(57)【要約】  第１の接続装置（７）を介して第１の交流電圧系統（８）に接続可能である第１の電力変換器（２）と、第２の接続装置（１１）を介して第２の交流電圧系統（１２）に接続可能である第２の電力変換器（３）と、第１の電力変換器（２）を直流電圧側で第２の電力変換（３）に接続する直流電圧中間回路（４）とを備えた少なくとも１つの負荷（１４）の冗長給電のための装置において、冗長給電を可能にするために、直流電圧中間回路（４）が負荷（１４）の給電のための少なくとも１つの負荷接続端子を有することが提案されている。
2009509489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の接続装置（７）を介して第１の交流電圧系統（８）に接続可能である第１の電力変換器（２）と、第２の接続装置（１１）を介して第２の交流電圧系統（１２）に接続可能である第２の電力変換器（３）と、第１の電力変換器（２）を直流電圧側で第２の電力変換（３）に接続する直流電圧中間回路（４）とを備えた少なくとも１つの負荷（１４）の冗長給電のための装置において、直流電圧中間回路（４）が負荷（１４）の給電のための少なくとも１つの負荷接続端子を有することを特徴とする装置。
【請求項２】
第１の電力変換器（２）が直流電圧中間回路（４）の直流電圧を制御するための第１の直流電圧制御装置を有することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
第２の電力変換器（３）が、第２の電力変換器（３）を介して電力潮流を制御するための電力制御装置を有し、全ての負荷によって摂取される電力の大きさに相当する大きさを有する負の目標直流電力への電力制御が行なわれることを特徴とする請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
第２の電力変換器（３）が直流電圧中間回路（４）における電圧を制御するための第２の電圧制御装置を有することを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の方法。
【請求項５】
直流電圧中間回路（４）内に配置された直流遮断器（３０）を特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項６】
各電力変換器（２、３）が直列に接続された電力用モジュールから構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の装置。
【請求項７】
各電力用モジュールが遮断ユニットを介して直流電圧中間回路（４）に接続されていることを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項８】
各負荷接続端子がインバータ駆動装置（１６）を介して直流電圧中間回路（４）に接続されていることを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載の装置。
【請求項９】
第１の接続分岐線（６）を介して第１の接続装置（７）および第１の電力変換器（２）に接続されている第１の並列電力変換器（２０）と、第２の接続分岐線（１０）を介して第２の接続装置（１１）および第２の電力変換器（３）に接続されている第２の並列電力変換器（２１）とを備え、第１の並列電力変換器（２０）および第２の並列電力変換器（２１）が並列直流電圧中間回路（２２）を介して互いに接続されていることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の装置。
【請求項１０】
第２の並列電力変換器（２１）が並列直流電圧中間回路（２２）の直流電圧を制御するための並列直流電圧制御装置を有することを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１１】
第１の並列電力変換器（２０）が第１の接続分岐線における交流電圧を制御するための交流電圧制御装置を有することを特徴とする請求項９又は１０記載の装置。
【請求項１２】
並列直流電圧中間回路（２２）が少なくとも付加的な負荷（２４，２５）の接続のための並列分岐端子を有することを特徴とする請求項９乃至１１の１つに記載の装置。
【請求項１３】
第１の接続装置および／または第２の接続装置が遮断ユニット（７，１１）を有することを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の装置。
【請求項１４】
