WO2019014691A1 - Stromversorgungsanlage sowie raupenfahrzeug - Google Patents

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WO2019014691A1
WO2019014691A1 PCT/AT2018/000065 AT2018000065W WO2019014691A1 WO 2019014691 A1 WO2019014691 A1 WO 2019014691A1 AT 2018000065 W AT2018000065 W AT 2018000065W WO 2019014691 A1 WO2019014691 A1 WO 2019014691A1
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power supply
generator
supply system
rectifier
inverter
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PCT/AT2018/000065
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Inventor
Alexander Hartl
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Xelectrix Power Gmbh
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    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Definitions

  • the invention relates to a power supply system
  • the Generator is connected to the DC link, and at least a first inverter, the
  • Gleichstrorarom DC is supplied from the DC link and the AC side with a
  • electrical consumer * is connected, and further comprising a control device which regulates the generator in dependence on the load of the electrical load.
  • the invention further relates to a tracked vehicle comprising a power supply system according to the invention and the use of such a tracked vehicle.
  • Power supply systems are known from the prior art, which are used in particular in areas where no power supply via the power grid is ensured Published. For example, on building parts, in remote areas or when the power grid has failed, to
  • This Strorawayssanlagen essentially have a generator of an internal combustion engine, in particular a gasoline or
  • Diesel engine is driven. To the generator, the devices to be operated can be connected and operated thereby.
  • a disadvantage of the known power supply systems is that in the combustion engines used, the energy value contained in fossil fuels can be converted only to a small extent into electrical energy. This ratio of consumed output energy to electrical energy further deteriorates when the engine can not operate in the optimum power range. Especially on construction sites, however, are mostly due to the different consumers
  • the low energy conversion efficiency results in a high demand for fuel, which creates deployment costs and high costs. Furthermore, unnecessarily many emissions, in particular exhaust gases are released into the environment.
  • control device is designed to switch between a first and a second operating mode of the power supply system, wherein in the first operating mode the electrical energy generated by the electrical generator via the rectifier, in particular a regulated AC / DC converter or an active front end rectifier, Preferably, in its entirety, the DC link is supplied, wherein preferably the consumer via the inverter with. electrical power is supplied from the DC link, and in the second operating mode, the generator parallel to the inverter to the
  • the energy generated by the generator is the DC link and thus in particular the rechargeable electric
  • Inverter optionally supplied to the consumer.
  • the first operating mode is used under normal load conditions, in the second operating mode the generator and the inverter are connected in parallel, so that the Consumers are powered by both the DC link (and the rechargeable electric energy storage) and the generator directly ir.it power. As a result, the output power is greatly increased and peak loads can be collected in the second operating mode.
  • the generator Providing the possibility of switching between these two modes, it is possible to make the generator smaller, since at peak loads by the interaction between the generator and the DC link, the power supply is ensured and not the generator or the DC link alone maintain the power supply got to. As a result, a generator operation is possible, which can be in the optimal efficiency range over long distances. Furthermore, the generator can also be switched off in the meantime, which may be the case, for example, during repair or maintenance work or to avoid noise emissions in inhabited areas. As a result, the power supply of the external load is not interrupted because the electrical energy storage ensures the energy supply.
  • control device is designed to change from the first operating mode to the second operating mode when a limit value of the load is exceeded. This ensures that under normal load, the generator supplies the DC link with power and at high load by connecting in parallel
  • the rectifier is designed as bidi.retechnischa.ler power converter with which the control device cooperates in such a way that the bidirectional power converter in the first operating mode is operable as a rectifier and in the second operating mode is operable as a second inverter, the
  • the generator can be driven by an internal combustion engine.
  • the combination of generator and combustion engine is a long-known and proven way to provide power available.
  • internal combustion engines are characterized by high mobility and high efficiency.
  • the generator may be powered by a power take-off of an internal combustion engine driven truck, commercial vehicle or tractor.
  • for driving the generator for example, gas turbines,
  • Heat engines are used.
  • the generator 22 may be formed as an asynchronous or synchronous machine running in generator mode.
  • a thermoelectric generator can be connected to the DC intermediate circuit.
  • another generator is provided to generate the necessary power.
  • thermoeiektri Blue generator the heat energy of the exhaust gas of the internal combustion engine is supplied.
  • the efficiency of Stromvsrsorgungsstrom can be further increased.
  • thermoeiektri Image generator which preferably consists of several modules, for example, up to 30% of the exhaust gas-guided energy can be converted into electrical energy.
  • a photovoltaic system can be connected to the DC intermediate circuit, preferably by means of a DC-DC converter, in particular one in MPPT mode (Maximum Power Point Tracking). Especially in areas with a lot of sunlight steep
  • Photovoltaic systems require no supply of fuel, so mobility can be increased.
  • Far can preferably a turbine, in particular a
  • Wind turbine provided and with the DC intermediate circuit
  • Control device is adapted to the load
  • Monitor and based on it to regulate voltage, current and / or frequency of the power system.
  • Such a control device allows the adaptation of the
  • the rectifier and the first inverter are arranged in parallel with one another
  • DC and AC side are switched and that the generator via a first switching device to the AC side of the rectifier is connectable and that between the AC side of the rectifier and the AC side of the first inverter, a second switching device is provided.
  • the first switching unit (contactor) is used to connect the alternator to the AC side of the generator
  • the second switching unit is in this case between the
  • the first switching unit In the first operating mode, the first switching unit is closed and the second one
  • the generator, the rectifier and the first inverter via a common
  • Matching transformer are connected to a line, over which the consumer can be supplied with electrical energy and soft, preferably under
  • a power supply network is anschi tellbar.
  • the load can be connected to the line with the interposition of a fourth switching device.
  • a bypass function can preferably be realized in that the AC side of the rectifier between the first switching device and the second switching device via a parallel to
  • Anpasstransforraator switched line connection is connectable to the line, wherein the line connection preferably has a fifth switching device, and preferably wherein the line connection noverse.itig by the fourth switching device of the
  • Adapting transformer is separable.
  • a tracked vehicle comprising a crawler track, an inventive
  • Tracked vehicle can either be provided that the rechargeable electric energy storage with the
  • Energy storage is firmly connected to the vehicle and a second energy storage is firmly connected to the power system.
  • Crawler vehicles are used on construction sites for various operations.
  • their caterpillar tracks offer caterpillars a high off-road capability and track accuracy.
  • Caterpillars are usually equipped with a tool required for a specific application, e.g. with a bucket, a crane jib or a demolition hammer.
  • a tool required for a specific application e.g. with a bucket, a crane jib or a demolition hammer.
  • Tracked vehicles are equipped so that such tracked vehicles are versatile. Tracked vehicles also offer the advantage that they are usually self-propelled;
  • wheel-mobile implements without own Antriebse.inhe.it, however, always need a corresponding towing vehicle to perform a change of location.
  • the implements are over a long period of time tied at the construction site, but are only used during a relatively short time. From an economic point of view, this means that the operation of a construction site in relation to the actual work required a high capital investment.
  • most implements are permanently mounted on work vehicles because they are used for. Construction site must be transported or must be moved within the site to the respective Hinsatzort, but the respective work is usually performed stationary. The mobility-enabling proportion of such equipment is relatively high in relation to the cost of the implement itself.
  • the invention thus provides a mobile power source which is versatile in use on a construction site.
  • the electrical energy store which is preferably designed as an accumulator, serves both the
  • the tracked vehicle comprises a transport platform for the power supply system according to the invention, which the
  • the power supply system is here with. help from
  • Power supply system can be discontinued at the respective site after it has been transported there with the tracked vehicle.
