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DE10011601A1 - Propulsion system for ships - Google Patents

Propulsion system for ships

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DE10011601A1
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diesel generator
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Siemens Corp
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Abstract

The system includes at least two rudder propellers (10) driven by synchronous machines excited by permanent magnets. The stator winding of the synchronous machine comprises three bundles for a three-phase alternating current, connected via a power transfer device (14) to a power converter in the ship. The power converter is connected to the ship's power system via power conversion transformers. A control device made of standard modules is provided for each rudder propeller. The power converter may be a line-commutated 12 pulse direct AC converter, connected via three 3-winding power converter transformers to the ship's power system.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung für Schiffspropeller, mit einem elektrischen Propellermotor, mit­ tels dem der Schiffspropeller antreibbar ist, einem Drehzahl­ regler, durch dessen Ausgangswert ein Drehmomentensollwert bzw. Stromsollwert über einen Um- bzw. Stromrichter für den elektrischen Propellermotor bzw. den Schiffspropeller vorgeb­ bar ist, wobei mittels des Um- bzw. Stromrichters der elekt­ rische Propellermotor entsprechend einem der Solldrehzahl des Drehzahlreglers entsprechenden Stromsollwert mit elektrischer Energie aus einem mittels einer Dieselgeneratoranlage mit e­ lektrischer Energie gespeisten Bordnetz versorgbar ist.The invention relates to a drive device for Ship propeller, with an electric propeller motor, with means that the ship's propeller can be driven, a speed controller, through its output value a torque setpoint or current setpoint via a converter or converter for the electric propeller motor or the ship's propeller is bar, the elect propeller motor according to one of the target speed of the Speed controller corresponding current setpoint with electrical Energy from a diesel generator system with e electrical energy-fed electrical system can be supplied.

Derartige Antriebseinrichtungen für Schiffspropeller sind üb­ licherweise drehzahlgeregelt. Der Ausgang vom Drehzahlregler ist der Sollwert eines Stromreglers des Um- bzw. Stromrich­ ters und darf sich nicht schneller ändern, als das Bordnetz der Antriebseinrichtung des Schiffspropellers dynamisch fol­ gen kann. Die dynamischen Grenzen bei Laständerungen im Bord­ netz hängen von den Dieselgeneratoren der Dieselgeneratoran­ lage ab. Hierbei sind der Dieselmotor und der üblicherweise als Synchrongenerator ausgebildete Generator der Dieselgene­ ratoranlage getrennt voneinander zu betrachten.Such propulsion devices for ship propellers are common speed-controlled. The output from the speed controller is the setpoint of a current controller of the converter or converter ters and must not change faster than the electrical system the propeller propulsion device dynamically fol can. The dynamic limits for load changes on board grid depend on the diesel generators of the diesel generator filed. Here are the diesel engine and the usual generator of the diesel genes designed as a synchronous generator to be considered separately from each other.

Bei der Auslegung von Dieselmotoren für Dieselgeneratoranla­ gen von Schiffen hinsichtlich ihres Lastverhaltens werden die Vorgaben der International Association of Classification So­ cieties (IACS) berücksichtigt. Das dort hinterlegte dreistu­ fige Laständerungsdiagramm greift bei den heutigen hochaufge­ ladenen Dieselmotoren schon erheblich in die Dynamik der An­ triebseinrichtung für Schiffspropeller ein. Erschwerend kommt hinzu, dass die dort genannten Werte besonders im oberen Leistungsbereich heutzutage aufgrund nicht ausreichender War­ tung oft nicht mehr erreicht werden. Die mögliche Dynamik bei der Leistungsabgabe an der Dieselmotorenwelle geht deshalb erfahrungsgemäß zurück, wenn das Schiff längere Zeit auf See ist.When designing diesel engines for diesel generator systems ships with regard to their load behavior Requirements of the International Association of Classification So cieties (IACS) are taken into account. The dreistu deposited there The current load change diagram applies to today's high loaded diesel engines already significantly in the dynamics of the An drive device for ship propellers. To make matters worse added that the values mentioned there, especially in the upper Performance range nowadays due to insufficient goods often can no longer be achieved. The possible dynamic at  the power output on the diesel engine shaft therefore goes Experience has shown that it returns when the ship is at sea for a long time is.

Ein weiterer zeitlicher Gradient der Leistungsabgabe von Die­ selmotoren, der nicht nach IACS oder sonst allgemein gültig spezifiziert ist, hängt von der thermischen Belastbarkeit der Dieselmotoren ab. Eine gleichmäßige Laständerung darf an ei­ nem betriebswarmen Dieselmotor von 0 auf 100% Nennleistung bzw. von 100% Nennleistung auf 0 nur in einer von der Bau­ größe des jeweiligen Dieselmotors stark abhängigen Mindest­ zeit erfolgen. Dieser zeitliche Gradient darf auch ab­ schnittsweise nicht überschritten werden, weil es sonst zu Schäden am Dieselmotor kommen kann. Diese vorstehend erläu­ terten Mindestzeiten können zwischen 10 Sekunden - bei klei­ nen Baugrößen - und 60 Sekunden - bei großen Baugrößen - lie­ gen.Another time gradient of Die's power output selmotor, which is not according to IACS or otherwise generally applicable specified depends on the thermal resistance of the Diesel engines. A uniform load change may be a warm diesel engine from 0 to 100% nominal output or from 100% nominal power to 0 only in one of the construction size of the respective diesel engine strongly dependent minimum time. This time gradient may also decrease not be exceeded in sections, because otherwise it would be too Damage to the diesel engine can occur. This explained above Minimum times can be between 10 seconds - with small sizes - and 60 seconds - for large sizes gene.

Umrichter mit Steuerblindleistung, z. B. Stromzwischenkreisum­ richter, Direktumrichter, Stromrichter für Gleichstrommaschi­ nen u. dgl., benötigen eine lastabhängige Blindleistung. Die­ se Blindleistung wird von der Erregung der Synchrongenerato­ ren der Dieselgeneratoranlage geliefert. Der zeitliche Gra­ dient der lastabhängigen Blindleistung von den oben genannten Umrichtern mit Steuerblindleistung ist bei Antriebseinrich­ tungen für Schiffspropeller ca. 15 bis 25 mal schneller, als die Erregung der Synchrongeneratoren der Dieselgeneratoranla­ ge folgen kann.Inverters with control reactive power, e.g. B. DC link circuit rectifiers, direct converters, converters for DC machines nen u. Like., require a load-dependent reactive power. The This reactive power is generated by the excitation of the synchronous generator of the diesel generator system. The temporal gra serves the load-dependent reactive power of the above Inverters with control reactive power are at the drive unit for ship propellers approx. 15 to 25 times faster than excitation of the synchronous generators of the diesel generator system ge can follow.

Wenn beim Antrieb von Schiffspropellern die dynamischen Gren­ zen der Dieselmotoren der Dieselgeneratoranlage überschritten werden, schwankt die Frequenz des von der Dieselgeneratoran­ lage gespeisten Bordnetzes in unzulässigen Größen. Auch sind Schäden an den Dieselmotoren nicht auszuschließen, da die Drehzahlregelung der Dieselgeneratoranlage ohne Rücksicht auf die dynamischen Grenzen die Frequenz des Bordnetzes in einem zulässigen Bereich halten muss. Wenn die dynamischen Grenzen der Synchrongeneratoren der Dieselgeneratoranlage überschrit­ ten werden, schwankt die Spannung des Bordnetzes in unzuläs­ sigen Größen.If the dynamic limits when propelling ship propellers zen of the diesel engines of the diesel generator system exceeded the frequency of the diesel generator fluctuates location of the on-board electrical system in impermissible sizes. Also are Damage to the diesel engines cannot be excluded, since the Speed control of the diesel generator system regardless of the dynamic limits the frequency of the vehicle electrical system in one permissible range. If the dynamic limits  of the synchronous generators of the diesel generator system the voltage of the vehicle electrical system fluctuates inadmissible sizes.

