SCHOLZ, Dieter (Mitteldorfer Weg 20, Weisendorf, 91085, DE)
ECKERT, Jürgen (Im Schafhof 11, Weisendorf, 91085, DE)
SCHOLZ, Dieter (Mitteldorfer Weg 20, Weisendorf, 91085, DE)
| Patentansprüche 1. Verfahren zum Betrieb eines von zumindest einem Pulsumrichter (3) gespeisten Schiffsantriebsmotors (2), bei dem Schaltelemente (5) des Pulsumrichters (3) mit einer veränder¬ baren Schaltfrequenz geschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltfrequenz unabhängig vom Betriebszustand des Schiffsantriebsmotors (2) und des Pulsumrichters (3) ma¬ nuell durch Betriebspersonal des Schiffes gesteuert wird, um ein akustisches Geräuschspektrum des Schiffes zu verändern. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schiffspersonal eine zahlen¬ mäßig begrenzte Anzahl möglicher Schaltfrequenzen zur Auswahl angeboten wird und dass das Schiffspersonal die Schaltfre¬ quenz dadurch steuert, dass es aus dieser Anzahl eine Schalt¬ frequenz auswählt. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltfrequenzen jeweils ei¬ nem Signaturtyp zugeordnet sind und dem Schiffspersonal diese Signaturtypen zur Auswahl angeboten werden, wobei das Schiffspersonal die Schaltfrequenz dadurch steuert, dass es aus diesen Signaturtypen einen Signaturtyp auswählt. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerimpulse für die Schal¬ telemente (5) des Pulsumrichters (3) durch Modulation eines Sollwertes (R) mit einer Modulationsfrequenz (fT) erzeugt werden und dass zur Steuerung der Schaltfrequenz der Schaltelemente (5) die Modulationsfrequenz (fT) unabhängig von dem Sollwert (R) gesteuert wird. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schiffsantriebsmotor (2) von mehreren Pulsumrichtern (3) gespeist wird, wobei die Schalt¬ elemente (5) sämtlicher Pulsumrichter (3) mit der jeweils gleichen Schaltfrequenz betrieben werden. 6. Schiffsantriebssystem (1) mit einem Schiffsantriebsmotor (2), zumindest einem Pulsumrichter (3) mit Schaltelementen (5) zur Speisung des Schiffsantriebsmotors (2) und mit einer Einrichtung (6) zur Erzeugung von Schaltimpulsen veränderba- rer Schaltfrequenz für die Schaltelemente (5) des Pulsumrichters (3), wobei die Einrichtung (6) zur Erzeugung der Schalt¬ impulse derart ausgebildet ist, dass die Schaltfrequenz unab¬ hängig vom Betriebszustand des Schiffsantriebsmotors (2) und des Pulsumrichters (3) steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (6) zur Erzeu¬ gung der Schaltimpulse für eine manuelle Steuerung der Schaltfrequenz durch Betriebspersonal des Schiffes mit einer Eingabeeinrichtung (10) gekoppelt ist, um ein akustisches Ge¬ räuschspektrum des Schiffes zu verändern. 7. Schiffsantriebssystem (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabeeinrichtung (10) derart ausgebildet ist, dass sie dem Betriebspersonal eine zah¬ lenmäßig begrenzte Anzahl möglicher Schaltfrequenzen zur Aus- wähl anbietet und dass zur Steuerung der Schaltfrequenz für das Betriebspersonal eine dieser Schaltfrequenzen auswählbar ist . 8. Schiffsantriebssystem (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltfrequenzen jeweils ei¬ nem Signaturtyp zugeordnet sind und dass die Eingabeeinrich¬ tung (10) derart ausgebildet ist, sie dem Betriebspersonal die den Schaltfrequenzen zugeordneten Signaturtypen zur Auswahl anbietet, und dass zur Steuerung der Schaltfrequenz für das Betriebspersonal einer dieser Signaturtypen auswählbar ist . 9. Schiffsantriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (6) zur Er- zeugung der Schaltimpulse derart ausgebildet ist, dass sie die Schaltimpulse für die Schaltelemente (5) des Pulsumrich¬ ters (3) durch Modulation eines Sollwertes (R) mit einer Mo¬ dulationsfrequenz (fT) erzeugt und dass die Steuerung der Schaltfrequenz der Schaltelemente (5) durch eine Steuerung der Modulationsfrequenz (fT) unabhängig von dem Sollwert (R) erfolgt . 10. Schiffsantriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch mehrere Pulsumrichter (3) zur Spei¬ sung des Schiffsantriebsmotors und jeweils einer eigenen Ein¬ richtung (6) zur Erzeugung von Schaltimpulsen veränderbarer Schaltfrequenz für jeden der Pulsumrichter (3), wobei sämtli- che Einrichtungen (6) zur Erzeugung von Schaltimpulsen mit der Eingabeeinrichtung (10) gekoppelt sind. 11. Schiff, insbesondere Unterwasserschiff, mit einem Schiffsantriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 10. 12. Verfahren zum Betrieb eines Schiffes nach Anspruch 11, bei dem die Schaltfrequenz durch Betriebspersonal des Schiffes manuell während der Fahrt des Schiffes geändert wird. |
VERFAHREN ZUM BETRIEB EINES VON ZUMINDEST EINEM PULSBREITENMODULIERTEN UMRICHTER GESPEISTEN SCHIFFSANTRIEBSMOTORS SOWIE SCHIFFSANTRIEBSSYSTEM
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines von zumindest einem Pulsumrichter gespeisten Schiffsantriebsmotors gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein
Schiffsantriebssystem mit einem derartigen Schiffsantriebsmotor gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 6.
Beim Betrieb eines von einem Pulsumrichter gespeisten
Schiffsantriebsmotors ist es bekannt, die Schaltelemente des Pulsumrichters (häufig auch als „Ventile" bezeichnet) mit ei ¬ ner Schaltfrequenz zu schalten, die sich entweder nicht oder nur in Abhängigkeit von Änderungen des Betriebszustandes des Schiffsantriebsmotors und/oder des Pulsumrichters ändert. Da ¬ bei kann es insbesondere im stationären Betrieb zu deutlich wahrnehmbaren Oberschwingungen im Geräuschspektrum der Maschine und somit auch des Schiffes kommen. Im akustischen Ge ¬ räuschspektrum des Schiffes, häufig auch als „akustische Sig ¬ natur" des Schiffes bezeichnet, finden sich dann eine oder mehrere Spektrallinien mit einem deutlich erhöhten Spitzenwert, während sich andere Bereiche des Spektrums durch nur sehr geringe Werte auszeichnen. Bei einem Einsatz des Schiffes als Forschungsschiff können die hierdurch erzeugten Geräusche Messungen im Wasser stören. Weiterhin können diese Geräusche Meerestiere stören, die gerade im Bereich der
Spektrallinien mit den Spitzenwerten eine besondere Sensibilität aufweisen. Hierdurch kann beispielsweise aus Tier- schutzgründen der Bewegungsradius von Kreuzfahrtschiffen oder Fähren eingeschränkt werden. Im Fall von Unterwasserschiffen können die Geräusche zu einer erhöhten Detektierbarkeit des Unterwasserschiffes führen.
Aus der DE 39 12 706 AI ist ein Verfahren zum Betrieb einer von einem Pulsumrichter gespeisten Maschine bekannt, bei dem die Schaltfrequenz der Schaltelemente des Pulsumrichters un- abhängig vom Betriebszustand des Schiffsantriebsmotors und des Pulsumrichters automatisch ständig geändert wird. Die Schaltfrequenzen und deren Änderungszeitpunkte werden dabei beispielsweise von einem Zufallsgenerator vorgegeben. Im Ge- räuschspektrum des Motors entsteht dann statt einer einzigen oder wenigen hohen Spektrallinien ein mehr oder weniger kontinuierliches Spektrum mit einem deutlich niedrigeren Spitzenwert . Aus der EP 0 685 923 Bl ist es bekannt, die Schaltfrequenz der Schaltelemente des Pulsumrichters zur Geräuschreduzierung in Abhängigkeit von einer definierten Funktion zu ändern, wobei durch gezieltes Setzen von Parametern in der Funktion eine gleichmäßige Verteilung von Oberschwingungen über das Fre- quenzspektrum erzielt und somit die Geräusche reduziert wer ¬ den .