  • the power supply of external Work tools can then be taken over in a herkömmiieher way directly from the remote power system and the tracked vehicle is characterized for others
  • Power supply can be used by other equipment.
  • the length of the Transportplattforra is preferably at least 3.5m, in particular at least 4m.
  • the width is preferably at least Im, in particular at least 1.5m.
  • Tracked vehicles are created in a preferred development in that a receiving device for
  • the cradle for trailers allows a muck of the tracked vehicle as
  • the lifting and maneuvering device allows a commercial
  • the tracked vehicle carries a loading crane.
  • the loading crane can be used to connect the power supply to the
  • Trajisport the tracked vehicle to lift and set off from this again.
  • the loading crane can also handle other loads, e.g. mobile or not mobile
  • the provision of a loading crane has the advantage that it can be replaced by a truck loading crane, so that can be dispensed with the provision of its own truck.
  • the loading crane is preferably designed as a crane boom with at least two pivotable boom arms. Furthermore, at least one of the extension arms can be designed to be telescopic.
  • the lifting and maneuvering device for rolling containers and / or the loading crane are preferably powered by the electrical energy storage of the tracked vehicle with electrical energy for their drive.
  • the electric drive of the crawler chassis is preferably designed for forward and reverse travel.
  • a preferred training further provides that the drive chains of the crawler undercarriage are telescopically formed in the lateral direction. This allows the track to be adapted to the respective needs.
  • Drive chains of the crawler chassis extendable support legs are provided.
  • the support feet can be displaced laterally and be extended in the laterally outwardly displaced position against the ground, whereby the vehicle is raised.
  • Charging circuit is designed to handle the electrical
  • the charging circuit ensures that the charging current is kept within the optimum range. As a result, on the one hand, it can be prevented that the energy storage device is damaged by the charging current being too high, and, on the other hand, that the energy storage device is deeply discharged, thereby destroying the accumulator cells.
  • the charging circuit allows a network mode in which the
  • electric energy storage is charged with mains power, as well as a generator mode in which the charging takes place with the connected power supply system.
  • the crawler vehicle preferably comprises a remotely controllable control device which the electric drive, possibly a crane drive, possibly the drive of the lifting and
  • Shunting device for roll-off container possibly the drive the extendable support feet and possibly controls the drive for Teieskopieren the drive chains, via the
  • Remote control can thus be a preferably wireless
  • v / eiche also has a data transmission module, which has wireless data transmission.
  • the remote control can according to a preferred embodiment of the drive of the
  • Crawler undercarriage in two direction of travel forward / reverse
  • the adjustment of the crawler track gauge the raising and lowering of the lifting and shunting device for Abrolicontainer, the extension and retraction of the support feet are controlled.
  • the remote control of the possibly provided crane can also be vorgenomraen using a separate remote control.
  • Tracked vehicle preferred to be trained cab or driver's home.
  • the tracked vehicle allows novel, efficiency-enhancing work processes on the building parts, in particular a construction site, on the lumpy material processed, in particular reduced, classified and / or sorted.
  • Power supply directly supplied equipment therefore include e.g. Rock breakers, classifiers and
  • Sorting devices and conveyor belts and generally electrically operated equipment.
  • the invention therefore also relates to the use of a tracked vehicle according to the invention for transporting a Stromungsanorgungsaniage to a consumer, in particular a working device.
  • a tracked vehicle for transporting a Stromungsanorgungsaniage to a consumer, in particular a working device.
  • Disconnected implement and the power supply system to power the implement are used.
  • Transport platform of the vehicle remain and supplies the electrical energy storage with electrical energy, which in turn supplies the working equipment with electrical energy,
  • Receiving device for trailer and / or the lifting and maneuvering device for Abrollcontalner after discontinuation of Stromungsanorgungsaniage is used to a
  • FIG. 1 shows a
  • Fig. 2 is a side view of the
  • FIG. 3 is a front view of the tracked vehicle according to FIG. 1 and FIG. 4 is a schematic representation of a Stromthesesaniage invention.
  • FIGS. 1 to 3 show a tracked vehicle 1 with a crawler undercarriage 2, the crawler undercarriage 2 comprising two parallel drive chains 3.
  • An unspecified electric motor provides for the drive of
  • the crawler undercarriage 2 carries a rigid frame 4, which a substantially over the entire length of the tracked vehicle 1 extending
  • Transport platform 5 has.
  • the frame 4 is provided at the front and the rear of the vehicle 1 with laterally extendable frame parts 6, at the free ends of each support legs 7 are arranged, which are extendable in the direction of the arrow 8 against the ground.
  • a crane structure is further arranged, comprising a crane boom 9 with three pivotally mounted relative to each other boom arms iü. Furthermore, the frame 4 carries a lifting device 11 for Abroilcontainer.
  • the vehicle 1 comprises two electrical energy storage 12 (Fig. 2).
  • Power electronics circuit 13 with at least one
  • the transport platform 5 is designed in such a way that »it can carry a schematically indicated power supply system 14.
  • the power supply 14 has
  • a diesel engine For example, a diesel engine and has suitable carrying hooks or the like.
  • the loading crane 9 In order to be gripped by the loading crane 9 and lifted onto the transport platform 5 or from this
  • Fig. 4 is a schematic representation of a
  • the power supply system 14 includes a bidirectional power converter 15 and an inverter 16, which are connected to a DC link 17.
  • the DC intermediate circuit 17 is connected to an electrical energy storage 13, a thermoelectric generator 19 and, via a DC voltage converter 20, with a photovoltaic system 21, via, a connection, not shown, the DC link can also be connected to an electrical
  • the power supply system 14 has a generator 22, which via a first switching unit 23 to the power converter 15 and, in addition via a second switching unit 24, with the inverter 16 and the
  • the AC side of the power converter 15 and the inverter 16 is connected via a matching transformer 26 with a line 21, via which the load 25 is supplied with the interposition of a fourth switching device 30 with electrical energy. Furthermore, to the line 27 with the interposition of a third
  • the power supply system 14 operates as follows. In the first mode of operation when needed by the consumer 25. Maximum load is average on average, the first switching unit 23 is closed and the generator 22 is connected via the power converter operated as a rectifier 15 to the electrical energy storage 18 and supplies it with electricity. The second switching unit 24 is open. As soon as the electrical energy store 18 is fully charged, the generator 22 switches off.
  • the load 25 is from DCZwischennik and possibly your electrical energy storage 18, the thermoelectric generator 59 and the
  • the power converter 15 can be used as an electric brake.
  • the second switching device 24 is first
  • Switching device 24 connected to the load 25.
  • the livestock judge 16 may be formed as a bidirectional power converter. This allows the DC DC link 17 from the external power grid 28 to supply DC and thereby the
  • uninterruptible power supply (USV5) in order to ensure the supply of the load 25 from the DC link and / or from the generator 22 in the event of a fault in the external power supply network 28
  • the DC intermediate circuit 17 together with the energy store 18 can be charged via the rectifier 15.
  • the switching devices 23 and 24 are open in this case If the external power supply falls below a critical point and no longer supplies sufficient energy, the switching device 29 is opened and the power system 14 is set in the island mode by the DC link 17 supplies the load 25 via the inverter 16.
  • Power supply network 28 is fed back, for example, if a connected Photovo ' i taikstrom 21 provides sufficient energy.
  • Anpasstransfcrmator 26 associated switching devices closed, so that the load 25 is energized.
  • the AC power supplied by the generator can be kept stable, wherein the commissioning of the power converter 15 can be done either before or after the closing of the switching device 30.
