CN113993781B - 能量供给装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于提供电能的方法，所述方法具有如下步骤：借助于二冲程柴油发动机(12)的曲轴(14)提供机械能；借助于第一旋转电机(16)将机械能转换成电能，所述第一旋转电机具有可旋转地设置在第一定子(18)中的第一转子(20)，所述第一转子的第一转子轴(22)与曲轴(14)机械地耦联，和/或借助于第二旋转电机(28)将机械能转换成电能，所述第二旋转电机具有可旋转地设置在第二定子(30)中的第二转子(32)，所述第二转子的第二转子轴(34)与曲轴(14)机械地耦联；以及将电能输送至直流电网(26)，其中至少当第一旋转电机(16)停用时，激活第二旋转电机(28)以用于转换能量。

Description

能量供给装置
技术领域
本发明涉及一种用于提供电能的能量供给装置，所述能量供给装置具有：用于提供机械能的二冲程柴油发动机，所述二冲程柴油发动机具有用于提供机械能的曲轴；以及用于将机械能转换成电能的第一旋转电机，其中第一旋转电机具有可旋转地设置在第一定子中的转子，所述转子具有第一转子轴，其中第一转子轴与曲轴机械地耦联，并且其中第一旋转电机具有第一定子和/或第一转子的第一电绕组，所述第一电绕组可以与直流电网电耦联，以便向直流电网输送电能。此外，本发明也涉及一种用于借助于能量供给装置提供电能的方法，所述方法具有如下步骤：借助于二冲程柴油发动机产生机械能，其中将机械能提供给二冲程柴油发动机的曲轴；借助于第一旋转电机将机械能转换成电能，所述第一旋转电机具有可旋转地设置在第一定子中的第一转子，所述第一转子的第一转子轴与曲轴机械地耦联，其中借助于第一旋转电机(16)的第一绕组提供电能；以及将所产生的电能输送至直流电网。
背景技术
二冲程柴油发动机以及用于提供电能的能量供给装置在现有技术中是广泛已知的，使得为此不需要单独的出版证明。通用类型的能量供给装置尤其用于为连接在能量供给装置上的电消耗器的常规运行提供电能。为了所述目的，能量供给装置可以连接在能量供给网上，在所述能量供给网上也可以连接有其他能量供给装置和电消耗器。因此，能量供给网也可以用于分配电能。
为了提供电能，已知：能量供给装置包括内燃机，所述内燃机与旋转电机机械地耦联。旋转电机用于将提供给内燃机的曲轴的机械能转变成电能，使得包括内燃机和旋转电机的能量供给装置能够以期望的方式提供电能。DE 103 53 967A1涉及不同类别和尺寸的用于低排放水面海军(Navy)船舶的能量产生系统、配电系统和船上供电系统。
如果要将二冲程柴油发动机用作内燃机，形成用于通用能量供给装置的特殊情况。二冲程柴油发动机的使用尤其在船舶驱动装置的领域中广泛流行。二冲程柴油发动机是借助于其可以实现关于燃料使用的高效率的内燃机。此外，与其他内燃机相比，所述二冲程柴油发动机是相对少维护的并且在常规运行中是可靠的。
二冲程柴油发动机通常构成为二冲程大型柴油发动机，并且通常针对例如大约6MW至大约80MW的功率范围构造。在船舶驱动装置中，二冲程柴油发动机用于驱动船舶驱动装置的螺旋桨，更确切地说优选地用于直接驱动船舶驱动装置的螺旋桨。
二冲程柴油发动机是根据二冲程原理工作的柴油发动机。以二冲程柴油发动机的功能是已知的为前提，因此在此不进行关于其功能的进一步详细说明。
二冲程柴油发动机的使用、尤其在船舶驱动装置中的使用已经得到检验，尤其二冲程柴油发动机可以达到特别高的效率。二冲程柴油发动机通常构成为缓慢运行的发动机。所述二冲程柴油发动机通常作为直列式发动机。在常规运行中，这种二冲程柴油发动机通常以大约60转每分钟至大约120转每分钟的范围内、优选地大约80转每分钟至大约100转每分钟的范围内的转速运行。这种二冲程柴油发动机的气缸的孔的典型尺寸从几分米直至大约1m或更大。例如，气缸行程可以在几分米至大约3.5m的范围内、优选地大约50cm至大约1m的范围内。