Die US 2003/0052642 AI offenbart ein Antriebssystem, bei dem eine gewünschte Soll-Schaltfrequenz manuell durch einen Nut- zer ausgewählt werden kann. Allerdings wird diese Soll- Schaltfrequenz durch eine Umrichtersteuerung in Abhängigkeit von einem Sollwert für die Frequenz der Ausgangsspannung des Umrichters teilweise wieder geändert, um Verzerrungen der Um ¬ richterausgangsspannung aufgrund parasitärer Effekte zu ver- meiden.
Durch diese Lösungen lässt sich zwar insgesamt der Geräuschpegel senken, aber es werden weiterhin Geräusche in an sich unerwünschten Frequenzbereichen erzeugt.
Es ist deshalb Aufgabe vorliegender Erfindung, bei einem Verfahren zum Betrieb eines von zumindest einem Pulsumrichter gespeisten Schiffsantriebsmotors gemäß Oberbegriff des An ¬ spruchs 1 und bei einem Schiffsantriebssystem gemäß Oberbeg- riff des Anspruchs 6 derartige Probleme zu vermeiden.
Die Lösung der auf das Verfahren gerichteten Aufgabe gelingt durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1. Vorteilhafte Aus- gestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 5. Die Lö ¬ sung der auf das Schiffsantriebssystem gerichteten Aufgabe gelingt durch ein Schiffsantriebssystem gemäß Patentanspruch 6. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 7 bis 10. Ein Schiff mit einem derartigen Schiffsantriebssys ¬ tem ist Gegenstand des Anspruchs 11. Ein Verfahren zum Be ¬ trieb eines derartigen Schiffes ist Gegenstand des Anspruchs 12. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Schaltfrequenz unabhängig vom Betriebszustand des Schiffsantriebsmotors und des Pulsumrichters, d.h. beispielsweise unabhängig von der Ausgangsspannung des Pulsumrichters bzw. der Eingangsspannung des Schiffsantriebsmotors und/oder von der Drehzahl des
Schiffsantriebsmotors, manuell durch Betriebspersonal des Schiffes gesteuert. Es werden somit die Schaltfrequenz und der Zeitpunkt, ab dem der Pulsumrichter mit der von dem Betriebspersonal bestimmten Schaltfrequenz betrieben wird, nicht automatisch, sondern manuell durch das Betriebspersonal bestimmt. Dem Betriebspersonal des Schiffes ist es somit mög ¬ lich, das Geräuschspektrum (d.h. die akustische Signatur) des Schiffes zu verändern und somit gezielt ein bestimmtes ge ¬ wünschtes Geräuschspektrum des Schiffes einzustellen. Das Geräuschspektrum kann dann gezielt entsprechend der zu einem bestimmten Zeitpunkt vorliegenden Anforderungen und Rahmenbedingungen für den Betrieb des Schiffes eingestellt werden. Beispielsweise kann es bei einem Forschungsschiff derart eingestellt werden, dass es Unterwassermessungen nicht stört. Bei einem Kreuzfahrtschiff oder einer Fähre kann es derart eingestellt werden, dass es bestimmte Meerestiere nicht stört. Im Fall eines Unterwasserschiffes kann es beispiels ¬ weise derart eingestellt werden, dass dessen Detektierbarkeit erschwert wird. Das Betriebspersonal kann sich zur Bestimmung der Schaltfrequenz dabei an Bord des Schiffes oder auch au- ßerhalb des Schiffes befinden, wobei es im letzteren Fall per Fernsteuerung die Schaltfrequenz steuert. Die Steuerung der Schaltfrequenz durch das Schiffspersonal kann hierbei direkt durch Angabe der Schaltfrequenz oder auch indirekt durch An- gäbe eines der Schaltfrequenz zugeordneten Parameters erfolgen .
