculados de tal forma selectiva que os mesmos, também na ligação de cada bateria parcial individual a um sistema de rede a bordo comum, no caso de curto-circuito não disparam ai.

Cada um dos conversores está, de preferência, ligado apenas a um enrolamento parcial do motor de propulsão, isto é, com uma parte do motor de propulsão. Todas as baterias parciais reúnem-se em conjunto por intermédio dos seus respectivos conversores para fornecimento da potência eléctrica necessária para a potência propulsora máxima do motor de propulsão. Dependendo da disposição, a falha de uma 7 ΕΡ 1 918 192/ΡΤ bateria parcial e/ou do correspondente conversor significa que apenas falha uma parte do motor de accionamento ou já não é abastecida energia eléctrica à mesma. As restantes partes da fonte de alimentação de energia, isto é as outras baterias parciais e os seus conversores continuam a assegurar simultaneamente o funcionamento do motor de propulsão. De acordo com a configuração, já não pode ser provavelmente atingida a rotação máxima. Quanto mais baterias parciais e conversores forem previstos, tanto mais reduzida pode ser mantida a perda de potência quando da falha de uma bateria parcial ou do correspondente conversor.

De acordo com uma primeira forma de realização preferida do submarino, os conversores associados às baterias parciais são inversores. Isto significa que o motor de propulsão alimentado com energia eléctrica está configurado como motor de corrente alterna. Os inversores produzem a partir da tensão continua proporcionada pelas baterias parciais, respectivamente, a tensão alternada necessária para o funcionamento do motor de propulsão, podendo a rotação do motor de propulsão ser também regulada pela frequência da tensão alterna. Os conversores individuais para o funcionamento do motor de propulsão são, de preferência, sincronizados, de modo que as tensões alternas proporcionadas tenham todas a mesma fase ou que estejam desfasadas no grau pretendido.

De acordo com uma segunda forma de realização preferida, os conversores podem ser configurados como transformadores de tensão DC. Estes são utilizados quando o motor de propulsão for configurado como um motor de corrente continua. Os transformadores de tensão DC, ou os reguladores de corrente continua (conversores DC/DC) convertem a tensão inicial proporcionada pelas baterias parciais, a qual também é uma tensão continua, para a tensão de rede pretendida para o motor de propulsão. Neste caso os conversores de tensão individuais estão, de preferência, ligados apenas a uma parte do motor de propulsão, isto é por exemplo, cada conversor de tensão alimenta apenas um enrolamento parcial ou uma parte das bobinas do motor. Neste modo de realização, os transformadores de tensão DC têm além disso, de preferência, a função de, por intermédio da tensão, comando da rotação do 8

ΕΡ 1 918 192/PT motor de propulsão, isto é, pode ser regulada por intermédio dos transformadores de tensão DC a tensão de serviço do motor ou da parte do motor associada ao respectivo conversor de tensão, de modo que, por intermédio da tensão, pode ser comandada a rotação.

De preferência os transformadores de tensão DC estão ligados em série e podem ser ligados ao motor de propulsão. Nesta disposição pode por meio de ligação dos conversores DC-DC individuais ou das baterias parciais, pertencentes aos mesmos, ser alterada a tensão de serviço do motor de propulsão. Quanto mais transformadores de tensão DC forem ligados em série ao motor de propulsão, tanto maior é a tensão de serviço do motor de propulsão e com isto a sua rotação. Por meio da ligação das baterias parciais individuais, isto permite comandar por escalões a velocidade do motor de propulsão. Quando o motor de propulsão não tiver de operar em plena carga, as baterias parciais são de preferência ligados alternadamente, de modo a garantir uma descarga uniforme das baterias parciais.

Os transformadores de tensão DC no motor de propulsão podem para a sua alimentação ser ligados de preferência individualmente, de modo que, por um lado os conversores DC-DC e as baterias parciais possam ser desligados quando de avarias e, por outro lado, como anteriormente descrito, a tensão de serviço do motor de propulsão, quando da ligação em série dos transformadores de tensão DC, possa ser regulada pelo ligar e desligar dos transformadores de tensão DC individuais. 0 invento vai ser descrito por meio de exemplo com base nas figuras anexas. Estas mostram: na Fig. 1 um esquema de circuitos eléctricos de um equipamento de propulsão de um submarino com um motor de corrente alterna t e na Fig. 2 um esquema de circuitos eléctricos de um equipamento com um motor de corrente continua. 9 ΕΡ 1 918 192/ΡΤ

Dado que as formas de realização de acordo com as Figs. 1 e 2 são em muitos pontos idênticas, para os mesmos componentes são utilizados os mesmos números de referência e os mesmos componentes são descritos em conjunto.