Daher wurde bisher an der mehrstufigen oder stetigen Änderung der Hochlaufzeiten vom Drehzahlsollwert und/oder vom Strom­ sollwert bei Probefahrten solange herumexperimentiert, bis die Antriebseinrichtung des Schiffspropellers im von der Die­ selgeneratoranlage mit elektrischer Energie gespeisten Bord­ netz zufriedenstellend betrieben werden konnte. Hierbei war es oft nur möglich, bestimmte Arbeitspunkte zu optimieren. Ein fester Zusammenhang zwischen den Einstellmöglichkeiten in der Regelung des elektrischen Propellermotors und deren dyna­ mische Auswirkungen auf die Dieselgeneratoranlage im Bordnetz war nicht vorhanden. Der zeitliche Verlauf der Entlastung der Dieselgeneratoranlage war in der Regelung der Antriebsein­ richtung des Schiffspropellers selten berücksichtigt bzw. einstellbar.Therefore, until now, the multi-stage or continuous change the ramp-up times from the speed setpoint and / or from the current should be experimented with during test drives until the propulsion system of the ship's propeller in the die Sel generator system powered by electrical energy board network could be operated satisfactorily. Here was it is often only possible to optimize certain working points. A fixed relationship between the setting options in the regulation of the electric propeller motor and its dyna Mix effects on the diesel generator system in the vehicle electrical system was not there. The time course of the discharge of the Diesel generator system was in control of the drive Direction of the ship's propeller rarely taken into account or adjustable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs ge­ schilderte Antriebseinrichtung für Schiffspropeller derart weiterzubilden, dass der elektrische Propellermotor beschleu­ nigt, verzögert oder elektrisch gebremst werden kann, ohne dass es dabei im Bordnetz oder im Bereich der Dieselgenera­ toranlage zu aus schnellen Lastwechseln resultierenden Prob­ lemen kommen kann.The invention has for its object the ge described drive device for ship propellers to further train that the electric propeller motor accelerates can be decelerated, decelerated or electrically braked without that it is in the electrical system or in the area of the diesel genera door system for samples resulting from rapid load changes lemen can come.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen adaptiven Hochlaufgeber gelöst, mittels dem die zeitliche Anpassung des Stromsollwerts eines Stromreglers des Um- bzw. Stromrichters an den der am Drehzahlregler vorliegenden Solldrehzahl ent­ sprechenden Stromsollwert unter Berücksichtigung von durch das Bordnetz und/oder die das Bordnetz mit Elektrischer Ener­ gie speisende Dieselgeneratoranlage vorgegebenen Grenzwerten steuerbar ist. This object is achieved by an adaptive Ramp generator solved by means of which the timing of the Current setpoint of a current controller of the converter or converter to the target speed at the speed controller speaking current setpoint taking into account through the electrical system and / or the electrical system with electrical power gies feeding diesel generator system predetermined limit values is controllable.  

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird als Antriebsmotor für einen Synchrongenerator stellvertretend für Verbrennungs­ motoren ein Dieselmotor angegeben. Es kann sich jedoch auch um solche Verbrennungsmotoren handeln, die mit Diesel, Mari­ nediesel, Schweröl usw. betrieben werden, wobei auch Dampf- oder Gasturbinen als Antriebsmotoren denkbar sind. Bei einer Dampf- oder Gasturbine als Antriebsmotor haben die Lastände­ rungsdiagramme nach IACS keine Gültigkeit, und der zeitliche Gradient der Leistungsabgabe liegt in einem anderen Bereich, was zur Folge hat, dass für die Hoch- und Rücklaufzeit des adaptiven Hochlaufgebers für den Stromsollwert des Stromreg­ lers andere als die eingangs genannten Zeiten gelten.In the context of the present application is used as a drive motor for a synchronous generator representative of combustion engines specified a diesel engine. However, it can also to deal with such internal combustion engines that use Diesel, Mari diesel, heavy oil, etc. are operated, including steam or gas turbines are conceivable as drive motors. At a Steam or gas turbines as drive motors have the load areas IACS diagrams are not valid, and the temporal Gradient of the power output lies in another area, which means that for the ramp-up and ramp-down times of the adaptive ramp function generator for the current setpoint of the current regulator times other than those mentioned above apply.

Wenn eine Hoch- und eine Rücklaufzeit des adaptiven Hochlauf­ gebers für den Stromsollwert des Stromreglers proportional mit dem Betrag der Ist-Drehzahl des elektrischen Propellermo­ tors veränderbar ist, wird sichergestellt, dass sich die Hoch- und Rücklaufzeit des Hochlaufgebers für den Stromsoll­ wert nach der zulässigen zeitlichen Be- und Entlastung der das Bordnetz mit elektrischer Energie speisenden Dieselmoto­ ren der Dieselgeneratoranlage richtet. Hierdurch wird er­ reicht, dass die von einem der Antriebseinrichtung des Schiffspropellers zugeordneten Umrichter aufgenommene Wirk­ leistung eine von der Drehzahl des elektrischen Propellermo­ tors unabhängige Hoch- und Rücklaufzeit hat.If a ramp-up and ramp-down time of the adaptive ramp-up proportional to the current setpoint of the current controller with the amount of the actual speed of the electric propeller is changeable, it is ensured that the Ramp-up and ramp-down time of the ramp generator for the current setpoint worth after the permissible time loading and unloading of the the on-board electrical system with diesel power supplying electrical energy of the diesel generator system. This will make him is enough that the one of the drive device of the Effective power recorded by the ship's propeller power one from the speed of the electric propeller tors independent ramp-up and ramp-down time.

Vorzugsweise wird in einem unteren Drehzahlbereich des elekt­ rischen Propellermotors bzw. des Schiffspropellers für die Hoch- und die Rücklaufzeit des adaptiven Hochlaufgebers für den Stromsollwert des Stromreglers eine minimale Hoch- und eine minimale Rücklaufzeit vorgegeben, die von der zulässigen zeitlichen Änderung der Blindleistungsabgabe von Synchronge­ neratoren der das Bordnetz speisenden Dieselgeneratoranlage abhängig sind.Preferably in a lower speed range of the elect propeller motor or ship propeller for the Ramp-up and ramp-down times of the adaptive ramp-function generator for the current setpoint of the current controller a minimum high and a minimum ramp-down time specified by the allowable temporal change in the reactive power output from Synchronge Generators of the diesel generator system feeding the vehicle electrical system are dependent.

Wenn die Hoch- und die Rücklaufzeit des adaptiven Hochlaufge­ bers für den Stromsollwert des Stromreglers umgekehrt propor­ tional zur Anzahl der das Bordnetz mit elektrischer Energie speisenden Dieselgeneratoren der Dieselgeneratoranlage verän­ derbar ist wird erreicht, dass die von einem Dieselgenerator der Dieselgeneratoranlage aufgenommene Wirkleistung eine vom Betrieb des der Antriebseinrichtung des Schiffspropellers zu­ geordneten Umrichters unabhängige Hoch- und Rücklaufzeit hat.If the ramp-up and ramp-down times of the adaptive ramp-up ge bers for the current setpoint of the current controller in reverse proportions  tional to the number of on-board electrical systems changing diesel generators of the diesel generator system What is achievable is that of a diesel generator active power consumed by the diesel generator system Operation of the propeller propulsion system ordered converter has independent ramp-up and ramp-down times.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung für Schiffspropeller ist die Hoch- und die Rücklaufzeit des adaptiven Hochlaufgebers für den Strom­ sollwert des Stromreglers in Abhängigkeit vom Betriebszustand der das Bordnetz mit elektrischer Energie speisenden Diesel­ generatoranlage veränderbar, wobei sich unterschiedliche Die­ selgeneratoren der Dieselgeneratoranlage in unterschiedlichen Betriebszuständen befinden können.In an expedient embodiment of the invention The propulsion device for ship propellers is the high and the ramp-down time of the adaptive ramp generator for the current setpoint of the current controller depending on the operating state the diesel supplying the electrical system with electrical energy generator system changeable, whereby the different selgenerators of the diesel generator system in different Operating states can be.