第１の電力変換器（２）および／または第１の並列電力変換器（２０）が第１の変圧器（９）を介して第１の接続分岐線（６）に接続されていて、第２の電力変換器（３）および／または第２の並列電力変換器（２１）が第２の変圧器（９）を介して第２の接続分岐線（１０）に接続されていることを特徴とする請求項１乃至１３の１つに記載の装置。
【請求項１５】
直流電圧中間回路（４）が非常用電力変換器により、交流電圧を導く非常用電源系統に接続可能であることを特徴とする請求項９乃至１４の１つに記載の装置。
【請求項１６】
第１の交流電圧系統（８）および第２の交流電圧系統（１２）ならびに請求項１乃至１５項の１つに記載の装置を備えたシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の接続装置を介して第１の交流電圧系統に接続可能である第１の電力変換器と、第２の接続装置を介して第２の交流電圧系統に接続可能である第２の電力変換器と、第１の電力変換器を直流電圧側で第２の電力変換に接続する直流電圧中間回路とを備えた少なくとも１つの負荷の冗長給電のための装置に関する。
【０００２】
このような装置は、既に独国特許出願公開第１０３４０６２５号明細書から公知である。そこに示された装置は、第１のパルス幅変調形電力変換器ならびに第２のパルス幅変調形電力変換器を有し、これらのパルス幅変調形電力変換器が直流電圧中間回路を介して互いに直列に接続されている。各パルス幅変調形電力変換器はターンオフ制御可能な電力用半導体を有するいわゆる６パルスブリッジ回路から構成されている。このような近接結合電力変換システムとも呼ばれる装置は、エネルギー分配送電系統の連結のための配電分野において用いられ、配電系統は異なった周波数、電圧レベル、中性点接続方式または位相角を有し得る。
【０００３】
冗長給電のための装置は、例えばボーリング船またはボーリング台において使用される。比較的大きな水深におけるボーリング過程において固定されないで、むしろいわゆるスラスタにより動的に位置決めされるボーリング船およびボーリング台は公知である。スラスタは回転数および方位角が調整可能に設計されているので、ボーリング船またはボーリング台の正確な位置決めが固定なしに可能にされている。４５秒よりも長い停電は高コストをもたらす。なぜならば、このような場合にボーリング実施に必要なボーリング棒の連結が解け、ボーリング船またはボーリング台の新たな位置決め後に再びボーリング棒の連結が行なわれなければならないからである。したがって、このようなモータまたは駆動装置の駆動のために安定した給電が必要である。この理由からボーリング船および／またはボーリング台には一般に余分の給電系統が装備されている。これらの両給電系統に加えて、一般に故障時に切り替えられ得る非常用系統が存在する。各給電系統は、適切な発電機を介してエネルギーを供給する。給電系統の結合のためには、例えば機械式開閉器が使用される。しかしながら、この結合は、故障のある給電系統が故障のない給電系統に不都合な影響を及ぼすことがあるという欠点がつきまとう。しかしながら、この影響は願わしくない。更に、１つの開閉器の代わりに可変速駆動装置を切換器を介して両給電系統に投入することも公知である。しかしながら、このような駆動装置の切り換えは時間がかかるので、切換の移行段階において誤った位置決めという結果になり得る。
【０００４】
したがって、本発明の課題は、冗長給電を可能にした冒頭に述べた如き装置を提供することにある。
【０００５】
本発明は、この課題を、直流電圧中間回路が少なくとも１つの負荷の給電のための少なくとも１つの負荷接続端子を有することによって解決される。
【０００６】
本発明によれば、例えば近接結合電力変換システムなる概念のもとに知られている装置が第２の系統の結合のためにそれほどにはもはや使用されない。むしろ直流電圧中間回路に接続された負荷接続端子が用意されていることによって、負荷接続端子に接続可能な負荷の冗長給電が可能にされる。したがって、このような装置は、特に、大きな水深中におけるボーリング船またはボーリング島の位置決めのための、例えばいわゆるスラスタのような回転数および方位角調整が可能な駆動装置を装備させられているボーリング船またはボーイング島への設置に適している。例えば、正常運転時には直流電圧中間回路に接続された負荷への給電が第２の交流電圧系統から可能である。前記の第２の交流電圧系統における交流電圧の陥没時には負荷の給電が第１の交流電圧系統によって引き受けられる。電力変換器は、本発明によれば好ましくは、例えばＧＴＯまたはＩＧＢＴのようなターンオフ制御可能な電力用半導体を有する。ターンオフ制御可能な電力用半導体は、例えばｋＨｚ範囲においてパルス幅変調によってスイッチング制御されるので、第２の交流電圧系統から第１の交流電圧系統への切換時に相応に短い移行時間が可能にされている。このように短い切換時間は誤った位置合わせが確実に回避される。