  • a bypass function can be realized by the. Generator 22, possibly under stable condition by the power converter 15, as described above, the consumer 25 supplied, but not via the matching transformer 26, but via the line connection 31. In this case, the

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Abstract

Bei einer Stromversorgungsanlage (14) umfassend einen elektrischen Generator (22), einen DC-Zwischenkreis (17), wenigstens einen aufladbaren elektrischen Energiespeicher (18), der an den DC-Zwischenkreis (17) angeschlossen ist, einen Gleichrichter (15), über den der elektrische Generator (22) an den DC-Zwischenkreis (17) anschließbar ist, und wenigstens einen ersten Wechselrichter (16), dem gleichstromseitig Gleichstrom aus dem DC-Zwischenkreis (17) zugeführt ist und der wechselstromseitig mit einem elektrischen Verbraucher (25) verbindbar ist, und weiters umfassend eine Steuereinrichtung, welche den Generator (22) in Abhängigkeit von der Last des elektrischen Verbrauchers (25) regelt, ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, um zwischen einem ersten und einem zweiten Betriebsmodus der Stromversorgungsanlage (14) zu wechseln, wobei im ersten Betriebsmodus die vom elektrischen Generator (22) erzeugte elektrische Energie über den Gleichrichter (15) dem DC-Zwischenkreis (17) zugeführt ist und im zweiten Betriebsmodus der Generator (22) parallel zum Wechselrichter (16) an den Verbraucher (25) geschalten ist.

Description

Stromversorgungsanlage sowie Raupenfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungsanlage
umfassend einen elektrischen Generator, einen DC- Zwischenkreis, wenigstens einen aufladbaren elektrischen Energiespeicher, der an den DC-Zwisehenkreis angeschlossen ist, »inen Gleichrichter, über den der elektrische
Generator an den DC-Zwischenkreis anschließbar ist, und wenigstens einen ersten Wechselrichter, dem
gleichstroraseitig Gleichstrom aus dem DC-Zwischenkreis zugeführt ist und der wechselstromseitig mit einem
elektrischen Verbraucher* verbindbar ist, und weiters umfassend eine Steuereinrichtung, welche den Generator in Abhängigkeit von der Last des elektrischen Verbrauchers regelt .
Die Erfindung betrifft weiters ein Raupenfahrzeug umfassend eine erfindungsgemäße Stroraversorgungsanlage sowie die Verwendung eines solchen Raupenfahrzeuges.
Aus dem Stand der Technik sind Stromversorgungsanlagen bekannt, die insbesondere in Bereichen, in denen keine Stromversorgung über das Stromnetz sichergestellt ist» bspw. auf Bausteilen, in entlegenen Gebieten oder wenn das Stromnetz ausgefallen ist, eingesetzt werden, um
verschiedenste Vorrichtungen autonom bzw. netzunabhängig mit Strom zu versorgen. Diese Stroraversorgungsanlagen weisen im Wesentlichen einen Generator auf, der von einem Verbrennungsmotor, insbesondere einem Benzin- oder
Dieselmotor angetrieben wird. An den Generator können die zu betreibenden Vorrichtungen angeschlossen und dadurch betrieben werden. Nachteilig bei den bekannten Stromversorgungsanlagen ist es, dass bei den eingesetzten Verbrennungsmotoren der in fossilen Brennstoffen enthaltene Energiewert nur zu einem geringen Anteil in elektrische Energie umgewandelt werden kann. Dieses Verhältnis von verbrauchter Ausgangsenergie zu elektrischer Energie verschlechtert sich weiter, wenn der Verbrennungsmotor nicht im optimalen Leistungsbereich betrieben werden kann. Gerade auf Baustellen sind jedoch aufgrund der verschiedenen Verbraucher zumeist sehr
unterschiedliche Lastanforderungen an den Stromerzeuger gegeben .
Durch die geringe Effizienz bei der Energieumwandlung entsteht ein hoher Bedarf an Brennstoffen, der Aufwand bei der Bereitstellung und hohe Kosten verursacht. Weiters werden unnötig viele Emissionen, insbesondere Abgase in die Umwelt freigesetzt .
Um diesen Nachteilen zum Teil zu begegnen, sind, aus dem Stand der Technik Systeme bekannt, bei denen der Generator über einen Gleichrichter an einen Stromkreis, bspw. einen DC-Zwischenkreis, angeschlossen ist und über diesen einen elektrischen Energiespeicher mit Strom versorgt. Dadurch ist es möglich, den Generator im optimalen Betriebspunkt zu betreiben. Weiters ist es bei solchen Systemen bekannt, weitere Stromerzeugungsanlagen, bspw. Photovoltaikanlagen oder Windturbinen an den DC- Zwischenkreis anzuschließen.
Nachteilig bei diesen Systemen ist die Begrenzung der
Höchstlast durch die Kapazität des Energiespeichers. Es muss daher der elektrische Energiespeicher relativ groß dimensioniert werden. Weiters entstehen insbesondere im Höchstlastbetrieb erhebliche Umwandlungsverluste durch die Zwischer.schalt.ung eines DC- Zwischenspeichers zwischen dem Generator und dem Verbraucher. Dadurch wird der
Gesamtwirkungsgrad der Anlage erheblich verringert. Es besteht daher die Aufgabe, eine Stromversorgungsaniage gemäß den Stand der Technik so weiterzubilden, dass der Gesamtwirkungsgrad der Stromerzeugung deutlich erhöht wird. Insbesondere sollen durch die Erhöhung des
Gesamtwirkungsgrades die bei der Snergieumwandlung
freigesetzten Emissionen sowie die Betriebskosten deutlich reduziert v/erden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Stromversorgungsanlage der eingangs genannten Art im Wesentlichen derart.
weitergebildet, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, um zwischen einem ersten und einem zweiten Betriebsmodus der Strornversorgangsanlage zu wechseln, wobei im ersten Betriebsmodus die vom elektrischen Generator erzeugte elektrische Energie über den Gleichrichter, insbesondere einen geregelten AC/DC Wandler oder einen Active Front End Gleichrichter, vorzugsweise zur Gänze, dem DC-Zwischenkreis zugeführt ist, wobei vorzugsweise der Verbraucher über den Wechselrichter mit. elektrischer Energie aus dem DC- Zwischenkreis versorgt ist, und im zweiten Betriebsmodus der Generator parallel zum Wechselrichter an den
Verbraucher geschalten ist. Im ersten Betriebsmodus wird die vom Generator erzeugte Energie dem DC-Zwischenkreis und damit insbesondere dem aufladbaren elektrischen
Energiespeicher, und anschließend von dort über den
Wechselrichter gegebenenfalls dem Verbraucher zugeführt.
Der erste Betriebsmodus wird bei normaler Lastbeanspruchung genutzt, im zweiten Betriebsmodus sind der Generator und der Wechselrichter parallel geschalten, sodass der Verbraucher sowohl durch den DC-Zwischenkreis (und den aufladbaren elektrischen Energiespeicher) als auch den Generator direkt ir.it Energie versorgt wird. Dadurch wird die Ausgangsleistung stark erhöht und Lastspitzen können im zweiten Betriebsmodus aufgefangen werden. Durch das
Vorsehen der Möglichkeit einer Umschaltung zwischen diesen beiden Modi ist es möglich, den Generator kleiner zu dimensionieren, da bei Lastspitzen durch das Zusaramenspiel zwischen Generator und DC-Zwischenkreis die Stromversorgung sichergestellt wird und nicht der Generator bzw. der DC- Zwischenkreis alleine die Stromversorgung aufrecht erhalten muss. Dadurch ist ein Generatorbetrieb möglich, der über weite Strecken im optimalen Wirkungsgradbereich liegen kann. Weiters kann der Generator zwischenzeitlich auch abgeschaltet werden, was beispielsweise bei Reparatur- oder Wartungsarbeiten oder zur Vermeidung von Geräuschemissionen in bewohntem Gebiet der Fall sein kann. Hierdurch wird die Stromversorgung des externen Verbrauchers aber nicht unterbrochen, weil der elektrische Energiespeicher die Energieversorgung sicherstellt .