Wenn der der Solldrehzahl entsprechende Ausgangswert des Drehzahlreglers sowohl direkt in den Stromregler des Um- bzw. Stromrichters des elektrischen Propellermotors als auch in den adaptiven Hochlaufgeber eingebbar ist, dessen Ausgangs­ wert über eine positive Offsetstufe in eine obere Stromwert­ begrenzungseinheit des Drehzahlreglers und über eine negative Offsetstufe in eine untere Stromwertbegrenzungseinheit des Drehzahlreglers eingebbar ist wird erreicht, dass der Dreh­ zahlregler im ausgeregelten Zustand den an den Stromregler weiterzugebenden Stromsollwert frei von Begrenzungen führen kann. Ansonsten entstünden im elektrischen Propellermotor er­ hebliche Schwebungen, die sich im Schiff als mechanische Schwingungen bzw. Körperschallquellen auswirken würden, ins­ besondere bestünde die Gefahr, dass der Schiffspropeller ins Kavitieren kommt, was wiederum zu Schäden am Schiffspropeller und am Schiff führen könnte. Bei der vorstehend beschriebenen Vorgehensweise bildet der Ausgang des adaptiven Hochlaufge­ bers die vorstehend beschriebene und erläuterte zulässige Dy­ namik der Dieselgeneratoren ab. Zur Schaffung der erforderli­ chen Freiheit der Drehzahlregelung dienen die positive und die negative Offsetstufe des adaptiven Hochlaufgebers sowie die obere und die untere Stromwertbegrenzungseinheit des Drehzahlreglers. Hierdurch wird es möglich, dass der Dreh­ zahlregler den an den Stromregler des Um- bzw. Stromrichters weiterzuleitenden Stromsollwert über ein "bewegliches Fens­ ter" führt, innerhalb dessen der Drehzahlregler hinsichtlich der Regelung der Drehzahl frei ist.If the output value of the Speed controller both directly in the current controller of the changeover or Converter of the electric propeller motor as well the adaptive ramp generator can be entered, its output value via a positive offset step into an upper current value limiting unit of the speed controller and a negative Offset level in a lower current value limiting unit of the Speed controller can be entered is achieved that the rotation number controller in the regulated state to the current controller lead current value to be passed on free of limitations can. Otherwise, it would arise in the electric propeller motor Significant beats that appear in the ship as mechanical Would affect vibrations or structure-borne noise, ins there is a particular risk that the ship's propeller will Cavitation occurs, which in turn damages the ship's propeller and could lead the ship. In the above The procedure is the output of the adaptive ramp-up bers the permissible Dy described and explained above namik of the diesel generators. To create the neces Chen freedom of speed control serve the positive and the negative offset level of the adaptive ramp generator and  the upper and lower current limiting unit of the Speed controller. This makes it possible that the rotation Number controller to the current controller of the converter or converter current setpoint to be forwarded via a "movable window ter "leads within which the speed controller with regard the regulation of the speed is free.

Innerhalb dieses beweglichen Fensters arbeitet der Drehzahl­ regler mit seiner vollen Dynamik. Im Bordnetz kommt es daher zu Spannungsschwankungen, da die Erregung der Synchrongenera­ toren der Dieselgeneratoranlage dem Stromsollwert zeitlich nicht mehr folgen kann. Der bordnetzseitige Blindstrom vom Umrichter bzw. Stromrichter der Antriebseinrichtung des Schiffspropellers erzeugt diese Spannungsschwankungen über die Reaktanz des Generators. Die Größe des Offsets der posi­ tiven Offsetstufe und der negativen Offsetstufe und damit die Variationsbreite bzw. die Größe des beweglichen Fensters wird so eingestellt, dass ein daraus resultierender bordnetzseiti­ ger Blindstrom auf der Reaktanz eines Synchrongenerators der Dieselgeneratoranlage einen Spannungsabfall erzeugt, der in­ nerhalb der zulässigen Spannungstoleranz des Bordnetzes liegt. Hierdurch treten keine Störungen auf, da schnelle Spannungsschwankungen innerhalb der zulässigen Spannungstole­ ranz im Bordnetz unkritisch sind. Hierbei ist die Größe des Offsets eine Funktion der Drehzahl, wobei der bordnetzseitige Leistungsfaktor von der Aussteuerung des der Antriebseinrich­ tung des Schiffspropellers zugeordneten Umrichters bzw. Stromrichters abhängt. Die Größe des Offsets ist proportional zur Anzahl der das Bordnetz mit elektrischer Energie speisen­ den Dieselgeneratoren, da die Kurzschlussleistung Sk" im Bordnetz ebenfalls etwa proportional der Anzahl der speisen­ den Dieselgeneratoren ist.The speed works within this moving window controller with its full dynamic. It therefore occurs in the electrical system to voltage fluctuations because the excitation of the synchronous genera gates of the diesel generator system to the current setpoint can no longer follow. The reactive current on the electrical system side Converter or converter of the drive device of the Ship propellers generate these fluctuations in voltage the reactance of the generator. The size of the offset of the posi tive offset level and the negative offset level and thus the Variation width or the size of the movable window is set so that a resulting wiring system side low reactive current on the reactance of a synchronous generator Diesel generator system generates a voltage drop, which in within the permissible voltage tolerance of the vehicle electrical system lies. As a result, there are no faults, as fast Voltage fluctuations within the permissible voltage range ranz in the on-board network are not critical. Here is the size of the Offsets a function of the speed, the on-board side Power factor from the control of the drive unit device of the ship's propeller or Depends on the converter. The size of the offset is proportional the number of electrical systems that supply the on-board electrical system the diesel generators, since the short circuit power Sk "in Vehicle electrical system also roughly proportional to the number of meals the diesel generators.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung eines e­ lektrisch angetriebenen Schiffspropellers wird eine Solldreh­ zahl für den Schiffspropeller vorgegeben und in einen Strom­ sollwert für einen Um- bzw. Stromrichter eines elektrischen Propellermotors umgewandelt, der aus einem mittels einer Die­ selgeneratoranlage gespeisten Bordnetz mit elektrischer Ener­ gie versorgt wird, wobei der Stromsollwert unter Berücksich­ tigung von durch das Bordnetz und/oder die das Bordnetz mit elektrischer Energie speisende Dieselgeneral oranlage vorgege­ benen Grenzwerten gesteuert wird.In a method according to the invention for controlling an e Electrically driven ship propeller is a target rotation number specified for the ship's propeller and into a stream setpoint for a converter or converter of an electrical  Propeller motor converted from a by means of a die Sel generator system powered electrical system with electrical energy is supplied with the current setpoint under consideration by the on-board electrical system and / or the on-board electrical system electrical energy-feeding diesel general system limit values is controlled.

Vorteilhaft werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Hoch- und die Rücklaufzeit des Stromsollwerts proportional mit dem Betrag der Ist-Drehzahl des elektrischen Propellermo­ tors verändert.The are advantageous in the method according to the invention The ramp-up and ramp-down times of the current setpoint are proportional with the amount of the actual speed of the electric propeller tors changed.

Des weiteren ist es gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, in einem unteren Drehzahlbereich des elektrischen Propellermotors bzw. des Schiffspropellers für die Hoch- und die Rücklaufzeit des Stromsollwerts in Abhängigkeit von der zulässigen zeitlichen Änderung der Blindleistungsabgabe von Synchrongeneratoren der Dieselgeneratoranlage eine minimale Hoch- und eine minimale Rücklaufzeit vorzugeben.Furthermore, it is according to an advantageous embodiment of the method according to the invention possible in a lower Speed range of the electric propeller motor or Ship propellers for the ramp-up and ramp-down times of the Current setpoint depending on the permissible time Change in the reactive power output from synchronous generators Diesel generator plant a minimal high and a minimal To specify the return time.

Die Hoch- und die Rücklaufzeit des Stromsollwerts können um­ gekehrt proportional zur Anzahl der das Bordnetz mit elektri­ scher Energie speisenden Generatoren der Dieselgeneratoranla­ ge verändert werden.The ramp-up and ramp-down times of the current setpoint can be reduced by reversed proportional to the number of the electrical system with electri energy generators of the diesel generator system be changed.