【０００７】
この場合にコンバータとも呼ばれる電力変換器の制御は、本発明の枠内において基本的には任意である。
【０００８】
しかしながら、好ましい発展形態では、第１の電力変換器が直流電圧中間回路の直流電圧を制御するための第１の直流電圧制御装置を有する。第１のコンバータは直流電圧中間回路における適切な直流電圧の形成のために用いられる。
【０００９】
好ましい発展形態によれば、第２の電力変換器が、第２の電力変換器を介して電力潮流を制御するための電力制御装置を有し、全ての負荷によって摂取される電力の大きさに相当する大きさを有する負の目標直流電力への電力制御が行なわれる。この有利な発展形態によれば、直流電圧中間回路に接続された負荷の給電が第２の交流電圧系統によって行なわれ、負の目標直流電力への電力制御が行なわれる。したがって、特に、時間にわたって絶えず変化する摂取電力を有する負荷としてモータが使用される場合には、負荷側で摂取される電力の測定のために測定センサを使用することが適切である。例えば負荷接続端子に、検定された電圧変成器および電流変成器を前置すれば、それらの出力信号により、負荷によって摂取される電力が測定可能である。測定された負荷電力から、制御によって、等しい大きさの負の目標直流電力が決定され、目標値として電力閉ループ制御において使用される。それによって第２の交流電圧系統による負荷給電となる。これに対して、第１の電力変換器は、直流電圧中間回路における直流電圧の維持のために、ならびに同時に第１の交流電圧系統における無効電力制御のために役立つ。第２の交流電圧系統の電圧喪失時には、不足する電力供給にもかかわらず殆ど遅れなしに、第１の電力変換器が直流電圧中間回路の直流電圧を補給調整するので、第２の交流電圧系統の電圧喪失にもかかわらず、負荷の給電の目立った遮断がなくなる。第１の交流電圧系統の電圧喪失は、しかしながら本発明のこの構成の場合、直流電圧中間回路における直流電圧の陥没を引き起こすので、負荷の更なる駆動が不可能になる。
【００１０】
この理由から、本発明の発展形態によれば、第２の電力変換器が直流電圧中間回路における電圧を制御するための第２の電圧制御装置を有する。この発展形態によれば両電力変換器が直流電圧中間回路の直流電圧を調節することから、全ての負荷は一様に両系統から給電可能である。したがって、一方の系統の電圧喪失は、どの系統かはどうであれ、駆動装置に持続的な影響は及ばない。なぜならば、その都度健全な交流電圧系統が負荷の給電を引き受けるからである。一方の交流電圧系統から他方の交流電圧系統への給電の移行時間は本発明によれば数ミリ秒の範囲内にある。直流電圧中間回路における振動による電力変換器の相互の影響は制御パラメータの適切な選択によって防止可能である。したがって、電流調節器は、オーバーシュートおよび電力変換器の相互の影響が防止されるように設計されるとよい。このような制御は当業者にとって周知である。
【００１１】
これに関する適切な発展形態によれば、直流電圧中間回路が直流遮断器を有する。このような直流遮断器は、例えば通常のヒューズ、爆発式ヒューズ、あるいは電子スイッチとして実現可能である。直流電圧中間回路は多数の直流分岐から構成されているとよく、電力用モジュールとも呼ばれる各直流分岐は個別に監視され、直流遮断器によって保護される。直流遮断器は、他の直流分岐の運転を阻害することなしに、その都度該当する故障直流分岐の選択遮断を可能にする。
【００１２】
各電力変換器が直列に接続された電力用モジュールから構成されているとよい。このような電力用モジュールは従来技術によりパワーエレクトロニクス組立ブロックとも呼ばれ当業者にとって周知であるので、これ以上の詳細に立ち入ることは不要である。電力用モジュールは電力変換器のモジュール構造およびこのやり方での任意電圧レベルへの電力変換器の適合化を可能にする。電力変換器および直流電圧中間回路は中間電圧用にかつ相応の負荷の駆動のために設計されるとよく、中間電圧範囲は１ｋＶから５２ｋＶまでの範囲にある。
【００１３】
これに関して好ましい発展形態によれば、各電力用モジュールが遮断ユニットを介して直流電圧中間回路に接続されている。このやり方で、１つの電力用モジュールの交換が、残りの電力用モジュールと直流電圧中間回路との接続の遮断なしに可能にされるので、本発明による装置の点検および維持が簡単化される。