Zur Erhöhung der Bedienungsfreundlichkeit kann dem Schiffs- personal eine zahlenmäßig begrenzte Anzahl möglicher Schalt ¬ frequenzen zur Auswahl angeboten werden und das Schiffspersonal steuert die Schaltfrequenz dadurch, dass es aus dieser Anzahl eine Schaltfrequenz auswählt. In einer für das Schiffspersonal besonders bedienungsfreund ¬ lichen Ausgestaltung des Verfahrens sind die Schaltfrequenzen jeweils einem Signaturtyp zugeordnet. Dem Schiffspersonal können dann diese Signaturtypen zur Auswahl angeboten werden und das Schiffspersonal steuert die Schaltfrequenz dadurch, dass es aus diesen Signaturtypen einen Signaturtyp auswählt. Die Signaturtypen können definierte unterschiedliche Ge ¬ räuschspektren repräsentieren oder Einsatzbedingungen des Schiffes widerspiegeln. Das Schiffspersonal kann somit auf besonders einfache Weise und ohne genaue Kenntnis der genauen Schaltfrequenzen allein anhand des Signaturtyps die Schalt ¬ frequenz steuern. Letztendlich repräsentiert jedoch ein Signaturtyp ein definiertes akustisches Geräuschspektrum des Schiffes (d.h. die „akustische Signatur" des Schiffes), wel ¬ ches wiederum durch eine oder mehrere Spektrallinien mit ei- nem deutlich erhöhten Spitzenwert im Vergleich zu anderen Bereichen des Spektrums mit vergleichsweise deutlich geringeren Werten charakterisiert ist.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung werden die Steuerimpulse für die Schaltelemente des Pulsumrichters durch Modulation eines Sollwertes mit einer Modulationsfrequenz erzeugt und zur Steuerung der Schaltfrequenz der Schaltelemente wird die Modulationsfrequenz unabhängig von dem Sollwert gesteuert .
Wenn der Schiffsantriebsmotor von mehreren Pulsumrichtern gespeist wird, werden bevorzugt die Schaltelemente sämtlicher Pulsumrichter mit der jeweils gleichen Schaltfrequenz betrie- ben, so dass sie auch in der Summe ein gewünschtes Geräusch ¬ spektrum erzeugen.
Bei dem erfindungsgemäßen Schiffsantriebssystem ist die Ein- richtung zur Erzeugung der Schaltimpulse für eine manuelle Steuerung der Schaltfrequenz durch Betriebspersonal des
Schiffes mit einer Eingabeeinrichtung gekoppelt. Die im Zu ¬ sammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannten Vorteile gelten in entsprechender Weise für das erfindungsgemäße Schiffsantriebssystem. Die Eingabeeinrichtung kann beispielsweise für das Schiffspersonal leicht zugänglich in der
Schiffsbrücke angeordnet sein, während sich der Schiffsan ¬ triebsmotor, der Pulsumrichter und die Einrichtung zur Erzeugung der Schaltimpulse im Maschinenraum des Schiffes befin- den.
Zur Erhöhung der Bedienungsfreundlichkeit kann die Eingabe ¬ einrichtung dabei derart ausgebildet sein, dass sie dem Be ¬ triebspersonal eine zahlenmäßig begrenzte Anzahl möglicher Schaltfrequenzen zur Auswahl anbietet und dass zur Steuerung der Schaltfrequenz für das Betriebspersonal eine dieser
Schaltfrequenzen auswählbar ist.
In einer für das Schiffspersonal besonders bedienungsfreund- liehen Ausgestaltung sind die Schaltfrequenzen jeweils einem Signaturtyp zugeordnet und die Eingabeeinrichtung ist derart ausgebildet, dass sie dem Betriebspersonal die den Schaltfre ¬ quenzen zugeordneten Signaturtypen zur Auswahl anbietet und dass zur Steuerung der Schaltfrequenz für das Betriebsperso- nal einer dieser Signaturtypen auswählbar ist.