Des weiteren ist es zweckmäßig, wenn die Hoch- und die Rück­ laufzeit des Stromsollwerts in Abhängigkeit vom Betriebszu­ stand der das Bordnetz mit elektrischer Energie speisenden Dieselgeneratoranlage verändert wird, wobei unterschiedliche Dieselgeneratoren der Dieselgeneratoranlage sich in unter­ schiedlichen Betriebszuständen befinden können.Furthermore, it is useful if the high and the back Running time of the current setpoint depending on the operating condition stood the one supplying the electrical system with electrical energy Diesel generator system is changed, being different Diesel generators of the diesel generator plant are located in under different operating conditions.

Vorteilhaft wird der Stromsollwert nach oben und unten be­ grenzt, indem für den Stromsollwert ein mit dem Stromsollwert sich verändernder Variationsbereich mit einem positiven und einem negativen Offset vorgegeben werden, wobei der positive und der negative Offset zweckmäßigerweise so eingestellt wer­ den können, dass ein daraus resultierender bordnetzseitiger Blindstrom auf der Reaktanz eines Synchrongenerators der Die­ selgeneratoranlage keinen außerhalb der zulässigen Spannungs­ toleranz des Bordnetzes liegenden Spannungsabfall erzeugt.The current setpoint is advantageously up and down limits by for the current setpoint with the current setpoint changing range of variation with a positive and a negative offset, the positive  and the negative offset is expediently set in this way that a resulting on-board system Reactive current on the reactance of a die synchronous generator sel generator system none outside the permissible voltage tolerance of the vehicle electrical system generated voltage drop.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, die Größe des positiven und des negativen Offsets proportional zur An­ zahl der das Bordnetz mit elektrischer Energie speisenden Ge­ neratoren der Dieselgeneratoranlage zu verändern.In the method according to the invention it is possible to change the size positive and negative offset proportional to the An Number of Ge supplying the electrical system with electrical energy to change the generators of the diesel generator system.

Mittels des erfindungsgemäß vorgesehenen adaptiven Hochlauf­ gebers für den Stromsollwert wird im Zusammenwirken mit einem hier nicht beschriebenen Kraftwerksschutz eine Trennung zwi­ schen dem Fahrverhalten der Antriebseinrichtung des Schiffs­ propellers und den Rückwirkungen des dieser Antriebseinrich­ tung zugeordneten Umrichters bzw. Stromrichters auf das Bord­ netz ermöglicht. Hierbei sind die Funktionen des adaptiven Hochlaufgebers eindeutigen Parametern der Dieselgeneratoren der Dieselgeneratoranlage zugeordnet. Diese Parameter sind den Herstellern der Dieselmotoren bzw. der Generatoren be­ kannt. Aufgrund dieser Parameter können dann alle Konnektoren für die in der Drehzahlregelung des elektrischen Propellermo­ tors erforderlichen Zusatzfunktionen rechnerisch ermittelt werden. Hierdurch ergeben sich im Vergleich zu der bisher be­ kannten Vorgehensweise, bei der solange an vermaschten Funk­ tionen optimiert wurde, bis die Antriebsanlage des Schiffes lief, erhebliche Vorteile, die zu einer beträchtlichen Redu­ zierung des wirtschaftlichen Aufwands führen. Den Funktionen der Antriebseinrichtung des Schiffspropellers sind nunmehr eindeutige Auswirkungen auf die Gesamtanlage des Bordnetzes zugewiesen. Wenn Schutzfunktionen des Bordnetzes eingestellt werden, wird nur das Bordnetz verändert, wohingegen nur an der Antriebseinrichtung des Schiffspropellers Einstellungen vorgenommen werden, solange Schutzfunktionen des Bordnetzes nicht eingreifen müssen. By means of the adaptive startup provided according to the invention in cooperation with a Power plant protection not described here, a separation between the behavior of the propulsion system of the ship propellers and the repercussions of this drive unit device assigned converter or converter on the board network enables. Here are the functions of the adaptive Ramp generator unique parameters of the diesel generators assigned to the diesel generator system. These parameters are the manufacturers of the diesel engines or the generators knows. All connectors can then be used based on these parameters for those in the speed control of the electric propeller required additional functions calculated become. This results in be compared to the previously Known procedure in which meshed radio tion was optimized until the ship's propulsion system ran, significant benefits that led to a considerable reduction adornment of the economic effort. The functions the propeller propulsion device are now clear effects on the overall system of the vehicle electrical system assigned. If protective functions of the vehicle electrical system are set only the electrical system is changed, whereas only on the propeller propulsion device settings be carried out as long as protective functions of the vehicle electrical system do not have to intervene.  

Durch Einsatz des adaptiven Hochlaufgebers für den Stromsoll­ wert wird bei Umrichtern mit Steuerblindleistung auch der Be­ trieb eines Bordnetzes mit einer relativ geringen Kurz­ schlussleistung möglich, ohne dass es dabei zu unzulässigen Spannungsschwankungen kommt. Hieraus ergibt sich ein erhebli­ cher wirtschaftlicher Vorteil, da Schaltanlagen für kleinere Kurzschlussleistungen preiswerter sind.By using the adaptive ramp function generator for the current target For converters with control reactive power, the Be powered an electrical system with a relatively low short final performance possible without being inadmissible Voltage fluctuations comes. This results in a considerable amount cher economic advantage, since switchgear for smaller Short-circuit services are cheaper.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher er­ läutert. Es zeigen:In the following, the invention will be described on the basis of an advantageous one Embodiment with reference to the drawing he closer purifies. Show it:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der für die Erfindung wesentli­ chen Teile einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung für Schiffspropeller; Figure 1 is a schematic representation of the parts of the invention wesentli Chen a propulsion device for ship propellers according to the invention.

Fig. 2 ein Diagramm, aus dem die Hochlaufzeit des Stromsoll­ werts unter Berücksichtigung der Anzahl von einem Bord­ netz speisenden Generatoren hervorgeht; Figure 2 is a diagram showing the ramp-up time of the current setpoint taking into account the number of generators supplying an on-board network;

Fig. 3 aufeinanderfolgende Hochlaufphasen des Stromsollwerts bei einer unterschiedlichen Anzahl das Bordnetz spei­ sender Generatoren; Fig. 3 consecutive startup phase of the current command value spei transmitter at a different number of the vehicle electrical system generators;

Fig. 4 den Variationsbereich des Stromsollwerts in Bezug auf einen stetigen Wert; und Fig. 4 shows the variation range of the current command value with respect to a steady value; and

Fig. 5 den Variationsbereich des propellerantriebsseitigen Stromsollwerts bei zwei bis vier in Betrieb befindli­ chen Generatoren. Fig. 5 shows the range of variation of the propeller drive-side current setpoint with two to four generators in operation.

Eine in Fig. 1 im Prinzip dargestellte Antriebseinrichtung ei­ nes Schiffspropellers 1 hat einen elektrischen Propellermotor 3, der von einer Dieselgeneratoranlage 6 über ein Bordnetz 5 und einen Um- bzw. Stromrichter 7 mit elektrischer Energie versorgt wird.A drive device shown in Fig. 1 in principle egg nes ship propeller 1 has an electric propeller motor 3 , which is supplied with electrical energy by a diesel generator system 6 via an electrical system 5 and a converter or converter 7 .

Die Dieselgeneratoranlage 6 kann eine unterschiedliche Anzahl von Dieselgeneratoren aufweisen. Hierbei kommen üblicherweise Synchrongeneratoren zum Einsatz. The diesel generator system 6 can have a different number of diesel generators. Synchronous generators are usually used here.

Der Schiffspropeller 1 wird durch eine Abtriebswelle 2 des elektrischen Propellermotors 3 angetrieben.The ship propeller 1 is driven by an output shaft 2 of the electric propeller motor 3 .

Dem elektrischen Propellermotor 3 sind eine Drehzahlregelung 9 und der Um- bzw. Stromrichter 7 mit Stromregelung zugeord­ net, mittels denen die Drehzahl der Abtriebswelle 2 des elek­ trischen Propellermotors 3 und damit die Drehzahl des Schiffspropellers 1 regelbar ist.The electric propeller motor 3 are a speed control 9 and the converter or converter 7 with current control zugeord net, by means of which the speed of the output shaft 2 of the electric propeller motor 3 and thus the speed of the ship's propeller 1 is adjustable.