【００１４】
各負荷接続端子がインバータ駆動装置を介して直流電圧中間回路に接続されているとよい。インバータ駆動装置の使用によって、インバータモータの駆動が可能にされ、負荷の駆動周波数は任意に調整可能である。
【００１５】
有利な実施形態によれば、本発明による装置は、第１の接続分岐線を介して第１の接続装置および第１の電力変換器に接続されている第１の並列電力変換器と、第２の接続分岐線を介して第２の接続装置および第２の電力変換器に接続されている第２の並列電力変換器とを備え、第１の並列電力変換器および第２の並列電力変換器が並列直流電圧中間回路を介して互いに接続されている。換言するならば、この発展形態によれば、２つの近接結合電力変換システムが並列に、またはより良くは逆並列に、第１の交流電圧系統と第２の交流電圧系統との間に接続可能である。この場合に、並列近接結合電力変換システムは、より低い電圧用に、したがって主たる近接結合電力変換システムよりも低コストに設計されているとよい。並列近接結合電力変換システムは、例えば相応に設計された電力変換器を有する低電圧の近接結合電力変換システムである。並列近接結合電力変換システムの並列電力変換器は、基本的には、交流電圧系統の停電時における第１の電力変換器のための交流電圧調達に用いられるので、第１の交流電圧系統が故障に起因して電圧喪失したときにも給電が用意されている。しかし、正常運転時および第２の交流電圧系統の電圧喪失時には並列近接結合電力変換システムは無負荷で動作する。第１の交流電圧系統における電圧喪失時または故障時に、故障のある第１の交流電圧系統が第１の並列電力変換器に対して、すなわち並列近接結合電力変換システムに対してインターロックされていることが重要である。インターロックは、例えば第１の交流電圧系統と第１の並列電力変換器および第１の電力変換器との間に配置されている開閉器によって行なわれる。開閉器によって、例えば第１の接続装置が実現されている。正常運転に対しては、並列近接結合電力変換システムは、第１の交流電圧系統に給電する発電機の垂下特性よりも少ない垂下特性を有する。さもないと、並列近接結合電力変換システムは、正常運転時に第１の電力変換器に対してインターロックされていない第１の交流電圧系統に逆らって動作する。
【００１６】
第２の並列電力変換器が並列直流電圧中間回路の直流電圧を制御するための並列直流電圧制御装置を有するとよい。これに関する適切な発展形態によれば、第１の並列電力変換器が第１の接続分岐線における交流電圧を制御するための交流電圧制御装置を有する。第１および第２の電力変換器に対して並列に配置された第１もしくは第２の並列電力変換器は、第１もしくは第２の電力変換器に対してちょうど逆にされている。これは、もちろん、インターロックされた第１の交流電圧系統に故障が存在するときに第１の接続分岐線に適切な交流電圧供給を提供するために設けられている並列近接結合電力変換システムの目的に関連している。
【００１７】
第１の接続装置および／または第２の接続装置が遮断ユニットを有するとよい。遮断ユニットは、例えば交流電圧系統に接続可能である公知の開閉装置または遮断器である。遮断器は機械的な遮断器または電子的な遮断器であってよい。
【００１８】
第１の電力変換器および／または第１の並列電力変換器がそれぞれ第１の変圧器を介して第１の接続分岐線に接続されていて、第２の電力変換器および／または第２の並列電力変換器が第２の変圧器を介して第２の接続分岐線に接続されているとよい。このやり方で、運転中における装置と交流電圧系統との間の電気的分離が用意されている。もちろん、本発明の枠内において、並列直流電圧中間回路に負荷に接続可能な並列分岐端子を配置することも可能である。
【００１９】
他の利点は、交流電圧駆動装置が負荷接続端子に前置されている場合に生じる。それゆえ、並列負荷接続端子への負荷接続が既に考えられ得る。なぜならば、並列近接結合電力変換システムが正常動作時にいわば無負荷運転で動作するからである。第１の並列電力変換器および第２の並列電力変換器が低い電圧に対して設計されている場合には、相応の電圧に対して設計された負荷も冗長給電される。したがって、本発明による装置の利用可能性が遥かに拡張される。
【００２０】
更に、本発明は、第１の交流電圧系統および第２の交流電圧系統ならびに少なくとも１つの負荷の冗長給電のための上述の本発明による装置を備えたシステムに関する。
【００２１】
