Beschreibung
Elektrisches Antriebssystem für ein Wasserfahrzeug und Ver¬ fahren zum Betrieb eines derartigen Antriebssystems
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Antriebssystem für ein Wasserfahrzeug mit einem Hauptantrieb zum Antrieb des Wasserfahrzeuges in seiner Fahrtrichtung und einem Zusatzantrieb zum Antrieb des Wasserfahrzeuges abweichend, insbeson¬ dere quer, zu dieser Fahrtrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb eines derar¬ tigen Antriebssystems gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 10. Bei dem Wasserfahrzeug kann es sich dabei beispielsweise um ein Über- oder Unterwasserschiff, eine selbstangetriebene Meeresplattform oder jede andere selbstangetriebene schwim¬ mende, tauchende oder halbtauchende Einrichtungen handeln.
Dieselelektrische Antriebssysteme erfreuen sich vor allem in Schiffen aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile zunehmender Beliebtheit. Dabei speisen üblicherweise ein oder mehrere Die¬ selgeneratoren oder dgl . ein oder mehrere Bordnetze, aus de¬ nen wiederum - neben anderen Verbrauchern - ein oder mehrere elektrische Antriebsmotoren eines Hauptantriebs zum Antrieb des Schiffes in seiner Fahrtrichtung ihre Energie beziehen. Die Antriebsmotoren können - wie beispielsweise in der
WO 2009/135736 AI gezeigt - über Umrichter und ggf. einen vorgeschalteten Transformator aus einem Bordnetz gespeist werden .
Bei den Umrichtern kann es sich beispielsweise um Strom -oder Spannungszwischenkreisumrichter handeln. Bei den Bordnetzen handelt es sich üblicherweise um Mittelspannungs- oder Nie¬ derspannungsnetze. Die Antriebsmotoren können eine Propelleranlage mit einem Fest- oder mit einem Verstellpropeller antreiben, die das Schiff ausschließlich in seiner Fahrtrichtung, die üblicherweise in Längsrichtung des Schiffes liegt, antreiben können. Sie können alternativ auch einen Ruderpro-
peller antreiben, der das Schiff sowohl in seiner Fahrtrichtung als auch abweichend zu der Fahrtrichtung antreiben kann.
Im Fall der in der WO 2009/135736 AI offenbarten Lösung weisen die elektrischen Antriebsmotoren mehrere, vorzugsweise zwei, Wicklungssysteme auf, die von jeweils einem eigenen Um¬ richter gespeist werden. Hierdurch kann die Ausfallsicherheit des Hauptantriebs erhöht und es können Rückwirkungen des Hauptantriebs auf das Bordnetz verringert werden.
Zum Antrieb des Schiffes abweichend zu der Fahrtrichtung, insbesondere quer zu der Fahrtrichtung, sind bereits Strahlantriebe (engl, thruster) bekannt. Diese werden beispielswei¬ se zum Manövrieren eines Schiffes im Hafen oder zur exakten Positionierung eines Schiffes auf hoher See benötigt. Wird ein derartiger Strahlantrieb nur zum Antrieb des Schiffes quer zur Fahrtrichtung verwendet, wird er in allgemeinster Form als ein „Querstrahlantrieb" oder „Querstrahlruder" bezeichnet. Bei einer Anordnung eines derartigen „Querstrahlantriebs" im Bug wird er auch als ein „Bugstrahlantrieb" bzw. Bugstrahlruder (bow thruster) und bei einer Anordnung im Heck als ein „Heckstrahlantrieb" bzw. Heckstrahlruder (stern thruster) bezeichnet.
Während mit dem Hauptantrieb üblicherweise die maximale Rei¬ segeschwindigkeit des Schiffes erzielt wird, sind mit einem derartigen Zusatzantrieb nur vergleichsweise kleinere maxima¬ le Geschwindigkeiten von z.B. 10 % der maximalen Reisegeschwindigkeit erzielbar. Üblicherweise ist damit nur eine Ge¬ schwindigkeit des Schiffes von max . 5 kn erzielbar.