例如在DE 883 214C中公开了一种具有多缸体气缸活塞机的驱动装置、尤其具有多缸体气缸二冲程柴油马达柴油发动机的船舶驱动装置。
目前仅非常受限制地提出使用二冲程柴油发动机来产生电能。尽管二冲程大型柴油发动机具有比例如四冲程柴油发动机明显更好的效率，但是由于物理情况，迄今几乎不考虑将二冲程柴油发动机用于产生电能。一个重要的原因是——与使用二冲程柴油发动机以驱动水运工具的螺旋桨时不同——电机不能提供用于转速稳定的合适的惯性矩，从而也不能作为转速过高保护。此外，已证明不利的是，二冲程柴油发动机在常规运行中通常以通常小于大约100转每分钟的转速运行。从中得出旋转电机需要高的极数，由此旋转电机和从而能量供给装置的结构实现整体会变得不利。尤其，因比较小的转速和点火时序造成的扭矩波动证明是不利的，所述扭矩波动可能引起发电机频率中的大的波动，并从而会对电流的对应的电流变化产生不利影响。
在使用包括水运工具的领域内的二冲程柴油发动机的能量供给装置时，上述问题的解决方案是未知的。在通用类型的陆基能量供给装置中，使用大质量的大型飞轮，以便减小二冲程柴油发动机的转速波动。然而，所述解决方案非常耗费并且不适用于任何类型的车辆。
证明为特别关键的是，旋转电机和/或其与优选地为直流电网的能量供给网的电耦联突然失效。即由于大的气缸容积以及低的转速，于是可能出现如下问题：已经借助于燃料填充的气缸点火并且释放其能量，然而所释放的能量不能通过旋转电机吸收。在此转化的大的能量总量可能引起至少二冲程柴油发动机的明显的损坏。
此外，可以在非常短的时间内超过曲轴的允许的最大转速，使得二冲程柴油发动机达到转速过高的范围。在此可能引起二冲程柴油发动机的持续损坏。在这里所讨论的大型机器中，这不仅极其危险，而且极其成本高昂。
发明内容
本发明所基于的目的是，改进通用的能量供给装置以及用于运行所述能量供给装置的方法，使得可以确保可靠的持久运行。
借助于本发明，提出根据实施例的能量供给装置以及方法作为解决方案。
根据后续描述的实施例的特征得出有利的改进方案。
关于通用的能量供给尤其提出，能量供给装置具有用于将机械能转换成电能的第二旋转电机，其中第二旋转电机具有可旋转地设置在第二定子中的第二转子，所述第二转子具有第二转子轴，其中第二转子轴与曲轴机械地耦联，并且其中第二旋转电机具有第二电绕组，所述第二电绕组可以与直流电网电耦联，以便向直流电网输送电能。
关于通用的方法提出，补充地或替选地，借助于第二旋转电机将机械能转换成电能，所述第二旋转电机具有可旋转地设置在第二定子中的第二转子，所述第二转子的第二转子轴与曲轴机械地耦联，其中借助于第二旋转电机的第二绕组提供电能，并且将电能输送给直流电网，并且其中至少当第一旋转电机停用时，第二旋转电机被激活以用于转换能量。
此外，本发明基于如下构思：如果在常规运行中可以更好地实现二冲程柴油发动机的安全性，则可以改进所述二冲程柴油发动机的使用以获得电能。为了所述目的，本发明提出将曲轴与两个单独的电机机械地耦联，使得可以实现冗余，即使两个电机中的一个电机和/或其与直流电网的电耦联失效或停用，所述冗余也允许使二冲程柴油发动机承受充分负载。由此，可以避免开始描述的关于二冲程柴油发动机的安全运行的问题，即因为旋转电机中始终有至少一个旋转电机及其相应的电耦联是激活的，使得可以持久地使二冲程柴油发动机承受充分负载，以便避免先前描述的危险情况。
由此可行的是，以改进的方式实现具有二冲程柴油发动机的能量供给装置并且利用二冲程柴油发动机相对于四冲程发动机的能量技术的优点以提供电能。在此，本发明允许可以在很大程度上舍弃飞轮的使用，即因为对应的负载可以通过两个旋转电机中的至少一个旋转电机来实现。
当然也可以提出，在常规运行中，旋转电机中的两个旋转电机尤其共同地、优选地同时用于产生电能。然而，通过根据本发明的冗余可以实现，在两个旋转电机中的一个旋转电机或电耦联中的一个电耦联失效或停用时，可以借助于两个旋转电机中的剩下的另一旋转电机及其电耦联确保二冲程柴油发动机的可靠的负载。由此可以避免开始所描述的有问题的场景。