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, um bei Oberschreiten eines Grenzwerts der Last vom ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsraodus zu wechseln. Dadurch, ist sichergestellt, dass bei normaler Last der Generator den DC-Zwischenkreis mit Strom versorgt und bei hoher Last durch das Parallelschalten des
Generators zum DC-Zwischenkreis die maximal mögliche
Ausgangsleistung erreicht wird.
Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass der Gleichrichter als bidi.rektiona.ler Stromrichter ausgebildet ist, mit dem die Steuereinrichtung derart zusammenwirkt, dass der bidirektionale Stromrichter im ersten Betriebsmodus als Gleichrichter betreibbar ist und im zweiten Betriebsmodus als zweiter Wechselrichter betreibbar ist, der
Wechselstroirtse.itig parallel zum ersten Wechselrichter mit dem elektrischen Verbraucher verbindbar ist. Durch diese Anordnung wird eine einfache Vorrichtung geschaffen, um- die Umschaltung schnell und sicher zu gewährleisten.
Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass der Generator von einem Verbrennungsmotor antreibbar ist. Die Kombination aus Generator und Verbrennungsmotor ist eine seit langem bekannte und bewährte Möglichkeit, um Strom zur Verfügung zu stellen. Insbesondere zeichnen sich Verbrennungsmotoren durch eine hohe Mobilität sowie einen hohen Wirkungsgrad aus. Insbesondere kann der Generator vom einem Nebenabtrieb eines mit Verbrennungsmotor angetriebenen Lastkraftwagens, Nutzfahrzeugs oder Traktors angetrieben sein. Alternativ können zum Antrieb des Generators bspw. Gasturbinen,
Dampfturbinen oder andere Maschinen, insbesondere
Wärmekraftmaschinen eingesetzt werden.
Der Generator 22 kann als im Generatorbetrieb laufende Asynchron- oder Synchronmaschine ausgebildet sein. Bei einer bevorzugten Ausbildung ist vorgesehen, dass ein thermoeiektrischer Generator mit dem DC-Zwischenkreis verbindbar ist. Dadurch wird ein weiterer Generator zur Verfügung gestellt, um den nötigen Strom zu erzeugen. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass dem
therraoelektrisehen Generator die Wärmeenergie des Abgases des Verbrennungsmotors zugeführt ist. Durch die Nutzung der ansonsten wirkungslos in die Umweit abgeführten Abgasenergie des Verbrennungsmotors kann der Wirkungsgrad der Stromvsrsorgungsanlage weiter erhöht werden. Durch einen thermoeiektrisehen Generator, der bevorzugt aus mehreren Modulen besteht, können bspw. bis zu 30% der abgasgeführten Energie in elektrische Energie umgewandelt werden .
Um den Wirkungsgrad der Anlage noch weiter zu erhöhen, ist bevorzugt vorgesehen, dass eine Photovoitaikanlage mit dem DC-Zwischenkreis verbindbar ist, bevorzugt mithilfe eines Gleichspannungswandlers, insbesondere eines solchen in MPPT (Maximum Power Point Tracking) Betriebsart. Insbesondere in Gegenden mit viel Sonneneinstrahlung steilen
Photovoltaikanlagen eine sinnvolle und effiziente
Möglichkeit zur Stromerzeugung dar. Durch die alieinige Abhängigkeit von der Sonnenstrahlung ist für
Photovoltaikanlagen keine Versorgung mit Brennstoff nötig, sodass die Mobilität erhöht werden kann. Weites kann bevorzugt eine Turbine, insbesondere eine
Windturbine vorgesehen und mit dem DC-Zwischenfcreis
verbindbar sein.
Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass die
Steuereinrichtung ausgebildet ist, um die Last zu
überwachen und basierend, darauf Spannung, Strom und/oder Frequenz der Stromversorgungsanlage zu regeln. Eine solche Steuereinrichtung ermöglicht die Anpassung des
Betriebsmodus der Stromversorgungsanlage an die jeweils benötigte Last, sodass einerseits der Verbraucher immer mit der benötigten Energie versorgt werden kann und
andererseits eine effiziente Stromerzeugung durch die jeweils vorgesehenen Aggregate gewährleistet wird. Uro e ine Vielzahl verschiedener Betriebsmodi zu ermöglichen, ist bevorzugt vorgesehen, dass der Gleichrichter und der erste Wechselrichter parallel zueinander zwischen
Gleichstrom- und Wechselstrornseite geschalten sind und dass der Generator über eine erste Schalteinrichtung mit der Wechselstromseite des Gleichrichters verbindbar ist und dass zwischen der Wechsel Stromseite des Gleichrichters and der Wechselstromseite des ersten Wechselrichters eine zweite Schalteinrichtung vorgesehen ist.
Die erste Schalteinheit (Leistungsschütz } dient hierbei dazu, um den Generator mit der Wechselstromseite des
Gleichrichters zu verbinden bzw. von dieser zu trennen. Die zweite Schalteinheit ist hierbei zwischen der
Wechselstromseite des Wechselrichters und der
Wechselstromseite des Gleichrichters (Stromrichter oder AC/DC Wandler} angeordnet. Im ersten Betr. iebsmcdus ist die erste Schalteinheit geschlossen und die zweite
Schaiteinheit offen, sodass der DC-ZwischenJcreis über den Gleichrichter (Stromrichter oder AC/DC Wandler} vom
Generator mit Strom versorgt wird, im zweiten Betriebsmodus ist sowohl die erste Schaiteinheit als auch die zweite Schalteinheit geschlossen, sodass der Generator, parallel zum Wechselrichter mit dem Verbraucher verbunden ist.
Dieser Aufbau ermöglicht eine einfache und robuste
Konstruktion der Stromversorgungsanlage.
Um den Verbraucher und/oder den DC-Zwischenkreis mit externer elektrischer Energie versorgen zu können, ist bevorzugt vorgesehen, dass der Generator, der Gleichrichter und der erste Wechselrichter über einen gemeinsamen
Anpasstransformator an eine Leitung angeschlossen sind, über welche der Verbraucher mit elektrischer Energie versorgbar ist und an weiche, vorzugsweise unter
Zwischenschaltung einer dritten. Schalteinrichtung, ein Stromversorgungsnetz anschiießbar ist.
Um den Verbraucher von dem externen Stromversorgungsrietz bei Bedarf trennen za kennen, ist bevorzugt vorgesehen, dass der Verbraucher unter Zwischenschaltung einer vierten Schalteinrichtung an die Leitung anschiießbar ist.
Eine Bypass-Funktion kann bevorzugt dadurch realisiert werden, dass die Wechselstromseite des Gleichrichters zwischen der ersten Schalteinrichtung und der zweiten Schalteinrichtung über eine parallel zum
Anpasstransforraator geschaltene Leitungsverbindung mit der Leitung verbindbar ist, wobei die Leitungsverbindung vorzugsweise eine fünfte Schalteinrichtung aufweist, und wobei vorzugsweise die Leitungsverbindung verbraucherse.itig durch die vierte Schalteinrichtung von dem
Anpasstransformator trennbar ist.