Ein Bugstrahlantrieb besteht üblicherweise aus einem rohrför- migen Durchgang durch die gesamte Schiffsbreite im vorderen Zehntel eines Schiffes. Quer eingesetzt in dieses Rohr ist eine Propelleranlage mit einem Impeller, welche es ermög¬ licht, den Bug des Schiffs nach Backbord oder Steuerbord zu bewegen. Dies geschieht durch Änderung der Drehrichtung des
Propellers oder Verstellen der Propellerflügel. Der Propeller kann wiederum durch einen Elektromotor angetrieben werden.
Darüber hinaus sind als Zusatzantriebe zum Manövrieren eines Schiffes im Hafen oder zur exakten Positionierung eines
Schiffes auf hoher See auch noch azimuthierende, d.h horizon¬ tal drehbare, Strahlantriebe bekannt, die beispielsweise bei Bedarf aus dem Schiffsrumpf aus- und einfahrbar sind. Der Bugstrahlantrieb wird bei elektrischen Antriebssystemen üblicherweise direkt ohne einen zwischengeschalteten Umrichter aus dem Bordnetz mit elektrischer Energie versorgt. Wird vom Schiffspersonal Bedarf für den Bugstrahlantrieb erkannt, wird dieser dem Bordnetz zugeschaltet und weitestgehend lastlos auf eine konstante Betriebsdrehzahl hochgefahren, die von der Frequenz des Bordnetzes abhängt. Der Bugstrahlantrieb läuft dann durchgehend in diesem Bereitschaftsbetrieb und entwickelt Schub nur dann, wenn dieser auch konkret angefordert wird. Das lastlose Hochfahren und die Steuerung des Schubs werden bei einem Verstellpropeller oder -impeller durch Verstellung der Steigung der Propeller- bzw. Impel- lerflügel bewirkt.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe vorliegender Erfindung, ein elektrisches Antriebssystem für ein Wasserfahrzeug gemäß
Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass es noch besser als bisher den Anforderungen von Wasserfahrzeugen genügt. Außerdem ist es Aufgabe vorliegender Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb eines derartigen Antriebssystems an- zugeben.
Die Lösung der auf das Antriebssystem gerichteten Aufgabe gelingt durch ein Antriebssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Lösung der auf das Verfahren gerichteten Auf- gäbe gelingt durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegens¬ tand der Unteransprüche.
Bei einem erfindungsgemäßen Antriebssystem ist der Umrichter des Hauptantriebs mit dem elektrischen Motor des Zusatzantriebs zu dessen Speisung mit elektrischer Energie verbind¬ bar .
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass bisherige An¬ triebssysteme für Wasserfahrzeuge die elektrischen Antriebe für den Hauptantrieb und für den Zusatzantrieb immer separat, d.h. unabhängig voneinander, gesehen haben. Dies führt zu einer entsprechend hohen Dimensionierung von Schalteinrichtungen (z.B. Hauptschalttafeln) des Bordnetzes, aus denen der Hauptantrieb und der Zusatzantrieb üblicherweise gemeinsam gespeist werden, in Bezug auf die Kurzschlussströme.
Da jedoch der Hauptantrieb und der Zusatzantrieb normalerwei¬ se nicht gleichzeitig bei einem Volllastbetrieb des Hauptan¬ triebs betrieben werden, kann der Umrichter oder ein Teil der Umrichter (z.B. einer von mehreren Umrichtern) des Hauptantriebs auch für den Betrieb des Zusatzantriebs verwendet wer¬ den, so dass er einen kombinierten Haupt- und Zusatzantrieb¬ sumrichter darstellt.
Da der vorgeschaltete Umrichter den möglichen Kurzschluss¬ strom des elektrischen Motors des Zusatzantriebs nicht durch¬ leitet, kann die vorgeschaltete Schalteinrichtung (z.B. eine Hauptschalttafel) für einen geringeren Kurzschlussstrom und somit mit weniger Platzbedarf dimensioniert werden.
Besonders wichtig ist dabei, dass durch die Verwendung eines oder mehrerer ohnehin schon für den Hauptantrieb vorhandener Umrichter für die Speisung des Zusatzantriebs kein zusätzlicher Platz für einen gesonderten Umrichter für den Zusatzantrieb in dem Wasserfahrzeug benötigt wird.