As instalações de alimentação de energia, mostradas nas Figs. 1 e 2 são, para além da subdivisão das instalações de baterias de acordo com o invento, subdivididas em duas instalações de alimentação de energia 1 e 2, as quais abastecem em conjunto o motor de propulsão. Isto serve para a fiabilidade operacional, de modo que também quando da falha de uma das duas instalações de alimentação de energia pode continuar o funcionamento do motor de propulsão. As instalações de alimentação de energia 1 e 2 são no essencial idênticas. Está prevista em cada instalação de alimentação de energia 1 e 2 a disposição de várias baterias parciais.

As instalações de alimentação de energia 1 e 2 apresentam, respectivamente, uma disposição de módulos de baterias 4. Neste caso os módulos de baterias 4 em cada uma das instalações de alimentação de energia 1 e 2 estão reunidos nas baterias parciais individuais 6. Nas baterias parciais individuais 6 são, respectivamente, ligados em série vários módulos de bateria 4. As baterias parciais individuais 6 estão dispostas em paralelo umas em relação às outras. Neste caso cada bateria parcial 6 está, para motivos de segurança, equipada com um fusivel individual 8.

No exemplo mostrado na Fig. 1 cada bateria parcial 6 está associada a um conversor com a forma de um inversor 10. No exemplo de realização de acordo com a Fig. 2 está, correspondendo, a cada uma das baterias parciais 6 associado um conversor de tensão na forma de um conversor DC-DC (conversor DC-DC) 12. Os conversores 10, 12 podem ser ligados às respectivas baterias parciais associadas por intermédio de disjuntores 14.

No exemplo mostrado na Fig. 1 cada inversor 10 está ligado com um enrolamento parcial 16 do motor de propulsão M. Isto significa que a potência máxima de accionamento ou a rotação máxima do motor de propulsão é atingida pela alimentação de todas as bobinas ou de todos os enrolamentos 10

ΕΡ 1 918 192/PT parciais 16 do motor de propulsão M. Para este efeito todas as baterias parciais 6 são ligadas electricamente por intermédio do respectivo disjuntor 14 ao respectivo correspondente inversor 10, para em conjunto alimentar, ou alimentar energia eléctrica ao motor de propulsão M. Por intermédio dos inversores 10 pode ser controlada, pela alteração de frequência da tensão de corrente alterna proporcionada, a rotação do motor de propulsão M. A divisão da totalidade do sistema de baterias em baterias parciais individuais 6 e a respectiva associação de um inversor 10 a cada bateria parcial 6 tem a vantagem de, no caso de uma avaria eléctrica ou de um curto-circuito num enrolamento parcial 16 ou num inversor 10 no motor de propulsão, não é necessário desligar todo o sistema de baterias. Além disso a corrente de curto-circuito máxima possível é, devido à quantidade limitada de módulos de bateria 4 em cada bateria parcial 6, mantida tão reduzida que pode sem problemas ser controlado pelo fusível 8. Isto significa que para o fusível 8 pode ser utilizado um fusível convencional para, em caso de um curto-circuito, se poderem desligar as baterias parciais individuais 6. No caso em que uma ou várias baterias parciais 6 for cortada do respectivo inversor 10, então já não são alimentados todos os enrolamentos parciais ou as bobinas parciais 16 do motor de propulsão M, não podendo o motor desenvolver a sua potência máxima. A potência máxima de accionamento reduz-se correspondentemente pela proporção das respectivas baterias parciais. No exemplo apresentado estão previstas 12 baterias parciais 6 e 12 inversores associados 10. Isto significa que, quando da falha de uma bateria parcial 6 a potência de accionamento é reduz de 1/12. Isto significa, no entanto, que continuam disponíveis 11/12 da potência de accionamento. Deste modo é aumentada a fiabilidade operacional, dado que no caso de uma avaria eléctrica não é necessário desligar toda a instalação de propulsão 1 ou 2.

De modo correspondente é explicado com base na Fig. 2 o funcionamento quando são utilizados motores de corrente contínua como motores de propulsão. O motor de propulsão é subdivido em dois motores parciais Ml e M2. Estes podem accionar em conjunto um hélice ou também dois hélices. No 11

ΕΡ 1 918 192/PT exemplo mostrado na Fig. 2 os conversores de tensão configurados como conversores DC-DC 12 são ligados de tal modo que os mesmos, para a alimentação do motor Ml ou M2 associado, são ligados em série. Isto significa que, pela ligação das baterias parciais individuais 6 por intermédio do correspondente disjuntor 14 e combinado com a ligação de conversores DC-DC 12 individuais para o accionamento do motor de propulsão, é alterada a tensão de serviço do motor de propulsão Ml, M2. Deste modo pode por meio do ligar e desligar de baterias parciais 6 ser regulada e controlada a rotação do motor de propulsão Ml ou M2.