Eingangsseitig erhält ein Stromregler 8 des Um- bzw. Strom­ richters 7 einen Stromsollwert I* 19 von einem Drehzahlregler 16. Der einer vorgegebenen Drehzahl n* 13 entsprechende Stromsollwert I* 19 wird außer an den Stromregler 8 vom Dreh­ zahlregler 16 noch an die Eingangsseite eines adaptiven Hoch­ laufgebers 26 angelegt.On the input side, a current controller 8 of the converter or converter 7 receives a current setpoint I * 19 from a speed controller 16 . The current setpoint I * 19 corresponding to a predetermined speed n * 13 is applied to the current controller 8 by the speed controller 16 and also to the input side of an adaptive ramp generator 26 .

Ausgangsseitig weist der adaptive Hochlaufgeber 26 eine posi­ tive Offsetstufe 30 und eine negative Offsetstufe 32 auf. Mittels der beiden Offsetstufen 30, 32 wird der Stromsollwert I* 19 mit einem Variationsbereich versehen, wobei eine obere 31 und eine untere Grenze 33 dieses Variationsbereichs von der Ausgangsseite des adaptiven Hochlaufgebers 26 an die Aus­ gangsseite des Drehzahlreglers 16 weitergegeben werden, an der eine obere Stromwertbegrenzungseinheit 17 und eine untere Stromwertbegrenzungseinheit 18 vorgesehen sind.On the output side, the adaptive ramp generator 26 has a positive offset stage 30 and a negative offset stage 32 . By means of the two offset stages 30 , 32 , the current setpoint I * 19 is provided with a variation range, with an upper 31 and a lower limit 33 of this variation range being passed on from the output side of the adaptive ramp generator 26 to the output side of the speed controller 16 , at which an upper one Current value limiting unit 17 and a lower current value limiting unit 18 are provided.

Aus der oberen Stromwertbegrenzungseinheit 17 und der unteren Stromwertbegrenzungseinheit 18 resultiert für den Drehzahl­ regler 16 ein variabler Stellbereich, innerhalb dessen der ausgangsseitige Stromsollwert I* 19, der an den Stromregler 8 weitergegeben wird, zu verbleiben hat.The upper current value limiting unit 17 and the lower current value limiting unit 18 result in a variable setting range for the speed controller 16 , within which the current setpoint I * 19 on the output side, which is passed on to the current controller 8 , must remain.

Bei der Ermittlung des Variationsbereichs 26 für den Strom­ sollwert nach dem im adaptiven Hochlaufgeber 26 werden durch die Dieselgeneratoranlage 6 sowie das Bordnetz 5 vorgegebene Grenzwerte berücksichtigt. Durch diese Grenzwerte wird derje­ nige Variationsbereich begrenzt, innerhalb dessen der aus­ gangsseitig des Drehzahlreglers 16 diesen verlassende Strom­ sollwert I* 19 sich verändern kann. Hierbei muss berücksich­ tigt werden, dass gewährleistet sein muss, dass das Bordnetz 5 dem elektrischen Propellermotor 3 dynamisch folgen kann. Die dynamischen Grenzen bei Laständerungen im Bordnetz 5 bzw. des elektrischen Propellermotors 3 sind hochgradig von Eigen­ schaften der Dieselgeneratoranlage 6 abhängig, wobei prinzi­ piell die Dieselmotoren und die üblicherweise als Synchronge­ neratoren ausgebildeten Generatoren der Dieselgeneratoranlage 6 getrennt voneinander zu betrachten sind.When determining the variation range 26 for the current setpoint according to the limit values specified by the diesel generator system 6 and the on-board electrical system 5 in the adaptive ramp generator 26 . These limit values limit the range of variation within which the current setpoint I * 19 leaving the output side of the speed controller 16 can change. It must be taken into account here that it must be ensured that the electrical system 5 can dynamically follow the electric propeller motor 3 . The dynamic limits in the event of load changes in the vehicle electrical system 5 or the electric propeller motor 3 are highly dependent on the properties of the diesel generator system 6 , the diesel engines and the generators of the diesel generator system 6 , which are usually designed as synchronous generators, to be considered separately.

Im adaptiven Hochlaufgeber 26 werden eine Hoch- und eine Rücklaufzeit für den Stromsollwert I* 19, der vom Drehzahl­ regler 16 an den Stromregler 8 weitergeleitet wird, vorgege­ ben, wobei bei der Bemessung dieser Hoch- und Rücklaufzeit die zulässige zeitliche Be- und Entlastung der Dieselmotoren der Dieselgeneratoranlage 6 berücksichtigt wird. Um dem Rech­ nung zu tragen, ändert sich die im adaptiven Hochlaufgeber 26 festgelegte Hoch- und Rücklaufzeit proportional mit dem Be­ trag der Drehzahl n 15 des elektrischen Propellermotors 3. Hierdurch wird erreicht, dass die von einem Um- bzw. Strom­ richter der Antriebseinrichtung aufgenommene Wirkleistung ei­ ne von der Drehzahl n 15 des elektrischen Propellermotors 3 unabhängige Hoch- und Rücklaufzeit hat.In the adaptive ramp-function generator 26 , a ramp-up and ramp-down time for the current setpoint I * 19 , which is passed on from the speed controller 16 to the current controller 8 , are specified, the permissible temporal loading and unloading of the load being measured when measuring this ramp-up and ramp-down time Diesel engines of the diesel generator system 6 is taken into account. In order to take account of the calculation, the ramp-up and ramp-down time defined in the adaptive ramp generator 26 changes proportionally with the load of the rotational speed n 15 of the electric propeller motor 3 . It is thereby achieved that the active power consumed by a converter or converter of the drive device has an acceleration and deceleration time that is independent of the speed n 15 of the electric propeller motor 3 .

In einem unteren Drehzahlbereich des elektrischen Propeller­ motors 3, der etwa dem Manöverbereich entspricht, werden für die im adaptiven Hochlaufgeber 26 registrierte Hoch- und Rücklaufzeit für den Stromsollwert I* 19 eine minimale Hoch- und Rücklaufzeit berücksichtigt, die sich nach der zulässigen zeitlichen Änderung der Blindleistungsabgabe von den Syn­ chrongeneratoren der Dieselgeneratoranlage 6 richtet.In a lower speed range of the electric propeller motor 3 , which corresponds approximately to the maneuvering range, a minimum ramp-up and ramp-down time for the current setpoint I * 19 registered in the adaptive ramp generator 26 is taken into account, which changes according to the permissible temporal change in the Reactive power output from the synchronous generators of the diesel generator system 6 aimed.