Bevorzugt ist die Einrichtung zur Erzeugung der Schaltimpulse derart ausgebildet, dass sie die Schaltimpulse für die
Schaltelemente des Pulsumrichters durch Modulation eines Sollwertes mit einer Modulationsfrequenz erzeugt und dass die Steuerung der Schaltfrequenz der Schaltelemente durch Steuerung der Modulationsfrequenz unabhängig von dem Sollwert erfolgt . Wenn das Schiffsantriebssystem mehrere Pulsumrichter zur Speisung des Schiffsantriebsmotors und jeweils eine eigene Einrichtung zur Erzeugung von Schaltimpulsen veränderbarer Schaltfrequenz für jeden der Pulsumrichter aufweist, sind von Vorteil sämtliche Einrichtungen zur Erzeugung von Schaltimpulsen mit der Eingabeeinrichtung gekoppelt. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass alle Pulsumrichter mit der glei ¬ chen Schaltfrequenz betrieben werden und auch in der Summe ein gewünschtes Geräuschspektrum erzeugen.
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 erstes Ausführungsbeispiel für ein erfindungsge ¬ mäßes Schiffsantriebssystem,
FIG 2 ein vorteilhaft verwendetes Verfahren zur Erzeugung von Schaltimpulsen und
FIG 3 ein zweites Ausführungsbeispiel für ein erfindungsge ¬ mäßes Schiffsantriebssystem.
Die FIG 1 zeigt ein Schiffsantriebssystem 1 mit einem elektrischen Schiffsantriebsmotor 2, der an einen dreiphasigen Pulswechselrichter 3 angeschlossen ist und von diesem mit elektrischer Energie gespeist wird. Der Pulswechselrichter 3 weist hierbei drei Halbrücken 4 mit jeweils zwei Schaltele ¬ menten 5 (z.B. IGBT-Halbleiterschalter) auf und wird ein- gangsseitig von einer vorgegebenen Gleichspannung U, z.B. ei- ner Batteriespannung oder einer eingeprägten Zwischenkreis- Gleichspannung eines Spannungszwischenkreis-Umrichters, ge ¬ speist. Die Schiffsantriebsmotor 2 ist als eine Drehfeldma ¬ schine mit einem dreiphasigen Wicklungssystem 11 ausgebildet und in nicht näher dargestellter Weise mechanisch mit einem Schiffspropeller gekoppelt.
Für die Speisespannung des Motors 2 sind einer Einrichtung 6 zur Erzeugung von Schaltimpulsen für die Schaltelemente 5 des Pulswechselrichters 4 von einer Antriebsregelung 9 ein Sollwert a und eine Sollfrequenz f a vorgegeben. Diese Soll ¬ werte bestimmen den in FIG 2 mit R dargestellten Verlauf des Sollwertes für die Speisespannung des Motors 2, der in einem Pulsbreiten-Modulator 8 mit einer sägezahnförmigen Modulationsspannung D verglichen wird. Deren Schnittpunkte bestimmen eine pulsbreitenmodulierte Steuerspannung S, aus deren Flan ¬ ken die Steuerimpulse für die Schaltelemente 5 des Pulswech ¬ selrichters 3 abgeleitet werden. Dieser nach dem bekannten "Unterschwingungsverfahren" arbeitende Pulsbreitenmodulator 8 wird von einem Steuersignal f T gespeist, das die Frequenz der sägezahnförmigen Modulationsspannung angibt.
Das Steuersignal f T für die Modulationsfrequenz kann im Stand der Technik in Abhängigkeit von den Sollwerten a und f a im Modulator 8 der Einrichtung 6 selbst gebildet sein, so dass ein eigener Steuereingang nicht vorhanden ist. Insbesondere kann als Pulsbreitenmodulator 8 ein Mikroprozessor verwendet sein, der ohne eine direkte Bildung der Sägezahnspannung die Steuerflanken des Steuersignals S errechnet. Die Modulations ¬ frequenz ändert sich dann beim Stand der Technik nicht oder nur in Abhängigkeit von Änderungen des Betriebszustandes des Motors 2 oder des Pulswechselrichters 3. Im stationären Be ¬ triebszustand ist die Modulationsfrequenz f T konstant.
Gemäß einer anderen aus dem Stand der Technik bekannten Lösung kann das Steuersignal für die Modulationsfrequenz f T von einem Rauschgenerator geliefert werden, der nach einer statistischen Berechnung die Modulationsfrequenz f T erzeugt, für die ein Mittelwert und eine Bandbreite vorgegeben ist. Da ¬ durch kann z.B. eine Gauss-Verteilung der Modulationsfrequenz f T erzielt werden.