Weiters ist erfindungsgemäß ein Raupenfahrzeug vorgesehen, umfassend ein Raupenfahrwerk, eine erfindungsgemäße
Stromversorgungsanlage, einen von der
Stromversorgungsanlage gespeisten elektrischen Antrieb für das Raupenfahrwerk, eine Transportplattform, und eine
Leistungselektronikschaltung mit wenigstens einem
Dreiphasenwechselstrom-Anschluss für externe Verbraucher, wobei, die Transportplattform ausgebildet ist, um die
Stromversorgungsanlage aufzunehmen. Bei einem solchen
Raupenfahrzeug kann entweder vorgesehen sein, dass der aufladbare elektrische Energiespeicher mit der
Stromversorgungsanlage verbunden ist oder mit dem Raupenfahrzeug verbunden ist. Im ersten Fall ist der
Energiespeicher daher ebenfalls auf der Transportplattform angeordnet und ira zweiten Fall ist er ein Element des
Fahrzeuges und wird ggf. mit der Stromversorgungsanlage verbunden. Bevorzugt ist vorgesehen, dass ein erster
Energiespeicher fest mit dem Fahrzeug verbunden ist und ein zweiter Energiespeicher fest mit der Stromversorgungsanlage verbunden ist.
Raupenfahrzeuge werden auf Baustellen für verschiedene Arbeitsvorgänge eingesetzt. Auf Gruna ihres Raupenfahrwerks bieten Raupenfahrzeuge eine hohe Geländegängigkeit und Spurhaitigkeit . Raupenfahrzeuge sind meist mit einem für einen spezifischen Einsatzzweck erforderlichen Werkzeug ausgestattet, wie z.B. mit einer Baggerschaufel, einem Ladekranausleger oder einem Abbruchhammer. Es sind auch Raupenfahrzeuge bekannt, die mit einem Befestigungsflansch zum auswechselbaren Anbau verschiedener Anbaugeräte
ausgestattet sind, sodass solche Raupenfahrzeuge vielseitig einsetzbar sind. Raupenfahrzeuge bieten zudem den Vorteil, dass diese zumeist selbstfahrend ausgebildet sind;
rädermobile Arbeitsgeräte ohne eigene Antriebse.inhe.it hingegen immer ein entsprechendes Zugfahrzeug benötigen, um einen Ortswechsel durchzuführen.
Auf Baustellen wird meist eine Vielzahl unterschiedlicher Arbeitsgeräte und Arbeitsfahrzeuge benötigt, wobei diese Geräte bzw. Fahrzeuge selten alle zur gleichen Zeit
eingesetzt werden, jedoch bei Bedarf jeweils in kurzer Zeit einsatzbereit sein müssen. Daraus resultiert
arbeitsablaufbedingt ein ungünstiges Verhältnis zwischen Liegezeit und tatsächlicher Einsatzzeit der einzelnen
Geräte. Die Arbeitsgeräte sind über einen langen Zeitraum auf der Baustelle gebunden, werden jedoch nur während einer, verhältnismäßig kurzen Zeit verwendet. Aus wirtschaftlicher Sicht bedeutet dies, dass für den Betrieb einer Baustelle im Verhältnis zur tatsächlichen Arbeitsleistung ein hoher Kapitaleinsatz erforderlich ist. Dazu kommt, dass die meisten Arbeitsgeräte auf Arbeitsfahrzeugen fix montiert sind, weil sie zur. Baustelle transportiert werden müssen oder innerhalb der Baustelle zum jeweiligen Hinsatzort verfahren werden müssen, die jeweiligen Arbeiten werden aber meist stationär durchgeführt. Der die Mobilität ermöglichende Xnvestitionsanteil bei solchen Arbeitsgeräten ist im Verhältnis zu den Kosten für das Arbeitsgerät selbst relativ hoch. Mit der Erfindung wird somit eine mobile Stromquelle geschaffen, die auf einer Baustelle vielseitig einsetzbar ist. Der elektrische Energiespeicher, der vorzugsweise als Akkumulator ausgebildet ist, dient dabei sowohl der
Versorgung des eigenen Fahrantriebs als auch der
Stromversorgung von externen Arbeitsgeräten, welche an den wenigstens einen Dreiphasenwechselstrom-Anschluss
anschließbar sind. Um eine unterbrechungsfreie
Stromversorgung über eine lange Zeitdauer zu gewährleisten, umfasst das Raupenfahrzeug eine Transportplattform für die erfindungsgemäße Stromversorgungsanlage, welche den
elektrischen Energiespeicher speist und auflädt.
Die Stromversorgungsanlage ist hierbei mit. Hilfe von
lösbaren Befestigungsmitteln lösbar auf der
Transportplattform befestigt, sodass die
Stromversorgungsanlage am jeweiligen Einsatzort abgesetzt werden kann, nachdem sie mit dem Raupenfahrzeug dorthin verbracht wurde. Die Energieversorgung von externen Arbeitsgeräten kann dann in herkömmiieher Weise direkt von der abgesetzten Stromversorgungsanlage übernommen werden und das Raupenfahrzeug wird dadurch für andere
Transportaufgaben frei, sodass die Stillstandszeit des Fahrzeugs minimiert werden kann. Weiters kann das
Raupenfahrzeug ra.it Rücksicht auf seinen integrierten elektrischen Energiespeicher temporär auch für die
Energieversorgung von anderen Arbeitsgeräten verwendet werden .
Um sicherzustellen, dass die Transportplattform des
Raupenfahrzeugs für die Aufnahme der Stromversorgungsanlage ausreichend dimensioniert ist, sieht eine bevorzugte
Ausbildung vor, dass die Transportplattform sich über wenigstens die Hälfte, vorzugsweise über die gesamte
LängserStreckung des Raupenfahrwerks erstreckt. Die Länge der Transportplattforra beträgt vorzugsweise mindestens 3,5m, insbesondere mindestens 4m. Die Breite beträgt vorzugsweise mindestens Im, insbesondere wenigstens 1,5m.
Weitere Einsatzmöglichkeiten des erfindungsgemäSen
Raupenfahrzeugs werden bei einer bevorzugten Weiterbildung dadurch geschaffen, dass eine Aufnahmevorrichtung für
Anhänger und/oder eine Hebe- und Rangiervorrichtung für Abrollcontainer vorgesehen ist. Die Aufnahmevorrichtung für Anhänger erlaubt eine Mutzung des Raupenfahrzeugs als
Zugfahrzeug für den Transport von fahrbaren, aber über keinen eigenen Anrieb verfügenden Arbeitsgeräten. Die gegenständliche Erfindung ermöglicht es dadurch {räder-} mobile Arbeitsgeräte ohne eigenen Antrieb, in
selbstfahrende Arbeitsgeräte umzuwandeln. Die Hebe- und Rangiervorrichtung erlaubt es, einen handelsüblichen
Abrollcontainer einseitig anzuheben, um das Raupenfahrzeug zu benutzen, den Container im gekippten, auf seinen Rollen aufliegenden Zustand hinter sich herzuziehen und an den jeweils gewünschten Ort zu verbringen.
Bevorzugt ist weiters vorgesehen, dass das Raupenfahrzeug einen Ladekran trägt. Der Ladekran kann dazu verwendet werden, die Stromversorgungsanlage auf die
Trajisportplattform des Raupenfahrzeugs zu heben und von dieser wieder abzusetzen. Der Ladekran kann aber auch andere Lasten, wie z.B. mobile oder nicht mobile
Arbeitsgeräte, auf die Transportpiattform heben, um diese umzustellen oder zu transportieren. Auf diese Weise können beispielsweise auch kleine fahrbare Arbeitsgeräte, wie z.B. kleine Raupenbagger, die mit ihrem eigenen Fahrantrieb keine größeren Strecken überwinden können, innerhalb großräumiger Baustellen hin- und hertransportiert werden.