Des weiteren werden die im adaptiven Hochlaufgeber 26 regist­ rierte Hoch- und Rücklaufzeit für den Stromsollwert I* 19 um­ gekehrt proportional zur Anzahl der Dieselgeneratoren der Dieselgeneratoranlage 6 verändert. Hierdurch wird erreicht, dass die von einem Dieselgenerator der Dieselgeneratoranlage 6 aufgenommene Wirkleistung eine vom Betrieb des Um- bzw. Stromrichters 7 unabhängige Hoch- und Rücklaufzeit hat. Dies ist in Fig. 2 dargestellt, die den Verlauf des Stromsollwerts ohne Variationsbereich 29 bei einer Hochlaufzeit darstellt, wobei sich bei lediglich einem das Bordnetz 5 speisenden Die­ selgenerator der Dieselgeneratoranlage 6 der Verlauf 35, bei zwei Dieselgeneratoren der Verlauf 36, bei drei Dieselgenera­ toren der Verlauf 37 und bei vier Dieselgeneratoren der Ver­ lauf 38 einstellt. Dahingegen ist in Fig. 3 der Verlauf des Stromsollwerts ohne Variationsbereich 29 während einer Hoch­ laufzeit dargestellt, in der zunächst zwei, dann drei und dann vier Dieselgeneratoren der Dieselgeneratoranlage 6 e­ lektrische Energie in das Bordnetz 5 einspeisen. Bei ledig­ lich zwei in das Bordnetz 5 einspeisenden Dieselgeneratoren der Dieselgeneratoranlage 6 verläuft der Stromsollwert ohne Variationsbereich 29 wie durch den Anstieg 39 in Fig. 3 darge­ stellt, bei drei in Betrieb befindlichen Dieselgeneratoren ergibt sich der Anstieg 40 und bei vier arbeitenden Dieselge­ neratoren der Anstieg 41.Furthermore, the ramp-up and ramp-down times for the current setpoint I * 19 registered in the adaptive ramp generator 26 are changed in inverse proportion to the number of diesel generators in the diesel generator system 6 . This ensures that the active power consumed by a diesel generator of the diesel generator system 6 has a ramp-up and ramp-down time that is independent of the operation of the converter or converter 7 . This is illustrated in Fig. 2, which illustrates the course of the current command value without varying portion 29 at a starting time, whereby in only one the vehicle power supply 5 supplying the diesel generator the diesel generator system 6, the course 35, wherein two diesel generators of the course 36, motors with three Dieselgenera the course 37 and with four diesel generators the Ver course 38 sets. In contrast, the course of the current setpoint without variation range 29 is shown in FIG. 3 during a ramp-up period, in which first two, then three and then four diesel generators of the diesel generator system 6 feed electrical energy into the electrical system 5 . If there are only two diesel generators of the diesel generator system 6 feeding into the vehicle electrical system 5 , the current setpoint runs without a variation range 29 as represented by the increase 39 in FIG. 3, with three diesel generators in operation the increase 40 and with four working diesel generators the increase 41 .

Im ausgeregelten Zustand muss der Drehzahlregler 16 in die Lage versetzt sein, den an den Stromregler E3 weiterzugebenden Stromsollwert I* 19 frei von Begrenzungen führen zu können. Ansonsten entstehen im elektrischen Propellermotor 3 erhebli­ che Schwebungen, die sich im Schiff als mechanische Schwin­ gungen bzw. Körperschallquellen auswirken und ein Kavitieren des Schiffspropellers 1 fördern oder auch auslösen können. Aus diesem Grunde geht der Stromsollwert I* 19 von der Aus­ gangsseite des Drehzahlreglers 16, wie auch sonst üblich, weiterhin direkt in den Stromregler 8 des Um- bzw. Stromrich­ ters 7 des elektrischen Propellermotors 3. Derselbe Strom­ sollwert geht aber auch parallel an den adaptiven Hochlaufge­ ber 26. Die Ausgangsseite dieses adaptiven Hochlaufgebers 26 bildet damit die vorstehend erläuterte zulässige Dynamik der Dieselgeneratoren der Dieselgeneratoranlage 6 ab. Um der Drehzahlregelung des Drehzahlreglers 16 dennoch die erforder­ liche Variationsbreite bzw. Freiheit zu geben, geht der Aus­ gangswert des adaptiven Hochlaufgebers 26 über die positive Offsetstufe 30 bzw. die negative Offsetstufe 32 auf die obere Stromwertbegrenzungseinheit 17 bzw. die untere Stromwertbe­ grenzungseinheit 18 des Drehzahlreglers 16. Hierdurch wird es für den Drehzahlregler 16 möglich, den an den Stromregler 8 des Um- bzw. Stromrichters 7 des elektrischen Propellermotors 3 weiterzuleitenden Stromsollwert I* 19 innerhalb eines sich hinsichtlich seiner Lage und seiner Breite ändernden Variati­ onsbereichs zu führen, wobei sich durch diesen Variationsbe­ reich quasi ein bewegliches Fenster für den vom Drehzahlreg­ ler 16 an den Stromregler 8 weitergegebenen Stromsollwert I* 19 ergibt. Innerhalb dieses beweglichen Fensters ist der Drehzahlregler 16 bei der Führung des Stromsollwerts I* 19 frei.In the regulated state, the speed controller 16 must be in a position to be able to carry the current setpoint I * 19 to be passed on to the current controller E3 without restrictions. Otherwise, there are in the electric propeller motor 3 significant beats that affect mechanical vibrations or structure-borne noise sources in the ship and can promote or even trigger cavitation of the ship's propeller 1 . For this reason, the current setpoint I * 19 from the output side of the speed controller 16 , as usual, continues directly into the current controller 8 of the converter or converter 7 of the electric propeller motor 3 . The same current setpoint also goes in parallel to the adaptive Hochlaufge 26th The output side of this adaptive ramp generator 26 thus represents the permissible dynamics of the diesel generators of the diesel generator system 6 explained above. In order to give the speed control of the speed controller 16 nevertheless the required range or freedom, the output value of the adaptive ramp generator 26 goes via the positive offset stage 30 or the negative offset stage 32 to the upper current value limiting unit 17 or the lower current value limiting unit 18 of the speed controller 16 . This makes it possible for the speed controller 16 to conduct the current setpoint I * 19 to be passed on to the current controller 8 of the converter or converter 7 of the electric propeller motor 3 within a variation range which changes with regard to its position and width, with variations resulting from these variations rich quasi a movable window for the current setpoint I * 19 passed by the speed controller 16 to the current controller 8 results. Within this movable window, the speed controller 16 is free when the current setpoint I * 19 is being guided.

Innerhalb dieses quantitativ und hinsichtlich seiner Positio­ nierung veränderbaren Variationsbereichs bzw. innerhalb des vorstehend geschilderten beweglichen Fensters arbeitet der Drehzahlregler 16 mit seiner vollen Dynamik. Hierdurch kommt es im Bordnetz 5 zu Spannungsschwankungen, da die Erregung der Synchrongeneratoren der Dieselgeneratoranlage 6 dort dem Stromsollwert I* 19, wie er an den Um- bzw. Stromrichter 7 des elektrischen Propellermotors 3 weitergeleitet wird, zeit­ lich nicht mehr folgen kann. Der bordnetzseitige Blindstrom vom dem elektrischen Propellermotor 3 zugeordneten Um- bzw. Stromrichter 7 erzeugt diese Spannungsschwankungen über die Reaktanz des Synchrongenerators, die sich in der Regel auf Schiffen zu xd" = 14% bis 18% ergibt. Die Größe des posi­ tiven Offsets 29 und des negativen Offsets 29, wie sie vom adaptiven Hochlaufgeber 26 für die Breite des Variationsbe­ reichs bzw. des beweglichen Fensters vorgegeben werden, wird so eingestellt, dass der daraus resultierende bzw. deswegen erzeugte bordnetzseitige Blindstrom auf der Reaktanz eines Generators einen Spannungsabfall erzeugt, der in jedem Fall innerhalb der zulässigen Spannungstoleranz im Bordnetz 5 liegt. Schnelle Spannungsschwankungen innerhalb der zulässi­ gen Spannungstoleranz im Bordnetz 5 sind für dessen Betrieb unkritisch. Der positive und der negative Offset 29 ist eine Funktion des Betrages der Drehzahl n 15 des elektrischen Pro­ pellermotors 3, da der bordnetzseitige Leistungsfaktor von der Aussteuerung des dem elektrischen Propellermotor 3 zuge­ ordneten Um- bzw. Stromrichters 7 abhängt. Des weiteren ist der positive und der negative Offset 29 proportional der An­ zahl der in das Bordnetz 5 einspeisenden Synchrongeneratoren der Dieselgeneratoranlage 6, da die Kurzschlussleistung Sk" im Bordnetz 5 ebenfalls etwa proportional der Anzahl der ins Bordnetz 5 einspeisenden Synchrongeneratoren der Dieselgene­ ratoranlage 6 ist.Within this quantitatively and in terms of its position changeable variation range or within the above-described movable window, the speed controller 16 works with its full dynamics. This causes voltage fluctuations in the on-board electrical system 5 , since the excitation of the synchronous generators of the diesel generator system 6 there can no longer follow the current setpoint I * 19 as it is passed on to the converter or converter 7 of the electric propeller motor 3 . The on-board network side reactive current from the electric propeller motor 3 assigned converter or converter 7 generates these voltage fluctuations via the reactance of the synchronous generator, which usually results on ships at xd "= 14% to 18%. The size of the positive offset 29 and of the negative offset 29 , as specified by the adaptive ramp generator 26 for the width of the range of variation or of the movable window, is set so that the resulting on-board network-side reactive current generated on the reactance of a generator generates a voltage drop that in in any case lies within the permissible voltage tolerance in the vehicle electrical system 5. Rapid voltage fluctuations within the permissible voltage tolerance in the vehicle electrical system 5 are not critical for its operation. The positive and negative offset 29 is a function of the amount of speed n 15 of the electric propeller motor 3 , since the on-board network power factor from the outside expensive of the electric propeller motor 3 assigned converter or converter 7 depends. Further, the positive and the negative offset 29 proportional to the number of desired feeding in the electrical system 5 synchronous generators of diesel generator system 6, since the short-circuit capacity S k "in the electrical system 5 is also approximately proportional to the number of the feeding into the onboard network 5 synchronous generators of diesel genes ratoranlage 6.