Aufgrund der durch den vorgeschalteten Umrichter verringerten Anlaufströme und der Möglichkeit einer Drehzahlsteuerung und/oder -regelung des Zusatzantriebs muss der Zusatzantrieb nicht ständig mit konstanter Drehzahl in einem Bereitschafts-
modus betrieben werden, sondern es ist ausreichend, ihn erst dann hochzufahren, wenn auch wirklich ein konkreter Schubbedarf vorliegt. Hierdurch kann der elektrische Energiebedarf des Zusatzantriebs reduziert werden. Außerdem kann durch die Möglichkeit der Drehzahlsteuerung und/oder -regelung der hydrodynamische Wirkungsgrad des Zusatzantriebs verbessert wer¬ den .
Weiterhin kann dann der Schub auch bei konstanter Steigung der Propeller- oder Impellerflügel allein durch die Drehzahl gesteuert und/oder geregelt werden, so dass eine Verstellmög¬ lichkeit für die Propeller- oder Impellerflügel nicht mehr notwendig ist. Umgekehrt können jedoch durch die Kombination der Umrichterspeisung mit einem Verstellpropeller oder
-impeller gezielt die Steigung der Blätter und die Drehzahl derart aneinander angepasst werden, dass die Geräuschemissio¬ nen des Zusatzantriebs minimal sind. Hierdurch können Körper¬ schall- und Wasserschallemissionen reduziert werden, wodurch der Passagierkomfort erhöht und die Umweltbelastungen gesenkt werden. Außerdem kann beispielsweise im Fall von Bug- oder Heckquerstrahlern auf Gummiisolierungen (Doppelrohrdesign) zur Geräuschsenkung mit entsprechendem konstruktiven Aufwand und Platzbedarf verzichtet werden.
Da aufgrund des vorgeschalteten Umrichters die Einschaltströ¬ me des Zusatzantriebs geringer sind, können Hilfsdieselgene¬ ratoren, die im Hafen den Zusatzantrieb mit elektrischer Energie versorgen, weniger steif ausgelegt werden.
Zur optimalen Anpassung des Umrichters an den jeweiligen Betriebsfall ist der Umrichter bzw. der zumindest eine Umrich¬ ter bevorzugt derart ausgebildet, dass er zumindest in einer Betriebsart für den Hauptantrieb und in einer davon unter¬ schiedlichen Betriebsart für den Zusatzantrieb betreibbar ist .
Hierzu kann der bzw. der zumindest eine Umrichter eine Steu¬ er- und/oder Regelungseinrichtung aufweisen, in der sowohl
Werte für Steuer- und/oder Regelparameter für die Betriebsart für den Hauptantrieb als auch davon unterschiedliche Werte für Steuer- und/oder Regelparameter für die Betriebsart des Zusatzantriebs abgespeichert sind. Bei den Steuer- und/oder Regelparametern kann es sich beispielsweise um Schaltzeit¬ punkte und -dauern für Stromrichterventile oder Grenzwerte für Spannungen und Ströme an den Eingängen, Ausgängen oder in einem Zwischenkreis des Umrichters handeln.
Zur gezielten elektrischen Verbindung der einzelnen Komponenten weist das Antriebssystem gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eine Schalteinrichtung zur wahlweisen elektrischen Verbindung des bzw. des zumindest einen Umrichters mit dem elektrischen Motor des Hauptantriebs oder mit dem elektrischen Motor des Zusatzantriebs auf.
Wenn der Hauptantrieb mehrere Umrichter zur Speisung des elektrischen Motors des Hauptantriebs mit elektrischer Energie aufweist, ist die Schalteinrichtung von Vorteil derart ausgebildet, dass gleichzeitig der zumindest eine Umrichter mit dem elektrischen Motor des Zusatzantriebs zu dessen Spei¬ sung mit elektrischer Energie und zumindest einer der anderen Umrichter des Hauptantriebs mit dem elektrischen Motor des Hauptantriebs zu dessen Speisung mit elektrischer Energie verbindbar sind. Es ist dann möglich, den Hauptantrieb (wenngleich mit reduzierter Leistung) und den Zusatzantrieb gleichzeitig zu betreiben, wodurch eine besonders gute Manöv- rierbarkeit und Positionierbarkeit des Wasserfahrzeuges er¬ möglicht wird.