以下における図面の図に基づく本発明の実施例の説明によって、本発明の他の好ましい実施形態および利点を明らかにする。図において同じ作用をする構成部分には同じ符号が付されている。図１は２つの交流電圧系統の結合のための従来技術による近接結合電力変換システムを示し、図２は本発明による装置の実施例を概略図で示し、図３は本発明による装置の他の実施例を概略図で示し、図４は本発明による装置の他の実施例を概略図で示し、図５は本発明による装置の他の実施例を概略図で示し、図６は本発明による装置の他の実施例を概略図で示す。
【００２２】
図１は従来技術による装置として近接結合電力変換システム１を示す。公知の近接結合電力変換システム１は第１の電力変換器２ならびに第２の電力変換器３を有し、両電力変換器は直流電圧中間回路４を介して直流電圧側で互いに接続されている。直流電圧中間回路４は直流電圧の維持のためのエネルギー蓄積器を含み、ここではコンデンサ５を含む。電力変換器２および３の構成は当業者にとって周知であるので、ここではこれについて更に詳細に立ち入ることは不要である。これらは主としてターンオフ制御可能な電力用半導体、ここではＩＧＢＴを有する６パルスブリッジ回路からなり、ターンオフ制御可能な電力用半導体には逆並列にフリーホイールダイオードが接続されている。電力変換器２の交流側は第１の接続分岐線６を介して第１の開閉器７に接続されている。第１の開閉器７は第１の交流電圧系統８への接続装置として用いられる。開閉器７の投入状態において第１の電力変換器２を第１の交流電圧系統８に誘導結合するために変圧器９が設けられている。
【００２３】
第２の電力変換器３は、同様に変圧器９および第２の接続分岐線１０とを介して、第２の接続装置としての第２の開閉器１１に接続されている。したがって、開閉器１１の投入によって第２の電力変換器３が第２の交流電圧系統１２に誘導結合可能である。
【００２４】
電力変換器２もしくは電力変換器３の適切な制御によって、第１の交流電圧系統８から第２の交流電圧系統１２への、または第２の交流電圧系統１２から第１の交流電圧系統８への任意の電力伝送が可能にされている。概略図において、第１および第２の電力変換器２，３は概略的にしか示されていないコンデンサおよびインダクタンスを有するが、これらの結線および動作態様は当業者にとって同様に周知である。
【００２５】
図２は本発明による装置１３の実施例が概略図にて示されている。図示の装置１３は、同様に第１の電力変換器２ならびに第２の電力変換器３を有し、これらの電力変換器の直流電圧側は互いに接続されている。第１の接続分岐線６を介してならびに第１の開閉器７を介して、第１の電力変換器２が第１の交流電圧系統８に接続可能であり、これに対して第２の電力変換器３が第２の接続分岐線１０を介してならびに第２の開閉器１１を介して第２の交流電圧系統１２に接続可能である。交流電圧系統８および１２は、それぞれ専用の電源を、ここでは発電機の形で有し、とりわけ、いわゆるスラスタ１４の給電のために設けられている。スラスタは、ボーリング船が深い水中でボーリングを行なうときにボーリング船の位置決めをするために装備されている。既に述べたように、スラスタは回転数および方位角の可変のモータである。スラスタの短時間のみの給電中断も高コストをひき起こすことから、正常運転時にスラスタ１４によって必要とされる電力を供給する第２の交流電圧系統１２のほかに、第１の交流電圧系統８を設けておき、これに必要なときに切り換えようとするものである。
【００２６】
このために直流電圧中間回路４が２つの負荷接続端子に接続されている。直流電圧中間回路と負荷接続端子との接続は負荷接続線１５ａ，１５ｂにより行なわれる。負荷接続線１５ａ，１５ｂは直流電圧中間回路４の正の接続線４ａもしくは直流電圧中間回路４の負の接続線４ｂに直接的に接続されている。負荷接続端子には、直流電圧を交流電圧に変換するために装備された２つの駆動用インバータ１６が接続されている。駆動用インバータ１６も当業者にとって周知であるので、これについて詳細に立ち入ることは不要である。駆動用インバータ１６は所望の電圧振幅、位相角および周波数を有する交流電圧もしくは交流電力を発生する。
【００２７】
第１の電力変換器２の制御は、制御目標値として予め与えられる直流電圧中間回路４における目標直流電圧を設定する直流電圧制御によって行なわれる。この直流電圧制御は、図２においてＵｄｃを付された矢印によって略示されている。更に、直流電圧制御によって第１の交流電圧系統８の無効電力Ｑの制御が可能にされている。これは、図２においてＱにて示された矢印にて表されている。
【００２８】