Das Vorsehen eines Ladekrans bietet den Vorteil., dass dadurch ein LKW-Ladekran ersetzt werden kann, sodass auf das Bereitstellen eines eigenen LKW verzichtet werden kann.
Der Ladekran ist bevorzugt als Kranausleger mit wenigstens zwei schwenkbaren Auslegerarmen ausgebildet. Weiters kann wenigstens einer der Auslegearme teleskopierbar ausgebildet sein .
Die Hebe- und Rangiervorrichtung für Abrollcontainer und/oder der Ladekran werden für ihren Antrieb bevorzugt vom elektrischen Energiespeicher des Raupenfahrzeugs mit elektrischer Energie versorgt.
Der elektrische Antrieb des Raupenfahrwerks ist bevorzugt für das Vor- und Rückwärtsfahren ausgebildet. Eine bevorzugte Ausbildung sieht weiters vor, dass die Laufwerksketten des Raupenfahrwerks in seitlicher Richtung teleskopierbar ausgebildet sind. Dadurch kann die Spurweite an die jeweiligen Bedürfnissen angepasst werden.
Um die Stabilität zu erhöhen sowie die Kippneigung des Raupenfahrzeugs im stationären Zustand zu reduzieren, ist bevorzugt vorgesehen, dass seitlich außerhalb der
Laufwerksketten des Raupenfahrwerks ausfahrbare Stützfüße vorgesehen sind. Die Stützfüße können dabei seitlich verlagert werden und in der seitlich nach außen verlagerten Position gegen den Boden ausgefahren werden, wodurch das Fahrzeug angehoben wird.
Im Hinblick auf aas Aufladen des elektrischen
Energiespeichers ist bevorzugt vorgesehen, dass die
Ladeschaltung ausgebildet ist, um den elektrischen
Energiespeicher wahlweise von der Stromversorgungsanlage oder, von Netzstrom aufzuladen. Die Ladeschaltung sorgt hierbei dafür, dass der Ladestrom im optimalen Bereich gehalten wird. Dadurch kann einerseits verhindert werden, dass der Energiespeicher durch zu hohen Ladestrom Schaden nimmt, andererseits, dass der Energiespeicher tiefentladen und dadurch die Akkumulatorzellen zerstört werden. Die Ladeschaltung erlaubt einen Netzmodus, bei dem der
elektrische Energiespeicher mit Netzstrom aufgeladen wird, als auch einen Generatormodus, bei dem das Aufladen mit der angeschlossenen Stromversorgungsanlage erfolgt.
Das Raupenfahrzeug umfasst vorzugsweise eine fernsteuerbare Steuereinrichtung, welche den elektrischen Antrieb, ggf. einen Kranantrieb, ggf. den Antrieb der Hebe- und
Rangiervorrichtung für AbrollContainer, ggf. den Antrieb der ausfahrbaren Stützfüße and ggf. den Antrieb für das Teieskopieren der Laufwerksketten steuert, über die
Fernsteuerung kann somit eine vorzugsweise drahtlose
Steuerung der wichtigsten Funktionen des Fahrzeugs
erfolgen, wobei das Fahrzeug zu diesem Zweck ein
Datenübertragungsmodul für die drahtlose Datenübertragung aufweist, und eine Fernbedienung vorgesehen ist, v/eiche ebenfalls über ein Datenübertragungsmodul, für die drahtlose Datenübertragung verfügt. Mit der Fernsteuerung kann gemäß einer bevorzugten Ausführung der Fahrantrieb des
Raupenfahrwerks in zwei Fahrrichtung (vorwärts/rückwärts), die Verstellung der Spurweite des Raupenfahrwerks, das Anheben und Absenken der Hebe- und RangierVorrichtung für Abrolicontainer, das Aus- und Einfahren der Stützfüße gesteuert werden. Die Fernsteuerung des ggf. vorgesehen Krans kann auch mit Hilfe einer eigenen Fernsteuerung vorgenomraen werden .
Mit Rücksicht auf die Fernsteuerbarkeit kann das
Raupenfahrzeug bevorzugt fahrstands- bzw. fahrerhausios ausgebildet sein .
Das erfindungsgemäße Raupenfahrzeug erlaubt neuartige, effizienzsteigernde Arbeitsabläufe auf der Bausteile, insbesondere einer Baustelle, auf der stückiges Material aufbereitet, insbesondere verkleinert, klassiert und/oder sortiert wird. Die vom Fahrzeug bzw. von dessen
elektrischen Energiespeicher oder von der
Stromversorgungsanlage direkt versorgten Arbeitsgeräte umfassen daher z.B. Gesteinsbrecher, Klassier- und
Sortiervorrichtungen sowie Förderbänder, sowie generell elektrisch betriebene Arbeitsgeräte. Die Erfindung betrifft daher auch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Raupenfahrzeugs zum Transportieren einer Stromversorgungsaniage zu einem Verbraucher, insbesondere einem Arbeitsgerät. Beim Verbraucher kann die
Stromversorgungsaniage mit Hilfe des Ladekrans beim
Arbeitsgerät abgesetzt und die Stromversorgungsanlage zur Stromversorgung des Arbeitsgeräts eingesetzt werden.
Alternativ kann die Stromversorgungsanlage auf der
Transportplattform des Fahrzeugs verbleiben und versorgt den elektrischen Energiespeicher mit elektrischer Energie, der seinerseits das Arbeitsgerät mit elektrischer Energie versorgt ,
Weiters kann so vorgegangen werden, dass die
Aufnahmevorrichtung für Anhänger und/oder die Hebe- und Rangiervorrichtung für Abrollcontalner nach dem Absetzen der Stromversorgungsaniage verwendet wird, um einen
Abrollcontainer oder ein Arbeitsgerät zu transportieren. Weiters kann ein Arbeitsgerät nach dem Absetzen der
Stromversorgungsaniage mit Hilfe des Ladekrans auf die Transportpiattform gehoben und transportiert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der
Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 eine
perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen
Raupenfahrzeugs, Fig. 2 eine Seitenansicht des
Raupenfahrzeugs gemäß Fig. 1, Fig. 3 eine Vorderansicht des Raupenfahrzeugs gemäß Fig. 1 und Fig. 4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Stromversorgungsaniage. In den Figuren 1 bis 3 ist ein Raupenfahrzeug 1 mit einem Raupenfahrwerk 2 gezeigt, wobei das Raupenfahrwerk 2 zwei parallele Laufwerksketten 3 umfasst. Ein nicht näher dargestellter Elektromotor sorgt für den Antrieb der
Laufwerksketten 3. Das Raupenfahrwerk 2 trägt einen starren Rahmen 4, welcher eine sich im Wesentlichen über die gesamte Länge des Raupenfahrzeugs 1 erstreckende
Transportplattform 5 aufweist. Der Rahmen 4 ist an der vorder- und der Rückseite des Fahrzeugs 1 mit seitlich ausfahrbaren Rahmenteilen 6 versehen, an deren freien Enden jeweils Stützfüße 7 angeordnet sind, die in Richtung des Pfeils 8 gegen den Boden ausfahrbar sind.
Am Rahmen 4 ist weiters ein Kranaufbau angeordnet, der einen Kranausleger 9 mit drei relativ zueinander schwenkbar gelagerten Auslegerarmen iü umfasst. Weiters trägt der Rahmen 4 eine Hebevorrichtung 11 für Abroilcontainer .
Zur Versorgung des elektrischen Antriebs des
Raupenfahrwerks 2 umfasst das Fahrzeug 1 zwei elektrische Energiespeicher 12 (Fig. 2 ) . Die elektrischen
Energiespeicher 12 speisen eine
Leistungselektronikschaltung 13 mit wenigstens einem
Dreiphasenwechselstrcrn-Anschluss für externe Verbraucher.