直流电网可以优选地是能量供给网、尤其直流电压能量供给网，所述直流电网例如可以包括直流中间电路。当然，直流电网也可以与其他能量供给网耦联，例如交流电网如公共能量供给网等，更确切地说优选地利用合适的能量转换器与其他能量供给网耦联。但是，在直流电网上也可以连接有一个或多个电消耗器，所述一个或多个电消耗器需要电能以用于其常规运行。此外，直流电网当然也可以包括一个或多个电储能器、例如根据蓄电池等形式的一个或多个电储能器。
旋转电机优选地直接与直流电网电耦联。在所述情况下，旋转电机例如可以构成为直流电机等。当然，直流电机可以包括控制单元，借助于所述控制单元可以设定和/或调节所提供的直流电压。然而，旋转电机特别有利地通过交流电机形成。在所述情况下，旋转电机间接与直流电网电耦联，更确切地说，例如在中间连接能量转换器、如整流器等的情况下与所述直流电网电耦联。
这当然可以针对两个旋转电机提出。两个旋转电机优选地基本上相同地构成。然而，基本上所述两个旋转电机不需要相同地构成。视需求或可用性而定，彼此不同的电机也可以设置用于第一旋转电机和第二旋转电机。
旋转电机中的每个旋转电机具有至少一个相应的绕组，所述绕组可以设置在定子中或转子中。然而，绕组也可以不仅设置在定子中，而且设置在转子中。这与相应旋转电机的相应结构相关。同样以旋转电机的功能是已知的为前提，使得不进行详细阐述。
电耦联当然可针对对应的电负载设计。例如，如果借助于相应的基于二极管的整流器实现电耦联，则二极管也应针对暂时出现的短暂的大功率设计。
还提出，不仅第一旋转电机而且第二旋转电机分别构成用于，与旋转电机中的各另一旋转电机无关地将至少在二冲程柴油发动机的活塞冲程期间提供的机械能转换成电能。由此可以实现，在两个旋转电机中的一个旋转电机失效或停用时，二冲程柴油发动机可以通过两个旋转电机中的相应的另一旋转电机承受充分负载，使得可以维持可靠的、安全的运行。在此，旋转电机可以构成为，使得其能够至少暂时对于可预设的时间段转换通过二冲程柴油发动机提供的机械能。在此可以考虑，二冲程柴油发动机通常提供大的气缸容积，由此已经通过单个活塞冲程释放了大的能量总量。因此，如果第一旋转电机在活塞冲程期间停用或其失效，因此有利的是，第二旋转电机构造成，使得其能够尽可能立即转换二冲程柴油发动机的通过活塞冲程提供的机械能。两个旋转电机优选地对应地构造，使得其可以至少暂时转换对应的功率。由此可以实现必要的冗余。
总体上，对于二冲程柴油发动机的常规运行应注意，在活塞冲程期间当然不能改变二冲程柴油发动机关于活塞冲程中的燃料含量的调节。因此，通过燃烧在相应的气缸的燃烧室中预设的燃料所释放的引起对应的机械能的能量优选地可通过两个旋转电机中的至少一个旋转电机转换。在此，气缸的燃烧室已经在下一活塞冲程中可以对应不同地加载燃料，以便例如对两个旋转电机中的一个旋转电机的停用或失效做出反应。
还提出，第一电机和第二电机构成为多相同步电机。多相同步电机特别适用于提供电能。所述多相同步电机可以特别有利地被调节。多相同步电机优选是三相同步电机，由此可以有利地使用尤其可用的电机。此外，在替选的设计方案中，旋转电机中的一个旋转电机或两个旋转电机必要时也可以构成为异步电机、尤其双馈异步电机，或者也可以构成为直流电机。
根据一个改进方案，能量供给装置具有至少一个能量转换器，所述至少一个能量转换器用于将第一电绕组和/或第二电绕组与直流电网电耦联。在构成为交流电机、例如多相同步电机的旋转电机的情况下，能量转换器可以构成为整流器单元、尤其桥式整流器，例如利用二极管、晶闸管、晶体管和/或类似部件构成为整流器单元。优选地为旋转电机中的每个旋转电机设置单独的能量转换器。如果能量转换器构成为整流器，则所述能量转换器除此之外也可以包括电压转换器，借助于所述电压转换器，可以将由整流器单元提供的脉动直流电压实现成设置用于直流电网的直流电压。但是，能量转换器例如也可以是变流器、尤其逆变器等。根据旋转电机的类型，能量转换器也可以是DC/DC转换器等。根据旋转电机的类型和应用，也可以提出其组合。