第２の電力変換器３は、これに対して略示された測定ユニット１８に接続されている電力制御装置１７を有する。測定ユニット１８は、直流電流および／または交流電流および直流電圧および／または交流電圧に対してそれぞれ比例する出力信号を発生する電圧変成器を含み、出力信号はサンプル値の獲得のためにサンプリングユニットによってサンプリングされ、アナログ／ディジタル変換器によりディジタル直流電流値もしくは直流電圧値に変換される。更に、直流電圧制御は、直流電圧制御に目標値として役立つパラメータ化可能な目標直流電力を持ち、それに続いてすぐに第２の電力変換器３の電力用半導体、この例ではＩＧＢＴが、目標直流電力によって予め与えられた電力が第２の電力変換器３によって伝送されるように点弧制御される。本発明の枠内において負の目標直流電力が予め与えられ、これが大きさに関してスラスタ１４によって摂取される電力に相当する。換言するならば、負の目標直流電圧に基づいて、第２の交流電圧系統１２からスラスタ１４へのＰにて示された矢印の方向の電力潮流が供給される。これに対して第１の交流電圧系統８は直流電圧中間回路における電圧Ｕｄｃの維持のために役立つ。
【００２９】
第２の回路電圧系統１２の停電時に第１の交流電圧系統８が殆ど時間遅れなしにスラスタ１４の給電を引き受ける。この場合に第２の交流電圧系統１２の停電にもかかわらず、直流電圧中間回路における直流電圧Ｕｄｃが第１の電力変換器２によって維持される。しかしながら第１の交流電圧系統２における無効電力制御はこの場合にもはや可能でない。
【００３０】
もちろん第１の交流電圧系統８において故障が存在する場合には、直流電圧中間回路４における直流電圧の維持はもはや可能でない。この際スラスタ１４の給電は遮断される。
【００３１】
図３は第１の交流電圧系統８の停電時にもスラスタ１４の給電を保証する実施例を示す。この示された本発明の実施例では、近接結合電力変換システム１３に並列近接結合電力変換システム１９がある意味では逆並列に接続されている。このために第１の並列電力変換器２０が誘導的に変圧器９により第１の接続分岐線６に結合されている。直流電圧側では第１の並列電力変換器２０が第２の並列電力変換器２１に同様に双極性の並列直流電圧中間回路２２を介して接続されている。第２の並列電力変換器２１は第２の変圧器９により第２の接続分岐線１０に接続されていて、並列直流電圧中間回路２２の直流電圧を制御するための並列直流電圧制御装置を有し、この並列直流電圧制御装置は図３では単にＵｄｃを付された矢印によって示されているだけである。
【００３２】
第１の並列電力変換器２０は交流電圧制御装置を有し、交流電圧制御装置により第１の接続分岐線６において発生可能な交流電圧が制御可能である。このやり方で並列近接結合電力変換システム１９は第１の接続分岐線６において交流電圧を発生し、この交流電圧により第１の電力変換器２の動作が第１の交流電圧系統８の停電にもかかわらず可能にされたまま保たれる。第１の接続分岐線６に対する第１の交流電圧系統８のインターロックのために第１の開閉器７が用いられる。このやり方で、図３に×印によって示されているように第１の交流電圧系統に故障が存在する場合にも、モータまたはスラスタ１４の給電が可能である。しかしながら、故障時に、第１の接続線６から、したがって第１の電力変換器２から第１の交流電圧系統８を切り離すために、開閉器７が開路されていることが重要である。更に、円滑な正常運転については、第１の並列電力変換器２０による電圧制御の垂下特性は、第１の交流電圧系統８に給電する図示されていない発電機の垂下特性よりも僅かであることが留意されるべきである。さもないと、第１の並列電力変換器２０が交流電圧系統８に逆らって動作し、これは願わしくないことである。
【００３３】
並列近接結合電力変換システム１９および近接結合電力変換システム１３は任意の電圧範囲のために構成することができる。図示された実施例では、近接結合電力変換システム１３が中間電圧範囲、つまり１ｋＶから５２ｋＶまでの間の電圧のために設計されていて、これに対して並列近接結合電力変換システム１９が低電圧範囲のために装備されている。このやり方で大きな負荷またはモータ１４の冗長駆動も小さな負荷またはモータ２４，５の冗長駆動も可能にされている。念のために、低電圧のために設計された並列近接結合電力変換システム１９が中間電圧のために設計された近接結合電力変換システム１３よりも低コストであることを指摘しておく。
【００３４】