Também no exemplo mostrado na Fig. 2 é conseguida uma maior fiabilidade operacional devido à divisão do sistema de baterias em baterias parciais individuais 6. No caso das baterias parciais 6 e/ou dos conversores DC-DC 12 falharem, as restantes baterias parciais 6 e os correspondentes conversores DC-DC 12 continuariam a alimentar o motor de propulsão Ml ou M2 com corrente eléctrica, de modo que o seu funcionamento fica garantido, em que no entanto já não pode ser conseguida provavelmente a rotação máxima. Além disso, acontece que as correntes de curto-circuito máximas comutáveis são, como acima descrito, limitadas, dado que no caso de uma avaria num conversor DC-DC a, isto é, no caso de um curto-circuito, é desligada apenas a correspondente bateria parcial 6 por intermédio do disjuntor 14 ou do fusivel 8. Dado que cada bateria parcial 6 apresenta uma quantidade limitada de módulos de bateria 4, também a máxima corrente de curto-circuito, a qual deve ser cortada pelo fusivel 8, é limitada, de modo que podem aqui ser utilizados fusíveis convencionais. 0 carregamento das baterias parciais individuais 6 nas instalações de alimentação de energia 1 e 2 efectua-se, respectivamente, em conjunto por intermédio de um gerador G. 0 processo de carregamento efectua-se por intermédio de díodos de carga 18, os quais permitem carregar todas as baterias parciais 6 ligadas em paralelo por meio de um gerador G comum e por outro lado garantir quando do processo de descarga que as baterias parciais 6 se mantêm separadas electricamente entre si. Os geradores G podem, por exemplo, ser accionados por um motor a diesel. As baterias parciais 6 12 ΕΡ 1 918 192/ΡΤ podem adicionalmente ser separadas electricamente por intermédio de disjuntores 20 e 22, os quais estão dispostos em ambos os pólos do circuito em série dos módulos de baterias 4 de cada bateria parcial 6, de modo que, por exemplo, durante o processo de carreqamento no caso de uma avaria possam também ser separadas electricamente do gerador G.

No exemplo apresentado está previsto adicionalmente na instalação de alimentação de energia 1 uma alimentação de energia independente do ar exterior (sistema AIP). Este pode por exemplo ser um motor Stirling ou uma instalação de células de combustível. Por intermédio da fonte de alimentação de energia independente do ar exterior AIP, podem ser alimentados, por um lado, o motor de propulsão e a rede de bordo e, por outro lado, serem carregadas, quando necessário, as baterias parciais 6 correspondentes à utilização do gerador G em circuito paralelo. Além disso podem, quando da separação dos disjuntores 20 e 22 por intermédio da alimentação de energia independente do ar exterior, por intermédio dos díodos de carga 18 quando é fechado o disjuntor 14, os transformadores 10 ou 12 ser alimentados também directamente com energia eléctrica para o funcionamento do motor de propulsão M ou Ml, M2.

Além disso, os submarinos de acordo com os exemplos de realização das Figs. 1 e 2 apresentam, respectivamente, dois sistemas de rede a bordo 24 e 26, os quais abastecem com energia eléctrica todos os restantes consumidores de electricidade do submarino. Estes sistemas de rede a bordo 24 e 26 podem, como é do conhecimento geral, ser separados ou serem interligados por intermédio de disjuntores 28. A alimentação de energia dos sistemas de redes de bordo 24 e 26 pode ser efectuado ou por intermédio do gerador 1 ou 2 ou então por intermédio do sistema AIP ou por intermédio das baterias parciais 6. Para a alimentação de energia do sistema de rede a bordo as baterias parciais 6 são ligadas em paralelo, pelo que estas podem ser ligadas individualmente pelos disjuntores 20 e 22. Por intermédio dos díodos de descarga 30, dos quais correspondente ao díodo de carga 18, um é respectivamente associado a cada bateria parcial 6, as baterias parciais 6 estão acopladas ao sistema de rede a 13 ΕΡ 1 918 192/ΡΤ bordo 24 ou 26. Os díodos de descarga 30 garantem que as baterias parciais 6 possam em conjunto em ligação em paralelo alimentar o sistema de rede bordo 24, 26 com energia, contudo abastecer independentemente entre si os conversores de tensão 10, 12 com energia eléctrica. O acoplamento das baterias parciais 6 ligadas em paralelo aos sistemas de rede a bordo 24 ou 26 efectua-se por intermédio de fusíveis 32, por meio dos quais, no caso de curto-circuito, os sistemas de rede a bordo 24, 26 são protegidos. Os fusíveis 32 são aqui ligados no caso extremo com todas as baterias 6 ligadas em paralelo, de modo que podem surgir aqui as correntes de curto-circuito mais elevadas. Isto é, o fusível 32 deve poder ligar correntes de curto-circuito mais elevadas do que os fusíveis 8.