Bei einer weiteren aus dem Stand der Technik bekannten Lösung kann eine gewünschte Modulationsfrequenz f T zwar manuell durch einen Nutzer vorgegeben werden, aber diese wird teilweise von einer Umrichtersteuerung abhängig von einem Sollwert für die Frequenz der Ausgangsspannung des Pulswechsel- richters 4 bzw. der Speisespannung des Motors 2 wieder geändert .
Im Gegensatz hierzu ist in FIG 1 der Pulsbreitenmodulator 8 von einem Steuersignal f T für die Modulationsfrequenz ange ¬ steuert, das von einer Ein-/Ausgabeeinheit 10 in Abhängigkeit von einer manuellen Eingabe des Schiffspersonals erzeugt wird und unabhängig von den Sollwerten a und f a (d.h. beispielsweise unabhängig von der Frequenz und Höhe der Ausgangsspan- nung des Pulsumrichters 4 bzw. der Eingangsspannung des Motors 2 und somit von der Drehzahl des Motors 2) über die An ¬ triebsregelung 9 an die Einrichtung 6 zur Erzeugung der Steuerimpulse weitergegeben wird. Die Einrichtung 6 zur Erzeugung der Schaltimpulse ist somit für eine manuelle Steuerung der Schaltfrequenz durch Betriebspersonal des Schiffes über die Antriebsregelung 9 mit der Ein-/Ausgabeeinheit 10 gekoppelt. Alternativ kann die Einrichtung 6 zur Erzeugung der Schaltimpulse auch direkt mit der Ein-/Ausgabeeinheit 10 oder indi ¬ rekt über andere Komponenten des Schiffsantriebssystems 1 mit der Ein-/Ausgabeeinheit 10 gekoppelt sein. Die Ein-/Ausgabe- einheit 10 befindet sich hierzu auf der Brücke des Schiffes, während sich der Pulswechselrichter 3 und der Antriebsmotor 2 im Maschinenraum des Schiffes befinden. Mittels der Ein-/Ausgabeeinheit 10 ist es dem Schiffspersonal von der Brücke aus möglich, die Schaltfrequenz unabhängig vom Betriebszustand des Schiffsantriebsmotors 2 und des Pulswech ¬ selrichters 3 manuell zu steuern. Es können somit die Schalt ¬ frequenz, der Zeitpunkt, ab dem der Pulswechselrichter 3 mit dieser Schaltfrequenz betrieben wird, und die Dauer des Betriebs mit dieser Schaltfrequenz manuell durch das Betriebs ¬ personal bestimmt werden. Im Frequenzspektrum der Ausgangsspannung des Pulswechselrichters 3 entstehen dann in Abhängigkeit von der Schaltfrequenz gezielt eine oder mehrere Spektrallinien mit einem deutlich hohen Spitzenwert. Entsprechend ändern sich auch das Geräuschspektrum des Motors 2 und damit die Signatur des Schiffes. Die Schaltfrequenz ist darin als eine einzige auffällige Nadel oder mehrere auffällige Einzelnadeln im Spektrum wahrnehmbar, während andere Bereiche des Spektrums sich durch nur sehr geringe Werte auszeichnen.
Dem Betriebspersonal des Schiffes ist es somit möglich, das Geräuschspektrum (d.h. die akustische Signatur) des Schiffes zu verändern und somit gezielt ein bestimmtes gewünschtes Ge ¬ räuschspektrum des Schiffes einzustellen.
Das Betriebspersonal und die Ein-/Ausgabeeinheit können sich zur Steuerung der Schaltfrequenz auch außerhalb des Schiffes befinden und per Fernsteuerung die Schaltfrequenz steuern.
Die Ein-/Ausgabeeinheit 10 kann dabei derart ausgebildet sein, dass sie dem Betriebspersonal eine zahlenmäßig begrenz- te Anzahl möglicher Schaltfrequenzen ausgibt und zur Auswahl anbietet. Für das Betriebspersonal ist dann zur Bestimmung der Schaltfrequenz eine dieser Schaltfrequenzen auswählbar.