根据另一改进方案提出，能量供给装置具有至少一个电开关单元，所述至少一个电开关单元用于将第一电绕组和/或第二电绕组与直流电网耦联。通过开关单元，可以实现第一绕组和/或第二绕组与直流电网的预设的电耦联。为了所述目的，开关单元例如可以构成为切换单元，所述切换单元分别要么将相应的旋转电机的第一绕组与直流电网电耦联，要么将相应的旋转电机的第二绕组与直流电网电耦联。此外，当然可以提出，为旋转电机的绕组中的每个绕组设置分别个体化分配的开关单元，借助于所述开关单元，可以以可预设的方式建立电耦联。开关单元例如可以构成为机电开关单元，所述机电开关单元具有适合于此的机电开关元件、如例如开关接触装置等。此外，开关单元当然也可以构成为电子开关单元并且为了所述目的包括电子开关元件。
在本公开的意义上，开关元件在此优选地是可控电子开关元件、例如可控电子半导体开关，所述可控电子半导体开关优选地构成用于双向截止，其方式为，例如由开关元件包括反串联连接的两个晶体管，由开关元件包括反并联连接的两个晶闸管、其组合电路，尤其具有并联连接的反向二极管，例如利用可关断晶闸管(GTO)、利用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、其组合等。然而，基本上开关元件也可以包括场效应晶体管、尤其金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)等。
为了提供能量转换器的期望的能量转换功能，开关元件在导通运行中运行。关于电子开关元件如利用晶体管的半导体开关，导通运行表示，晶体管在接通的开关状态下在晶体管的形成开关路径的端子之间提供非常小的电阻，使得在非常小的残余电压的情况下可以有高电流通量。相反，在关断的开关状态下，晶体管的开关路径是高欧姆的，也就是说，所述开关路径提供高电阻，使得即使在开关路径上施加高电压的情况下也基本上不存在或仅存在非常低的、尤其可忽略的电流通量。这与晶体管中的线性运行不同，但是，所述晶体管通常不使用在通用类型的变流器中。
为了实现开关功能，开关元件具有至少一个控制端子，在所述至少一个控制端子上可以加载有由控制装置提供的开关信号，使得可以实现开关元件的期望的开关功能。开关信号可以是二进制开关信号，所述二进制开关信号可以占据两个状态值，以便可以提供开关元件的期望的开关功能。例如，开关信号可以包括脉冲序列，借助于所述脉冲序列加载控制端子。这尤其在晶闸管和GTO的情况下是适宜的。此外，在晶体管的情况下可以提出，开关信号构成为方波信号，其中开关元件的相应的开关状态可以与方波信号的电势中的一个电势相关联。这种信号例如对于晶体管，尤其对于双极晶体管、场效应晶体管等是适宜的。这两个电势的时间关系通常确定占空比。
优选地，能量供给装置包括控制装置，所述控制装置用于控制第一旋转电机和/或第二旋转电机和/或至少一个能量转换器和/或至少一个电开关单元。由此，可以以合适的方式控制能量供给装置。尤其地，借助于控制装置，可以监控第一旋转电机和/或第二旋转电机的常规运行。控制装置优选地构成用于，当两个旋转电机中的一个旋转电机停用或失效时，立即激活两个旋转电机中的另一旋转电机，使得可以至少转换借助于活塞冲程释放的机械能。旋转电机的常规运行例如可以借助于一个或多个合适的传感器来检测，例如其方式为，检测合适的电学变量、例如电流，或者也检测机械变量、例如扭矩等。当然也可以提出其组合。
尤其地，控制装置还可以提供控制信号、如用于至少一个能量转换器和/或开关单元的开关元件的开关信号。不仅为了所述目的，控制装置可以包括硬件电路和/或程序控制的计算机单元等。控制装置当然可以构成为单独的优选电子的组件。此外，控制装置也可以至少部分地由例如用于直流电网的上级控制装置、例如通过直流电网供给电能的驱动装置的控制装置等包括。