Para este efeito o fusível 32 está, de preferência, configurado de tal modo que o mesmo liga não apenas quando for atingida uma corrente de curto-circuito inaceitavelmente elevada, mas sim quando de uma subida inaceitavelmente rápida da corrente (di/dt) , de modo que as baterias parciais 6 já podem ser separadas do sistema de rede a bordo 24, 26 antes de ser atingida a corrente de curto-circuito máxima. Neste caso pode ser definido como valor limite uma velocidade de aumento da corrente eléctrica (di/dt), a qual não é atingida durante o funcionamento normal pela ligação dos consumidores individuais.

ΕΡ 1 918 192/PT

Lista dos números de referência 1, 2 Instalações de alimentação de energia 4 Módulos de baterias 6 Bateria parcial 8 Fusível 10 Inversor 12 conversor DC-DC 14 Disjuntor 16 Bobinas parciais 18 Díodos de carga 20, 22 Disjuntores 24, 26 Sistemas de rede de bordo 28 Disjuntores 30 Díodos de descarga 32 Fusíveis M Motor de propulsão Ml, M2 Motores de propulsão G Gerador AIP Sistema para a alimentação de energia independente do ar exterior (Air independent propulsion)

Lisboa, 2012-02-16

Claims (10)

1. ΕΡ 1 918 192/PT 1/2 REIVINDICAÇÕES 1 - Submarino com, pelo menos, um motor eléctrico de propulsão (Μ; Ml, M2), uma disposição de baterias e um sistema de rede a bordo (24, . 26), em que a disposição de baterias apresenta, pelo menos, duas baterias parciais (6), caracterizado por a cada uma das baterias parciais (6) estar, respectivamente, associado, um conversor separado (10; 12), por intermédio do qual, respectivamente, pelo menos, uma parte (16) do motor de propulsão (Μ; Ml, M2) pode ser alimentada por corrente, independentemente das outras baterias parciais (6), e cada uma das baterias parciais (6) estarem, respectivamente, ligadas o sistema de rede a bordo comum (24, 26) por intermédio de um diodo de descarga (30).
2. 2 - Submarino de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, pelo menos, cada uma das duas baterias parciais (6) estar, respectivamente, ligada ao conversor (10; 12) por intermédio de, pelo menos, um disjuntor (14), associado à mesma.
3. 3 - Submarino de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por as, pelo menos, duas baterias parciais (6) poderem ser carregadas por intermédio de um dispositivo de carregamento comum (G, AIP).
4. 4 - Submarino de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por as baterias parciais (6) estarem ligadas ao sistema de rede a bordo (24, 26) , por intermédio de um fusível comum (32), o qual está, de preferência, configurado de tal modo que, o mesmo separa a ligação ao sistema de rede a bordo (24, 26) na dependência da velocidade de um aumento da corrente.
5. 5 - Submarino de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por cada bateria parcial (6) apresentar o seu próprio fusível (8) por intermédio do qual a bateria parcial (6) está ligada a consumidores eléctricos, em particular, ao conversor associado (10; 12).
6. 6 - Submarino de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por cada um dos conversores (10, ΕΡ 1 918 192/PT 2/2 12) estar ligado apenas a um enrolamento parcial (16) do motor de propulsão (M).
7. 7 - Submarino de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por os conversores associados às baterias parciais serem inversores (10).
8. 8 - Submarino de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por os conversores associados às baterias parciais (6) serem transformadores de tensão DC (12).
9. 9 - Submarino de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por os transformadores de tensão DC (12) poderem ser ligados em série ao motor de propulsão (Ml, M2).
10. 10 - Submarino de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado por os transformadores de tensão DC (12) poderem ser ligados individualmente ao motor de propulsão (Ml, M2) para a alimentação de corrente do mesmo. Lisboa, 2012-02-16