Diese Vorteile können zusammen mit einer hohen Ausfallsicherheit und geringen Netzrückwirkungen besonders dann genutzt werden, wenn der elektrische Motor des Hauptantriebs mehrere, insbesondere zwei, voneinander unabhängige Wicklungssysteme aufweist, wobei jeder der Unmrichter des Hauptantriebs zur Speisung jeweils genau eines der Wicklungssysteme mit elekt¬ rischer Energie vorgesehen ist.
Wie bereits erläutert, weist der Zusatzantrieb für die Mini- mierung von Geräuschemissionen bevorzugt einen Verstellpropeller oder -impeller auf.
Der Zusatzantrieb ist von Vorteil als ein Strahlantrieb aus¬ gebildet ist. Es können aber auch andere Formen von Zusatzantrieben wir z.B. Voith-Schneider-Propeller zum Einsatz kommen .
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist der Strahlantrieb ein Querstrahlantrieb, insbesondere ein Bug¬ strahlantrieb .
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Antriebssystem für ein Wasserfahrzeug umfassend
- einen Hauptantrieb mit zumindest einem elektrischen Motor zum Antrieb eines Wasserfahrzeuges in seiner Fahrtrichtung und mit einem Umrichter oder mit mehreren Umrichtern zur Speisung des elektrischen Motors mit elektrischer Energie und einen Zusatzantrieb mit einem elektrischen Motor zum Antrieb des Wasserfahrzeuges abweichend, insbesondere quer, zu der Fahrtrichtung des Wasserfahrzeuges, wird der elektrische Mo¬ tor des Zusatzantriebs von dem bzw. zumindest einem der Um¬ richter des Hauptantriebs mit elektrischer Energie versorgt.
Bevorzugt werden dabei der bzw. der zumindest eine Umrichter bei einer Versorgung des elektrischen Motors des Hauptantriebs mit elektrischer Energie in einer Betriebsart für den Hauptantrieb und bei einer Versorgung des elektrischen Motors des Zusatzantriebs mit elektrischer Energie in einer davon unterschiedlichen Betriebsart für den Zusatz-Strahl-antrieb betrieben .
Der bzw. der zumindest eine Umrichter wird hierzu von Vorteil von einer Steuer- und/oder Regelungseinrichtung in der Betriebsart für den Hauptantrieb und in der Betriebsart für den Zusatzantrieb mit jeweils unterschiedlichen Werten für Steu¬ er- und/oder Regelparameter betrieben.
Wenn der Hauptantrieb mehrere Umrichter zur Speisung des elektrischen Motors des Hauptantriebs aufweist, speist bei einem Betrieb des Zusatzantriebs der zumindest eine Umrichter den elektrischen Motor des Zusatzantriebs und gleichzeitig zumindest einer der anderen Umrichter den elektrischen Motor des Hauptantriebs.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist der elektrische Motor des Hauptantriebs hierzu mehrere, insbeson¬ dere zwei, voneinander unabhängige Wicklungssysteme auf, wo¬ bei jeder der Umrichter des Hauptantriebs zur Speisung jeweils genau eines der Wicklungssysteme mit elektrischer Ener¬ gie vorgesehen ist.
Die für das erfindungsgemäße Antriebssystem bzw. zu seinen vorteilhaften Ausgestaltungen genannten Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Verfahren und seine je¬ weils entsprechenden vorteilhaften Ausgestaltungen.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in den Figuren näher erläutert. Darin zeigen:
FIG 1 ein erfindungsgemäßes Schiffsantriebssystem,
FIG 2 weitere Einzelheiten des Schiffsantriebssystems von
FIG 1.
Ein in der FIG 1 gezeigtes Schiffsantriebssystem 1 umfasst einen Hauptantrieb 2 zum Antrieb eines Schiffes in seiner Fahrtrichtung, die üblicherweise in der Längsrichtung des Schiffes verläuft.