Die Transportplattform 5 ist derart ausgebildet, das» sie eine schematisch angedeutete Stromversorgungsanlage 14 tragen kann. Die Stromversorgungsanlage 14 weist
beispielsweise einen Dieselmotor auf und hat geeignete Tragehaken oder dgl., um vom Ladekran 9 ergriffen und auf die Transportplattform 5 aufgehoben oder von dieser
abgesetzt zu v/erden. Die Stromversorgungsanlage 14 weist nicht näher dargestellte Anschlüsse auf, über welche die Stromversorgungsanlage 14 an eine Ladeeiektronik der elektrischer: Energiespeicher 12 angeschlossen werden kann, um diese aufzuladen. In Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer
erfindungsgemaöen Stromversorgungsanlage 14 dargestellt. Die Stromversorgungsanlage 14 umfasst einen bidirektionalen Stromrichter 15 und einen Wechselrichter 16, die an einen DC-Zwischenkreis 17 angeschlossen sind. Der DC- Zwischenkreis 17 ist mit einem elektrischen Energiespeicher 13, einem thermoelektrisehen Generator 19 und, über einen Gleichspannungswandier 20, mit einer Photovoltaikanlage 21 verbunden, über, eins nicht dargestellte Verbindung kann der DC-Zwischenkreis auch mit einem elektrischen
Energiespeicher 12 des Raupenfahrzeugs 1 verbunden sein.
Wechselspannungsseitig weist die Stromversorgungsanlage 14 einen Generator 22 auf, der über eine erste Schalteinheit 23 mit dem Stromrichter 15 und, zusätzlich über eine zweite Schalteinheit 24, mit dem Wechselrichter 16 und dem
Verbraucher 25 verbindbar ist.
Die Wechselspannungsseite des Stromrichters 15 und des Wechselrichters 16 ist über einen Anpasstransformator 26 mit einer Leitung 21 verbunden, über weiche der Verbraucher 25 unter Zwischenschaltung einer vierten Schalteinrichtung 30 mit elektrischer Energie versorgt wird. Weiters kann an die Leitung 27 unter Zwischenschaltung einer dritten
Schaiteinrichtung 29 mit einem externen
Stromversorgungsnetz 28 verbunden werden. Eine als Bypass- Leitung fungierende Leitungsverbindung 31, welche eine fünfte Schaiteinrichtung 32 aufweist, verbindet die
Wechselstromseite des Stromrichters 15 zwischen der ersten Schalteinrichtung 23 und der: zweiten Schalteinrichtung 24 mit der Leitung 27, wobei die Leitungsverbindung 31
zwischen der Schalteinrichtung 30 und dem Verbraucher 25 angeschlossen ist.
Im Betrieb funktioniert die Stromversorgungsaniage 14 wie folgt. Im ersten Betriebsmodus, wenn die vom Verbraucher 25 benötigte. Last maximal durchschnittlich groß ist, ist die erste Schalteinheit 23 geschlossen und der Generator 22 ist über den als Gleichrichter betriebenen Stromrichter 15 mit dem elektrischen Energiespeicher 18 verbunden und versorgt diesen mit Strom. Die zweite Schalteinheit 24 ist offen. Sobald der elektrische Energiespeicher 18 voll geladen ist, schaltet der Generator 22 ab. Die Last 25 wird vom DCZwischenkreis und ggf. dein elektrischen Energiespeicher 18, dem tnermoelektrischen Generator 59 und der
Fhotovoltaikanlage 21 über den Wechselrichter 16 mit. Strom versorgt . Falls die vom Verbraucher benötigte Energie größer wird als der DC-Zwischenkreis 17 bereitstellen kann, wird auch die zweite Schalteinheit 24 geschlossen und die
Stromversorgungsanlage wechselt in den zweiten
Betriebsmodus, sodass der Generator 22 direkt, parallel zum DC-Zwischenkreis 17, mit dem Verbraucher 25 verbunden ist. Weiters kann in diesem Zustand der Stromrichter 15 als Wechselrichter betrieben werden, sodass der DC- Zwischenkreis 17 den Verbraucher 25 sowohl über den
Wechselrichter 16 als auch über den Stromrichter 15 speist. Dadurch kann die dem Verbraucher 25 zur Verfügung gestellte Ausgangsleistung mehr als verdoppelt werden. Sobald die Last kleiner wird, öffnet die Steuereinrichtung die aweite Schalteinheit 24 und der Generator 22 speist wieder den elektrischen Energiespeicher 18 (erster
Betriebsraodus} .
Zusätzlich wird von der Photovoltaikaniage 21 und dein thezmoelektrischen Generator IS Energie erzeugt und in den DC~Zwischenspeieher eingebracht . Das Umschalten zwischen den beiden Betriebsmodi wird von einer nicht dargestellten Steuereinrichtung durchgeführt, welche auch den Generator in Abhängigkeit von der Last des elektrischen Verbrauchers regelt. Durch die Möglichkeit des Umschaitens zwischen dein ersten und dem zweiten Betriebsmodus ist es möglich, gleichzeitig einen optimalen Wirkungsgrad des Generators 22 im
Normalbetrieb (erster Betriebsmodus} und eine hohe
Ausgangsleistung im zweiten Betriebsmodus abdecken zu können.
Um den Generator 22 beim Anfahren mit der Frequenz des externen Stromversorgungsnetzes 28 oder mit der Frequenz des Wechselrichters 16 synchronisieren zu können, kann der Stromrichter 15 als elektrische Bremse eingesetzt werden. Hierzu ist die zweite Schalteinrichtung 24 zunächst
geöffnet, während die erste Schalteinrichtung 23
geschlossen ist, und der Generator 22 wird nach erfolgter Synchronisation durch Schließen der zweiten
Schalteinrichtung 24 an den Verbraucher 25 geschaltet.
Weiters kann auch der Viechseirichter 16 als bidirektionaler Stromrichter ausgebildet sein. Dies ermöglicht es, den DC- Zwischenkreis 17 aus dem externen Stromversorgungsnetz 28 mit Gleichstrom zu versorgen und dadurch den
Ener.giespei.cher 18 aufzuladen. Dies ermöglicht einen
Betrieb der Stromversorgungsanlage 14 als
unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV5 , urn bei einer Störung im externer. Stromversorgungsnetz 28 die Versorgung des Verbrauchers 25 aus dem DC-Zwischenkreis und/oder aus dem Generator 22 sicherzustellen. Hierzu wird der
Verbraucher zunächst bei geschlossenen Schalteinrichtungen 23 und 30 aus dem Stromversorgungsnetz 28 versorgt, wobei gewünschten!"alis gleichzeitig der DC-Zwischenkreis 17 samt dem Energiespeicher 18 über den Gleichrichter 15 aufgeladen werden kann. Die Schaiteinrichtungen 23 und 24 sind hierbei offen. Wenn die externe Stromversorgung einen kritischen Funkt unterschreitet und nicht mehr genügend Energie liefert, wird, die Schalteinrichtung 29 geöffnet und die Stromversorgungsanlage 14 wird in den Inselbetrieb gesetzt, indem der DC-Zwischenkreis 17 den Verbraucher 25 über den Wechselrichter 16 versorgt.
Beim genannten Betrieb als unterbrechungsfreie
Stromversorgung kann auch so vorgegangen werden, dass
Überschussenergie aus dem DC-Zwischenkreis 17 in das
Stromversorgungsnetz 28 rückgespeist wird, z.B. wenn eine angeschlossene Photovo'i taikanlage 21 ausreichend Energie liefert .