还提出，第一转子轴与曲轴的第一端部机械地耦联，并且第二转子轴与曲轴的与第一端部相对置的第二端部机械地耦联。所述设计方案具有如下优点：与两个旋转电机与曲轴的相同端部耦联相比，曲轴在与转子轴耦联的区域中需要设计用于更小的应力。然而，根据能量供给设备的结构，必要时也可以提出，两个旋转电机仅与曲轴的端部中的一个端部机械地耦联。曲轴与旋转电机的机械耦联可以优选地直接进行，其方式例如为，转子轴与曲轴机械地连接。此外，当然也存在借助于一个或多个传动装置实现机械耦联的可能性。
优选地，至少当第一旋转电机停用时，第二旋转电机被激活以用于转换能量。激活尤其在非常小的时间范围内进行，所述时间范围小于对于活塞冲程所需的时间段。由此可以确保在活塞冲程中释放的机械能可以至少由两个旋转电机中的一个旋转电机可靠地转换成电能。
总体上可以提出，旋转电机构成为，使得仅在预设的时间段中需要吸收借助于二冲程柴油发动机可提供的最大机械能。所述预设的时间段可以至少包括活塞冲程的时间，或者也可以包括可预设数量的活塞冲程。然而也可以提出，与二冲程柴油发动机的控制或调节特性相关地，时间段包括多个活塞冲程。
尤其提出，第一旋转电机的停用与第二旋转电机的激活之间的时间段小于二冲程柴油发动机的活塞冲程的冲程时长。由此，已经可以在唯一的冲程时长期间进行从第一旋转电机至第二旋转电机的能量转换的过渡，或者反之亦然。这具有如下优点：二冲程柴油发动机的曲轴也可以在冲程时长期间以适当的方式承受负载。
还提出，激活和/或停用借助于电开关单元和/或借助于对至少一个能量转换器的对应的控制来进行。为了所述目的可以提出，以合适的方式操纵至少一个开关单元，例如借助于控制装置操纵。替选地或补充地，也可以对应地控制至少一个能量转换器，以便可以实现激活和/或停用。因此，激活和/或停用例如可以通过对能量转换功能的对应的激活或对应的停用等来实现。至少一个能量转换器可以通过可控整流器等形成，所述可控整流器的功能例如可以借助于控制装置以合适的方式被控制。
为根据本发明的能量供给装置说明的优点和效果自然也同样适用于根据本发明的方法，并且反之亦然。就此而言，设备特征也可以表述为方法特征，并且反之亦然。
附图说明
其他优点和特征从根据附图的实施例的以下描述中得出。在实施例中，相同的附图标记表示相同的特征和功能。
唯一的附图示出具有二冲程柴油发动机和两个同步电机的能量供给装置的示意性的方框示图。
具体实施方式
附图在示意性的方框示图中示出用于提供电能的电能量供给装置10，所述电能量供给装置具有二冲程柴油发动机12，借助于所述二冲程柴油发动机，在常规运行中通过燃烧合适的燃料将机械能提供给二冲程柴油发动机12的曲轴14。当前，二冲程柴油发动机12构成为用于大约80MW的功率的内燃机。在替选的设计方案中，功率也可以不同，例如在大约6MW至大约80MW的范围内或也与其不同。对于下文中的实施方案，以二冲程柴油发动机12的基本功能对于本领域技术人员是已知的为前提。
如今，二冲程柴油发动机通常用于驱动水运工具、尤其船舶，并且用于以旋转的方式驱动水运工具的设置在水中的螺旋桨。为了所述目的，二冲程柴油发动机通常在大约60转每分钟至大约120转每分钟的转速范围内运行。由此可行的是，为了驱动的目的将螺旋桨直接与二冲程柴油发动机的曲轴连接。在此不需要设有传动装置。
二冲程柴油发动机12已证明适合使用作为水运工具中的驱动单元。仍然证明有问题的是将二冲程柴油发动机12用于电能的使用。为了所述目的，重要的是确保可以保护二冲程柴油发动机免于转速过高。在船舶驱动时，这通常因螺旋桨而达到。
为了使用二冲程柴油发动机12用于提供电能的使用，根据该附图提出，除了二冲程柴油发动机12外，能量供给装置10还具有用于将机械能转换成电能的第一同步电机16和用于将机械能转换成电能的第二旋转电机28。第一旋转电机16具有可旋转地设置在第一定子18中的第一转子20，所述第一转子具有转子轴22。当前，转子20永久励磁地构成。在替选的设计方案中，在此当然也可以设有他励的转子。当前，第一转子轴22可以直接与曲轴14的第一端部机械地耦联，即不设置传动装置。此外，在定子侧设有当前三相地构成的第一电绕组24。