In einer für das Schiffspersonal besonders bedienungsfreund- liehen Ausgestaltung sind die Schaltfrequenzen jeweils einem Signaturtyp zugeordnet und die Ein-/Ausgabeeinheit 10 ist derart ausgebildet, dass sie dem Betriebspersonal die den Schaltfrequenzen zugeordneten Signaturtypen ausgibt und zur Auswahl anbietet. Für das Betriebspersonal ist dann zur Steu- erung der Schaltfrequenz einer dieser Signaturtypen auswählbar. Die Signaturtypen können sich beispielsweise durch die Anordnung der Spektrallinien mit deutlich erhöhten Spitzenwerten im Spektrum unterscheiden. Die Ein-/Ausgabeeinheit 10 setzt dann den gewünschten Signaturtyp in eine zugeordnete Modulationsfrequenz f T um. Alternativ kann diese Umsetzung natürliche auch in der Antriebsregelung 9 oder in den Einrichtungen 6 erfolgen.
Bei der Ein-/Ausgabeeinheit 10 kann es sich beispielsweise um einen Touchscreen handeln.
Das Schiffspersonal kann beispielsweise zu Beginn einer Fahrt einen gewünschten Signaturtyp, d.h. eine gewünschte Anordnung der Spektrallinien mit deutlich erhöhten Spitzenwerten im Spektrum, auswählen und somit die zugeordnete Schaltfrequenz einstellen. Das Schiffspersonal kann dann auch während der Fahrt gezielt zwischen unterschiedlichen Signaturtypen bzw. Schaltfrequenzen wechseln.
Anstatt nur eines einzigen dreiphasigen Wicklungssystems 11 kann der Motor 2 natürlich auch mehrere Wicklungssysteme auf ¬ weisen, die von jeweils einem eigenen Pulswechselrichter ge- speist werden, wobei sämtliche Pulswechselrichter mit der gleichen Schaltfrequenz betrieben werden.
Ein in FIG 3 gezeigtes erfindungsgemäßes Schiffsantriebssys ¬ tem 20 unterscheidet sich von dem in FIG 1 gezeigten Schiffs- antriebssystem 1 dadurch, dass der elektrische Schiffsantriebsmotor 2 mehrere (beispielsweise zwölf) von jeweils ei ¬ nem einphasigen Pulswechselrichter 3 gespeiste Wicklungsstränge 12 aufweist, von denen zur Vereinfachung der Darstellung nur drei dargestellt sind. Jeder der Pulswechselrichter 3 weist hierbei zwei Halbrücken 4 mit jeweils zwei Schaltele ¬ menten 5 (z.B. IGBT-Halbleiterschalter) auf. Bei dem Schiffsantriebssystem 20 handelt es sich beispielsweise um ein
Schiffsantriebssystem für ein Unterwasserschiff, bei dem zur Geräuschreduzierung und aus Redundanzgründen eine derartige Einzelstrangspeisung vorteilhaft ist.
Das Schiffsantriebssystem 20 weist für jeden der Pulswechselrichter 3 jeweils eine eigene Einrichtung 6 zur Erzeugung von Schaltimpulsen veränderbarer Schaltfrequenz für den Pulswech- selrichter 3 auf. Dabei sind sämtliche Einrichtungen 6 zur
Erzeugung von Schaltimpulsen mit einer gemeinsamen Antriebsregelung 9 verbunden, die den Einrichtungen 6 zur Erzeugung der Schaltimpulse - wie im Zusammenhang mit FIG 1 erläutert - einen Sollwert a, eine Sollfrequenz f a und eine Modulations- frequenz f T vorgibt. Die Modulationsfrequenz f T erhält die Antriebsregelung 9 wiederum von der Ein-/Ausgabeeinheit 10, über die das Schiffspersonal die Schaltfrequenz der Schalt ¬ elemente 5 der Pulswechselrichter 3 und somit das Geräusch- Spektrum des Schiffes unabhängig von der Sollfrequenz f a steuert. Da sämtliche Einrichtungen 6 zur Erzeugung von Schaltimpulsen über die Antriebsregelung 9 mit der gleichen Ein-/Ausgabeeinheit 10 gekoppelt sind, wird sichergestellt, dass sie auch mit der gleichen Schaltfrequenz betrieben werden .