Weiters ist mit der Stromversorgungsanlage 14 ein reiner Generatorbetrieb möglich, wenn der DC-Zwischenkreis 17 ausfällt oder der Energiespeicher 18 leer ist. In diesem Fall wird der Generator 22 bei offenen Schaiteinrichtungen 23, 24 und 30 gestartet und auf die Zielfrequenz
und -Spannung gesetzt. Danach werden die 3chaltein.richtur.geri 23, 24 und 30 sowie ggf. die dein
Anpasstransfcrmator 26 zugeordneten Schalteinrichtungen geschlossen, sodass der Verbraucher 25 mit Energie versorgt wird. Durch Inbetriebnehmen des Stromrichters 15 kann der vom Generator gelieferte Wechselstrom stabil gehalten werden, wobei die Inbetriebnahme des Stromrichters 15 entweder vor oder nach dem Schließen der Schalteinrichtung 30 erfolgen kann. Optional kann auch eine Bypass-Funktion realisiert werden, indem der. Generator 22, ggf. unter Stabilhaltung durch den Stromrichter 15, wie oben beschrieben den Verbraucher 25 versorgt, jedoch nicht über den Anpasstransformator 26, sondern über die Leitungsverbindung 31. Dabei ist die
Schaiteinrichtung 30 offen und die Schalteinrichtungen 29 sowie die dem Änpasstransformator 26 zugeordneten
Schalteinrichtungen sind geschlossen, sodass der
Energiespeicher 18 über den Stromrichter IS (als
Gleichrichter betrieben) aus dem Energieversorgungsnet z 28 aufgeladen wird.

Claims

Patentansprüche :
1. Stromversorgungsaniage umfassend einen elektrischen Generator (22), einen DC-2wischenkreis (17), wenigstens einen auf.ladbaren elektrischen Energiespeicher {18}, der an den DC-Zwischenkreis (17) angeschlossen ist, einen
Gleichrichter (15), über den der elektrische Generator (22) an den DC-Zwischenkreis '175. anschließbar ist, and
wenigstens einen ersten Wechselrichter {16}, dem
gleichetrorcseitig Gleichstrom aus dem DC-Zwischenkreis (17) zugeführt ist und der Wechselstromseitig mit einem
elektrischen Verbraucher {25} verbindbar ist, und weiters umfassend eine Steuereinrichtung, welche den Generator {225 in Abhängigkeit von der Last des elektrischen Verbrauchers {25} regelt, dadurch gekennzeichnet, dass die
Steuereinrichtung ausgebildet ist, um zwischen einem ersten und einem zweiten Betriebsmodus der Stromversorgungsanlage (14} su wechsein, wobei im ersten Betriebsmodus die vom elektrischen Generator (22) erzeugte elektrische Energie, vorzugsweise zur Gänze, über den Gleichrichter (15) dem DC- Zwischenkreis (17) zugeführt ist, wobei vorzugsweise der Verbraucher (25) über den Wechselrichter (16) mit
elektrischer Energie aus dem DC-Zwischenkreis (17) versorgt ist, und im zweiten Betriebsmodus der Generator (22) parallel zum Wechselrichter (16) an den Verbraucher (25) geschalten ist.
2. Stromversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, um bei. Überschreiten eines Grenzwerts der Last vom ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus zu wechsein .
3. Stromversorgungsaniage nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichrichter {15) als
bidirektionaler Stromrichter ausgebildet ist, mit dem die Steuereinrichtung derart zusammenwirkt, dass der
bidirektionale Stromrichter im ersten Betriebsmodus als Gleichrichter betreibbar ist und ira zweiten Betriebsmodus als zweiter Wechselrichter betreibfoar ist, der
wechselstromseitig parallel zum ersten Wechselrichter {16} mit dem elektrischen Verbraucher {25} verbindbar ist.
4. Stromversorgungsanlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichrichter (15} und der erste Wechselrichter (16} parallel zueinander zwischen Gleichstrom- und Wechseistromseite geschalten sind und dass der Generator (22} über eine erste Schalteinrichtung (23) mit der Wechseistromseite des Gleichrichters (15}
verbindbar ist und dass zwischen der Wechseistromseite des Gleichrichters (15} und der Wechseistromseite des ersten 'Wechselrichters (165 eine zweite Schalteinrichtung (24} vorgesehen ist.
5. Stromversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (225 von einem Verbrennungsmotor antreibbar ist.
6. Stromyersorgungsaniage nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, dass ein therrnoelektrischer Generator (19) mit dem DC-Zwischenkreis (17) verbindbar ist,
7. Stromversorgungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem therrnoelektrischer. Generator (19} die Wärraeenergie des Abgases des Verbrennungsmotors zugeführt ist .
8. Stromversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Photovoltaikanlage
(21) mit dem DC-Zwischenkreis {17} verbindbar ist, bevorzugt mithilfe eines Gleichspannungswandlers (20) .
9. Stromversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, um die Last zu überwachen und basierend darauf Spannung, Strom und/oder Frequenz der
Stromversorgungsanlage (14) zu regein. 10. Stromversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (22}, der. Gleichrichter {15) und der erste Wechselrichter (.16} über einen gemeinsamen Anpasstransformator {26) an eine Leitung {27} angeschlossen sind, über welche der Verbraucher (25} mit elektrischer Energie versorgbar ist und an welche, vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer dritten
Schalteinrichtung {29} , ein Stromversorgungsnetz
anschließbar {28} ist. 11. Stromversorgungsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbraucher {25) unter
Zwischenschaltung einer vierten Schalteinrichtung (30) an die Leitung (27} anschließbar ist. 12. Stromversorgungsanlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselstromseite des Gleichrichters (.1.5} zwischen der ersten Schalteinrichtung (23) und der zweiten Schalteinrichtung (24} über eine parallel zuxn Anpasstransformator {26} geschaltete
Leitungsverbindung (31) mit der Leitung (27) verbindbar ist, wobei die Leitungsverbindung (31) vorzugsweise eine fünfte Schalteinrichtung (32) aufweist, und wobei
vorzugsweise die Leitungsverbindung (31) verbrauchersei tig durch die vierte Schalteinrichtung (30) von dem
Anpasstransformator (2.6) trennbar ist.
13. Raupenfahrzeug umfassend ein Raupenfahrwerk (2), eine Stroroversorgungsanlage (14) nach einem der Ansprüche 1 bis
12, einen von der Stromversorgungsaniage (14) gespeisten elektrischen Antrieb für das Raupenfahrwerk (2), eine Transportpia ttform (5), und eine
Leistungselektronikschaitung (13) mit wenigstens einem Dreiphasenwechseistrom-Anschiuss für externe Verbraucher
(25), wobei die Transportplattform (5) ausgebildet ist, um die Stromversorgungsanlage (14) aufzunehmen.
14. Verwendung eines Raupenfahrzeugs (1) nach Anspruch 13 zum Transportieren einer Stromversorgungsanlage (14) zu einem Verbraucher (25), insbesondere einem Arbeitsgerät .
15. Verwendung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungsanlage (14) mit Hilfe eines
Ladekrans (9) beim Arbeitsgerät abgesetzt wird und die Stromversorgungsanlage (14) zur Stromversorgung des
Arbeitsgeräts eingesetzt wird.
16. Verwendung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch
gekennzeichnet, dass eine Aufnahmevorrichtung für Anhänger und/oder eine Hebe- und Rangiervorrichtung für
Abrollcontainer verwendet wird, um einen Abrollcontainer oder ein Arbeitsgerät zu transportieren.
17. Verwendung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Arbeitsgerät nach dein Absetzer, der Stroraversorgungsanlage {14} mit Hilfe eines Ladekrans (9) auf die Transportplattform (5) gehoben und transportiert wird.
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