Der Hauptantrieb 2 umfasst einen elektrischen Fahrmotor 3, der einen Verstellpropeller 4 antreibt, und zwei Umrichter 7, 8. Der Motor 3 hat beispielsweise eine Leistung von 5 bis
30 MW bei 150 Umdrehungen/Minute und weist zwei voneinander getrennte Drehstromwicklungssysteme 5, 6 auf, die über eine Schalteinrichtung 17 von jeweils einem der beiden Umrichter 7 bzw. 8 mit elektrischer Energie aus einem Bordnetz 10 ver- sorgbar sind. Das Bordnetz 10 wird wiederum von nicht näher dargestellten Dieselgeneratoren gespeist. Das Bordnetz 10 ist beispielsweise ein dreiphasiges AC-Netz mit einer Nennspan¬ nung von 11 kV bei 50 Hz. Die Umrichter 7, 8 sind über jeweils einen Transformator 9 und eine Hauptschalttafel 19 mit Schaltern an das Bordnetz 10 angeschlossen. Jeder der Umrichter 7, 8 wandelt die Spannung fester Frequenz und Amplitude des Bordnetzes 10 in eine Spannung variabler Frequenz und Amplitude für das jeweilige Wicklungssystem 5, 6 des Motors 3 um.
Die Umrichter 7, 8 sind vorzugsweise identisch aufgebaut und können beispielsweise als Stromzwischenkreis- oder Span- nungszwischenkreisumrichter ausgebildet sein. Jeder der Umrichter 7, 8 umfasst eine netzseitige Eingangsstufe 11 (z.B. einen PWM-Stromrichter, einen Diode Front End-Stromrichter oder einen IGCT-Stromrichter ) , eine motorseitige Ausgangsstu¬ fe 12, einen dazwischen angeordneten Zwischenkreis 13 und eine Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 14 für jeden der Umrichter 7 , 8.
Mehrere Zusatz-Strahlantriebe in Form von Bug-Querstrahl¬ antrieben 20 dienen zum Antrieb des Schiffes quer zu dessen Fahrtrichtung. Jeder der Querstrahlantriebe 20 umfasst einen Impeller 21 und einen elektrischen Motor 22 zum Antrieb des Impellers 21. Der elektrische Motor 22 hat beispeilsweise ei¬ ne Leistung von 1 bis 4 MW bei 900 Umdrehungen/Minute. Sämt¬ liche Querstrahlantriebe 20 sind über Schalter 23 mit einer gemeinsamen dreiphasigen Stromschiene 24 verbindbar, über die sie gemeinsam mit elektrischer Energie versorgbar sind. Die Schalter 23 und die Stromschiene 24 sind Bestandteile einer QuerStrahlantriebs-Schalttafel 25.
Die Stromschiene 24 ist eingangsseitig über eine dreiphasige Leitung 26, in die eine Glättungsdrossel 27 geschaltet ist, und die Schalteinrichtung 17 mit den Ausgangsklemmen der mo- torseitigen Ausgangsstufen 12 der Umrichter 7, 8 verbindbar.
Durch die Schalteinrichtung 17 sind die Umrichter 7, 8 aus- gangsseitig wahlweise mit dem elektrischen Motor 3 des Haupt¬ antriebs oder mit den elektrischen Motoren 22 der Querstrahlantriebe 20 verbindbar. Die Schalteinrichtung 17 ist dabei derart ausgebildet, dass
a) gleichzeitig beide Umrichter 7, 8 mit dem elektrischen Motor 3 des Hauptantriebs zu dessen Speisung mit elektrischer Energie verbindbar sind,
b) gleichzeitig der Umrichter 7 mit dem elektrischen Motor 22 des Querstrahlantriebs 20 zu dessen Speisung mit elektrischer
Energie und der Umrichter 8 mit dem elektrischen Fahrmotor 3 des Hauptantriebs 2 zu dessen Speisung mit elektrischer Energie verbindbar sind und
c) aus Redundanzgründen umgekehrt auch gleichzeitig der Um- richter 8 mit dem elektrischen Motor 22 des Querstrahlantriebs 20 zu dessen Speisung mit elektrischer Energie und der Umrichter 7 mit dem elektrischen Fahrmotor 3 des Hauptantriebs 2 zu dessen Speisung mit elektrischer Energie verbindbar sind.