In Fig. 4 ist der Variationsbereich bzw. das bewegliche Fens­ ter für den Stromsollwert in Bezug auf einen stetigen Wert dargestellt, wobei durch die Graphen 42 der Variationsbereich bei einem in das Bordnetz 5 elektrische Energie einspeisenden Dieselgenerator der Dieselgeneratoranlage 6, durch die Gra­ phen 43 der Variationsbereich bei zwei Dieselgeneratoren, die Graphen 44 der Variationsbereich bei drei arbeitenden Diesel­ generatoren und die Graphen 45 der Variationsbereich bei vier arbeitenden Dieselgeneratoren dargestellt ist.In Fig. 4, the range of variation or the movable window for the current setpoint is shown in relation to a constant value, with the graph 42 showing the range of variation in a diesel generator of the diesel generator system 6 feeding electrical energy into the vehicle electrical system 5 , by the graphs 43 the range of variation for two diesel generators, the graph 44 the range of variation for three working diesel generators and the graph 45 of the variation range for four working diesel generators is shown.

Dahingegen ist in Figur S der Variationsbereich des Stromsoll­ werts I* 19 auf Seiten des elektrischen Propellermotors 3 für zwei bis vier in Betrieb befindliche Dieselgeneratoren der Dieselgeneratoranlage 6 dargestellt. Hieraus geht hervor, dass die Breite des Variationsbereichs bzw. des beweglichen Fensters mit der Anzahl der arbeitenden Dieselgeneratoren der Dieselgeneratoranlage 6 zunimmt.On the other hand, the variation range of the current setpoint I * 19 on the part of the electric propeller motor 3 for two to four diesel generators in operation of the diesel generator system 6 is shown in FIG. It can be seen from this that the width of the variation range or of the movable window increases with the number of working diesel generators of the diesel generator system 6 .

Darüber hinaus können die Hoch- und die Rücklaufzeit des a­ daptiven Hochlaufgebers 26 für den vom Drehzahlregler 16 an den Stromregler 8 des Um- bzw. Stromrichters 7 des elektri­ schen Propellermotors 3 weiterzuleitenden Stromsollwert I* 19 unter Berücksichtigung des jeweiligen Betriebszustands der Dieselgeneratoren der das Bordnetz 5 mit elektrischer Energie speisenden Dieselgeneratoranlage 6 verändert werden.In addition, the ramp-up and ramp-down times of the adaptive ramp generator 26 for the current setpoint I * 19 to be passed on from the speed controller 16 to the current controller 8 of the converter or converter 7 of the electric propeller motor 3 , taking into account the respective operating state of the diesel generators of the vehicle electrical system 5 can be changed with electrical energy-feeding diesel generator system 6 .

Claims (16)