図４は本発明による装置の他の実施例を示し、並列電流回路２２に図示されていない並列分岐端子が接続されていて、並列分岐端子に付加的な負荷２４の駆動のための並列駆動インバータ２３が接続されている。更に直流電圧モータ２５が並列直流電圧中間回路２２に直接に接続されている。
【００３５】
図５は本発明による装置の他の実施例を示し、これは大幅に図４に示された実施例に対応する。しかし、この場合には並列直流電圧中間回路２２が直流電圧線２６ａおよび２６ｂを介して非常用電力変換器２７の直流電圧側に接続されている。非常用電力変換器２７の交流電圧側は、非常用開閉器２８を介して、交流電圧を導く非常用電源系統２９に接続されている。直流電流側を直流電圧中間回路４に接続されかつ交流電圧側を他の非常用電源系統または同一の非常用電源系統２９に接続されている他の非常用電力変換器が、図の見易さの理由から図示されていない。非常用電源系統２９によって、もしくは複数の非常用電源系統によって、負荷のための給電の停止確率が更に引き下げられている。第１および第２の交流電圧系統ならびに１つ以上の非常用電源系統が本発明の枠内において互いに独立に任意にさまざまの位相を有することができる。
【００３６】
図６は他の実施例を示し、これは殆ど図２に示された実施例に対応するが、しかし第２の電力変換器３が同様に直流電圧制御を有し、直流電圧制御は第１の電力変換器２の直流電圧制御に依存しない。この場合に、第１の電力変換器２および第２の電力変換器３の制御は、例えば直流電圧中間回路４における振動による電力変換器２および３の相互の影響が防止されるように行なわれる。電力変換器２および３は、例えばモジュール構造にて組み立てられていて、パワーエレクトロニクス組立ブロックとも呼ばれる電力用モジュールを有する。パワーエレクトロニクス組立ブロックは当業者にとって周知であるのでこれ以上の詳細に立ち入ることは不要である。
【００３７】
安全性の理由から、直流電圧中間回路４は、図示の実施例では故障時に直流電圧中間回路４における電流の流れの遮断をもたらす遮断器ユニット３０を有する。遮断器ユニット３０は、例えばヒューズ、回路遮断器などである。
【００３８】
図７は図６による実施例を示し、しかし図４に対応して付加的に逆並列に接続された並列近接結合電力変換システム１９が小負荷２４，２５のために設けられている。近接結合電力変換システム１３の電力変換器２，３の制御は、図６の実施例に関する説明と同様に行なわれ、ここでも非常用電源系統２９に接続可能な非常用電力変換器が両近接結合電力変換システム１３，１９のために設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】２つの交流電圧系統の結合のための従来技術による近接結合電力変換システムを示す概略図
【図２】本発明による装置の第１の実施例を示す概略図
【図３】本発明による装置の第２の実施例を示す概略図
【図４】本発明による装置の第３の実施例を示す概略図
【図５】本発明による装置の第４の実施例を示す概略図
【図６】本発明による装置の第５の実施例を示す概略図
【符号の説明】
【００４０】
１        近接結合電力変換システム
２        第１の電力変換器
３        第２の電力変換器
４        直流電圧中間回路
５        コンデンサ
６        第１の接続分岐線
７        第１の開閉器
８        第１の交流電圧系統
９        第１の変圧器
１０        第２の接続分岐線
１１        第２の開閉器
１２        第２の交流電圧系統
１３        近接結合電力変換システム
１４        スラスタ
１５ａ      負荷接続線
１５ｂ      負荷接続線
１６        駆動用インバータ
１７        電力調節器
１８        測定ユニット
１９        並列近接結合電力変換システム
２０        第１の並列電力変換器
２１        第２の並列電力変換器
２２        並列直流電圧中間回路
２３        並列駆動用インバータ
２４        付加的な負荷２４
２５        直流電圧モータ
２６ａ      直流電圧線
２６ｂ      直流電圧線
２７        非常用電力変換器
２８        非常用開閉器
２９        非常用電源系統
３０        遮断器ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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