Die Umrichter 7, 8 sind derart ausgebildet, dass sie in einer Betriebsart für den Hauptantrieb und in einer davon unter¬ schiedlichen Betriebsart für den Querstrahlantrieb betreibbar sind .
In den in FIG 2 näher gezeigten Steuer- und/oder Regelungseinrichtungen 14 der Umrichter 7, 8 sind hierzu jeweils sowohl Werte 15 für Steuer- und/oder Regelparameter für die Betriebsart des Hauptantriebs als auch ein davon unterschiedli- che Werte 16 für Steuer- und/oder Regelparameter für die Betriebsart des Querstrahlantriebs abgespeichert.
Das Schiffsantriebssystem 1 umfasst weiterhin einen Betriebs¬ artenwahlgeber 30 zur Einstellung der jeweiligen Betriebsart. Der Betriebsartenwahlgeber 30 ist beispielsweise auf der Brücke des Schiffes angeordnet ist und über eine Signalleitung 31 mit einem übergeordneten Schiffsautomationssystem 32 verbunden. Das Schiffsautomationssystem 32 ist wiederum über Steuerleitungen 33 sowohl mit Stellorganen 34 der Schalteinrichtung 17 und der Schalttafel 25 sowie mit den Steuer- und/oder Regelungseinrichtungen 14 der Umrichter 7, 8 verbun- den. Statt über diskrete Leitungen 31, 33 können die Verbindungen natürlich auch über ein Kommunikationsbussystem erfolgen .
Der Betriebsartenwahlgeber 30 ermöglicht zum einen die Vorga- be einer Betriebsart 0, bei dem sowohl der Hauptantrieb 2 als auch die Querstrahlantriebe 20 abgeschaltet sind.
Weiterhin ermöglicht der Betriebsartenwahlgeber 30 die Vorgabe einer Betriebsart I für reinen Hauptantrieb. Diese Be- triebsart dient beispielsweise für eine Fahrt auf hoher See mit Reisegeschwindigkeit. Diese Betriebsart wird von dem Be¬ triebsartenwahlgeber 30 an das übergeordnete Schiffsautoma¬ tionssystem 32 signalisiert, welches dann die Stellorgane 34 der Schalteinrichtung 17 derart ansteuert, dass beide Umrich- ter 7, 8 mit dem jeweils zugeordneten Wicklungssystem 5, 6 des Motors 3 elektrisch verbunden und dabei von der Schaltta¬ fel 25 und somit von den Motoren 22 der Querstrahlantriebe 20 jedoch elektrisch getrennt sind. Beide Wicklungssysteme 5, 6 des Motors 3 werden dann über jeweils einen Transformator 9 und einen Umrichter 7, 8 mit elektrischer Energie aus dem Bordnetz 10 versorgt.
Da den Steuer- und/oder Regelungseinrichtungen 14 der beiden Umrichter 7, 8 von dem Schiffsautomationssystem 32 ebenfalls die Betriebsart I signalisiert wird, steuert und/oder regelt diese die Halbleiterschalter der Umrichter 7, 8 mit den Werten 15 für die Steuer- und/oder Regelparameter.