1. Antriebseinrichtung für Schiffspropeller, mit einem elekt­ rischen Propellermotor (3), mittels dem der Schiffspropeller (1) antreibbar ist, einem Drehzahlregler (16), durch dessen Ausgangswert ein Drehmomentensollwert bzw. Stromsollwert über einen Um- bzw. Stromrichter 7 für den elektrischen Propeller­ motor (3) bzw. den Schiffspropeller (1) vorgebbar ist, wobei mittels des Um- bzw. Stromrichters (7) der elektrische Pro­ pellermotor (3) entsprechend einem der Solldrehzahl des Dreh­ zahlreglers (16) entsprechenden Drehmomentensollwert bzw. Stromsollwert mit elektrischer Energie aus einem mittels ei­ ner Dieselgeneratoranlage (6) mit elektrischer Energie ge­ speisten Bordnetz (5) versorgbar ist, gekennzeich­ net durch einen adaptiven Hochlaufgeber (26), mittels dem die zeitliche Anpassung des Stromsollwerts eines Strom­ reglers (8) des Um- bzw. Stromrichters (7) an den der am Drehzahlregler (16) vorliegenden Solldrehzahl entsprechenden Stromsollwert unter Berücksichtigung von durch das Bordnetz (5) und/oder die das Bordnetz (5) mit elektrischer Energie speisende Dieselgeneratoranlage (6) vorgegebenen Grenzwerten steuerbar ist.1. Drive device for ship's propeller, with an electric propeller motor ( 3 ), by means of which the ship's propeller ( 1 ) can be driven, a speed controller ( 16 ), through its output value a torque setpoint or current setpoint via a converter or converter 7 for the electrical Propeller motor ( 3 ) or the ship propeller ( 1 ) can be predetermined, with the converter or converter ( 7 ) the electric propeller motor ( 3 ) corresponding to a setpoint speed of the speed controller ( 16 ) corresponding torque setpoint or current setpoint with electrical Energy can be supplied from an electrical system ( 5 ) supplied with electrical energy by means of a diesel generator system ( 6 ), characterized by an adaptive ramp-function generator ( 26 ), by means of which the time adjustment of the current setpoint of a current controller ( 8 ) of the changeover or Converter ( 7 ) to the current setpoint corresponding to the setpoint speed on the speed controller ( 16 ) under contact consideration of limit values predetermined by the on-board electrical system ( 5 ) and / or the diesel generator system ( 6 ) supplying the on-board electrical system ( 5 ) with electrical energy can be controlled. 2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, bei der eine Hoch- und eine Rücklaufzeit des adaptiven Hochlaufgebers (26) für den Stromsollwert des Stromreglers (8) proportional mit dem Betrag der Ist-Drehzahl des elektrischen Propellermotors (3) veränderbar ist.2. Drive device according to claim 1, in which a ramp-up and ramp-down time of the adaptive ramp-function generator ( 26 ) for the current setpoint of the current regulator ( 8 ) can be varied proportionally with the amount of the actual speed of the electric propeller motor ( 3 ). 3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der in ei­ nem unteren Drehzahlbereich des elektrische Propellermotors (3) bzw. des Schiffspropellers (1) für die Hoch- und die Rücklaufzeit des adaptiven Hochlaufgebers (26) für den Strom­ sollwert des Stromreglers (8) eine minimale Hoch- und eine minimale Rücklaufzeit vorgebbar sind, die von der zulässigen zeitlichen Änderung der Blindleistungsabgabe von Synchronge­ neratoren der das Bordnetz (5) speisenden Dieselgeneratoran­ lage (6) abhängig sind.3. Drive device according to claim 1 or 2, in which in egg nem lower speed range of the electric propeller motor ( 3 ) or the ship's propeller ( 1 ) for the ramp-up and ramp-down time of the adaptive ramp-function generator ( 26 ) for the current setpoint of the current regulator ( 8 ) a minimum ramp-up and a minimum ramp-down time can be specified, which depend on the permissible temporal change in the reactive power output from synchronous generators of the diesel generator system ( 6 ) feeding the vehicle electrical system ( 5 ). 4. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Hoch- und die Rücklaufzeit des adaptiven Hochlaufge­ bers (26) für den Stromsollwert des Stromreglers (8) umge­ kehrt proportional zur Anzahl der das Bordnetz (5) mit elekt­ rischer Energie speisenden Generatoren der Dieselgeneratoran­ lage (6) veränderbar ist.4. Drive device according to one of claims 1 to 3, in which the ramp-up and ramp-down time of the adaptive Hochlaufge bers ( 26 ) for the current setpoint of the current regulator ( 8 ) vice versa proportional to the number of the electrical system ( 5 ) with electrical energy Generators of the diesel generator system ( 6 ) is changeable. 5. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Hoch- und die Rücklaufzeit des adaptiven Hochlaufge­ bers (26) für den Stromsollwert des Stromreglers (8) in Ab­ hängigkeit vom Betriebszustand der das Bordnetz (5) mit e­ lektrischer Energie speisenden Dieselgeneratoranlage (6) ver­ änderbar ist.5. Drive device according to one of claims 1 to 4, in which the ramp-up and ramp-down time of the adaptive Hochlaufge bers ( 26 ) for the current setpoint of the current controller ( 8 ) in dependence on the operating state of the on-board electrical system ( 5 ) with electrical energy Diesel generator system ( 6 ) is changeable. 6. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der der Solldrehzahl entsprechende Ausgangswert des Drehzahl­ reglers (16) sowohl direkt in den Stromregler (8) des Um- bzw. Stromrichters (7) des elektrischen Propellermotors (3) als auch in den adaptiven Hochlaufgeber (26) eingebbar ist, dessen Ausgangswert über eine positive Offsetstufe (30) in eine obere Stromwertbegrenzungseinheit (17) des Drehzahlreg­ lers (16) und über eine negative Offsetstufe (32) in eine un­ tere Stromwertbegrenzungseinheit (18) des Drehzahlreglers (16) eingebbar ist.6. Drive device according to one of claims 1 to 5, in which the desired speed corresponding output value of the speed controller ( 16 ) both directly in the current controller ( 8 ) of the converter or converter ( 7 ) of the electric propeller motor ( 3 ) and in the adaptive ramp function generator ( 26 ) can be entered, the output value of which via a positive offset stage ( 30 ) into an upper current value limiting unit ( 17 ) of the speed controller ( 16 ) and via a negative offset stage ( 32 ) into a lower current value limiting unit ( 18 ) of the speed controller ( 16 ) can be entered. 7. Antriebseinrichtung nach Anspruch 6, bei der die Größe des Offsets der positiven Offsetstufe (30) und der negativen Off­ setstufe (32) so einstellbar ist, dass ein daraus resultie­ render bordnetzseitiger Blindstrom auf der Reaktanz eines Synchrongenerators der Dieselgeneratoranlage (6) einen Span­ nungsabfall erzeugt, der innerhalb der zulässigen Spannungs­ toleranz des Bordnetzes (5) liegt. 7. Drive device according to claim 6, wherein the size of the offset of the positive offset stage ( 30 ) and the negative offset stage ( 32 ) is adjustable so that a resultant render on-board network-side reactive current on the reactance of a synchronous generator of the diesel generator system ( 6 ) a span generated voltage drop that is within the allowable voltage tolerance of the electrical system ( 5 ). 8. Antriebseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, bei der die Größe des Offsets der positiven Offsetstufe (30) und der ne­ gativen Offsetstufe (32) proportional zur Anzahl der Genera­ toren der Dieselgeneratoranlage (6) ist.8. Drive device according to claim 6 or 7, wherein the size of the offset of the positive offset stage ( 30 ) and the negative offset stage ( 32 ) is proportional to the number of generators of the diesel generator system ( 6 ). 9. Verfahren zur Steuerung eines elektrisch angetriebenen Schiffspropellers (1), bei dem eine Solldrehzahl für den Schiffspropeller (1) vorgegeben und in einen Stromsollwert für einen Um- bzw. Stromrichter (7) eines elektrischen Pro­ pellermotors (3) umgewandelt wird, der aus einem mittels ei­ ner Dieselgeneratoranlage (6) gespeisten Bordnetz (5) mit e­ lektrischer Energie versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromsollwert unter Berücksichtigung von durch das Bordnetz (5) und/oder die das Bordnetz (5) mit elektrischer Energie speisende Dieselgeneratoranlage (6) vorgegebenen Grenzwerten gesteuert wird.9. A method for controlling an electrically driven ship propeller ( 1 ), in which a set speed for the ship's propeller ( 1 ) is specified and converted into a current setpoint for a converter or converter ( 7 ) of an electric propeller motor ( 3 ) an on-board electrical system ( 5 ) fed by means of a diesel generator system ( 6 ) is supplied with electrical energy, characterized in that the current setpoint is taken into account taking into account the diesel generator system ( 5 ) and / or the electrical system supplying the on-board electrical system ( 5 ) with electrical energy 6 ) predetermined limit values are controlled. 10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Hoch- und die Rücklaufzeit des Stromsollwerts proportional mit dem Betrag der Ist-Drehzahl des elektrischen Propellermotors (3) verän­ dert wird.10. The method according to claim 9, wherein the ramp-up and ramp-down time of the current setpoint is changed proportionally with the amount of the actual speed of the electric propeller motor ( 3 ). 11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem in einem unte­ ren Drehzahlbereich des elektrischen Propellermotors (3) bzw. des Schiffspropellers (1) für die Hoch- und die Rücklaufzeit des Stromsollwerts in Abhängigkeit von der zulässigen zeitli­ chen Änderung der Blindleistungsabgabe von Synchrongenerato­ ren der Dieselgeneratoranlage (6) eine minimale Hoch- und ei­ ne minimale Rücklaufzeit vorgegeben werden.11. The method according to claim 9 or 10, in which in a lower speed range of the electric propeller motor ( 3 ) or the ship's propeller ( 1 ) for the ramp-up and ramp-down time of the current setpoint as a function of the permissible temporal change in reactive power output from synchronous generator a minimum ramp-up time and a minimum ramp-down time can be specified for the diesel generator system ( 6 ). 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem die Hoch- und die Rücklaufzeit des Stromsollwerts umgekehrt pro­ portional zur Anzahl der das Bordnetz (5) mit elektrischer Energie speisenden Generatoren der Dieselgeneratoranlage (6) verändert wird. 12. The method according to any one of claims 9 to 11, in which the ramp-up and ramp-down time of the current setpoint is changed inversely in proportion to the number of generators of the diesel generator system ( 6 ) that supply electrical power to the electrical system ( 5 ). 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem die Hoch- und die Rücklaufzeit des Stromsollwerts in Abhängigkeit vom Betriebszustand der das Bordnetz (5) mit elektrischer E­ nergie speisenden Dieselgeneratoranlage (6) verändert wird.13. The method according to any one of claims 9 to 12, in which the high and the return time of the current command value in dependence on the operating state is changed, the on-board network (5) with electric E nergy supplying diesel generator system (6). 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, bei dem der Stromsollwert nach oben und unten begrenzt wird, indem für den Stromsollwert ein mit dem Stromsollwert sich verändernder Variationsbereich mit einem positiven und einem negativen Offset vorgegeben werden.14. The method according to any one of claims 9 to 13, wherein the Current setpoint is limited up and down by for the current setpoint changes with the current setpoint Variation range with a positive and a negative Offset can be specified. 15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der positive und der negative Offset so eingestellt werden, dass ein daraus resul­ tierender bordnetzseitiger Blindstrom auf der Reaktanz eines Synchrongenerators der Dieselgeneratoranlage (6) keinen au­ ßerhalb der zulässigen Spannungstoleranz des Bordnetzes (5) liegenden Spannungsabfall erzeugt.15. The method according to claim 14, wherein the positive and the negative offset are set such that a resulting on-board network-side reactive current on the reactance of a synchronous generator of the diesel generator system ( 6 ) does not produce a voltage drop outside the permissible voltage tolerance of the on-board network ( 5 ) . 16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, bei dem die Größe des positiven und des negativen Offsets proportional zur Anzahl der das Bordnetz (5) mit elektrischer Energie speisenden Ge­ neratoren der Dieselgeneratoranlage (6) verändert wird.16. The method according to claim 14 or 15, in which the size of the positive and the negative offset proportional to the number of the electrical system ( 5 ) with electrical energy Ge generators of the diesel generator system ( 6 ) is changed.
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