Für ein Manövrieren des Schiffes im Hafen oder für dessen Positionierung auf hoher See wird der Betriebsartenwahlgeber 30 auf der Brücke in eine Stellung II für kombinierten Haupt- und Querstrahlantrieb gestellt. Diese Stellung wird von dem Betriebsartenwahlgeber 30 an das übergeordnete Schiffsautoma¬ tionssystem 32 signalisiert, welches daraufhin die Stellorga¬ ne 34 der Schalteinrichtung 17 derart ansteuert, dass einer der beiden Umrichter 7, 8 elektrisch mit dem ihm zugeordneten Wicklungssystem 5, 6 verbunden bleibt, während der andere der beiden Umrichter 7, 8 elektrisch von dem ihm zugeordneten Wicklungssystem getrennt wird und statt dessen elektrisch über die Leitung 26 mit der Stromschiene 24 und somit mit den Motoren 22 der Querstrahlantriebe 20 verbunden wird. Die Querstrahlantriebe 20 werden dann parallel über einen der beiden Umrichter 7. 8 und den ihm vorgeschalteten Transformator 9 aus dem Bordnetz 10 gespeist, während der andere der bedien Umrichter 7, 8 weiterhin das ihm zugeordnete Wicklungssystems 5, 6 des Fahrmotors 3 aus dem Bordnetz 10 mit elektrischer Energie versorgt.
Da der Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 14 des Umrichters 7 oder 8, der die Querstrahlantrieb 20 mit elektrischer Energie versorgt, von dem Automationssystem 32 ebenfalls die Betriebsart II signalisiert wird, steuert und/oder regelt diese die Halbleiterschalter des zugeordneten Umrichters 7 oder 8 mit den Werten 16 für die Steuer- und/oder Regelparameter für die Betriebsart II. Selbstverständlich ist auch eine weitere Betriebsart denkbar, in der beide Umrichter 7, 8 gleichzeitig von beiden Wicklungssystemen 5, 6 des Motors 3 elektrisch getrennt sind und statt dessen mit den Motoren 22 der Querstrahlantriebe 20 elektrisch verbunden sind und diese mit elektrischer Energie aus dem Bordnetz 10 versorgen. Hierbei ist es auch denkbar, dass jeder der beiden Umrichter 7, 8 jeweils einen Teil (z.B. die Hälfte) der Motoren 22 mit elektrischer Energie versorgt.
Da der vorgeschaltete Umrichter 7, 8 den möglichen Kurzschlussstrom der elektrischen Motoren 22 der Querstrahlantriebe 20 nicht durchleitet, kann die Hauptschalttafel 19 für einen geringeren Kurzschlussstrom und somit mit weniger
Platzbedarf dimensioniert werden.
Aufgrund der durch den vorgeschalteten Umrichter 7, 8 verringerten Anlaufströme und der Möglichkeit einer Drehzahlsteue¬ rung und/oder -regelung der Motoren 22 der Querstrahlantriebe 20 müssen die Querstrahlantriebe 20 nicht ständig mit kon¬ stanter Drehzahl in einem Bereitschaftsmodus betrieben werden, sondern es ist ausreichend, sie erst dann hochzufahren, wenn auch wirklich ein konkreter Schubbedarf vorliegt. Hierdurch kann der elektrische Energiebedarf der Querstrahlan- triebe 20 klein gehalten werden.
Durch eine Kombination der Umrichterspeisung mit einer Verstellbarkeit der Steigung der Blätter der Impeller 21 können während des Betriebs der Querstrahlantriebe 20 gezielt die Steigung und die Drehzahl der Impeller 21 derart aufeinander angepasst und optimiert werden, dass der hydrodynamische Wir¬ kungsgrad der Querstrahlantriebe 20 maximal und Körperschall- und Wasserschallemissionen minimal sind. Hierdurch kann auf Seite der Querstrahlantriebe 20 auf aufwendige Maßnahmen zur Schallisolierung verzichtet werden. Das Automationssystem 32 kann hierzu mit einer VerStelleinrichtungen 35 für die Steigung der Blätter der Impeller 21 signalverbunden sein.
Da aufgrund des vorgeschalteten Umrichters 7, 8 die Ein- schaltströme der Querstrahlantriebe 20 gering sind, können Hilfsdieselgeneratoren, die im Hafen die Querstrahlantriebe 20 mit elektrischer Energie versorgen, weniger steif ausgelegt werden. Das in FIG 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel ist dabei als nicht beschränkend anzusehen. Selbstverständlich kann ein erfindungsgemäßes Antriebssystem auch einen Hauptantrieb mit
mehr als einem Fahrmotor und eine andere Zahl von Wicklungs¬ systemen, Umrichtern und Querstrahlantrieben aufweisen.