第二同步电机28具有第二定子30，在所述第二定子中可旋转地设置有具有第二转子轴34的第二转子32。第二转子轴34同样直接与曲轴14的第二端部连接。第二同步电机28同样构成为永久励磁的同步电机并且在定子侧具有第二电绕组36。
第一电绕组和第二电绕组24、36可以——如在下文中还会详述的那样——与直流电网26电耦联，在各自耦联的状态中电能可以被输送给所述直流电网。当前，直流电网26构成用于大约3kV的运行直流电压。
在本设计方案中，直流电网26具有两个电网支路、即第一电网支路52和第二电网支路54，所述第一电网支路和所述第二电网支路可以经由开关单元48彼此耦联。开关单元48例如可以构成为保护装置。在电网支路52、54中的每个电网支路上连接有电消耗器50，所述电消耗器需要电能以用于其常规运行。电消耗器50当前没有进一步详细说明并且也可以包括电储能器或由所述电储能器形成。
在本设计方案中提出，第一同步电机和第二同步电机16、28构成用于，与同步电机16、28中的各另一同步电机本身无关地可以将至少在二冲程柴油发动机12的活塞冲程期间提供的机械能转换成电能。这意味着，两个同步电机16、28中的每个同步电机本身能够至少暂时地将通过活塞冲程提供的全部机械能转换成电能。由此提供了关于能量转换的冗余，所述冗余允许在这两个同步电机16、28中的一个同步电机停用时，借助于剩余的同步电机16、28中的各另一同步电机将暂时全部可供使用的机械能转换成电能。由此，可以借助于这两个同步电机16、28中的剩余的同步电机来实现二冲程柴油发动机12的对应的负载，使得可以保护二冲程柴油发动机12免于转速过高。
为了同步电机16、28也能够为二冲程柴油发动机12提供对应的负载，必要的是，这两个同步电机16、28与直流电网26的电耦联也至少暂时构成用于对应的功率。此外，当然也必要的是，直流电网26也可以至少暂时吸收所述电功率。这在下文中成为前提条件。为了所述目的，直流电网26可以具有一个或多个蓄电池作为电储能器等。替选地或补充地，当然也可以暂时接通合适的消耗器，以便可以吸收电能。
第一绕组和第二绕组24、36中的每个绕组与相应的整流器38、40电耦联，所述整流器对分别通过第一电绕组和第二电绕组24、36提供的三相交流电压进行整流并且提供用于直流电网26的直流电压。当前，第一整流器和第二整流器38、40构成为利用二极管的三相桥式整流器。在替选的设计方案中，当然也可以设有补充的电压转换，以便在必要时可以提供与直流电网26的适配。
在直流电压侧，第一整流器和第二整流器38、40与相应的开关单元42、44电耦联，所述开关单元42、44与其相应的电开关状态相关地建立与各第一电网支路52或第二电网支路54的电连接。开关单元42、44例如可以构成为保护装置。以所述方式，可以建立第一电绕组或第二电绕组24、36与直流电网26的电耦联，并且在此尤其与第一电网支路52和第二电网支路54的电耦联。
在本设计方案中还提出，能量供给装置10包括控制装置46，所述控制装置与同步电机16、28、整流器38、40以及开关单元42、44、48以通信技术的方式耦联，并且能够以可预设的方式控制所述同步电机、所述整流器以及所述开关单元。此外，经由通信技术的耦联，可以将借助于未示出的传感器单元检测的运行状态传输给控制装置46，使得控制装置46可以评估运行状态并且输出对应的控制信号。
在示例性的运行状态中可以提出，开关单元48处于关断的开关状态下，使得电网支路52、54彼此电隔离。相反，开关单元42、44处于接通的开关状态下，使得实现第一绕组24经由第一桥式整流器38和第一开关单元42与第一电网支路52的电耦联。因此，第一电网支路52通过第一同步电机16以能量技术的方式供给电能。
对应地，第二绕组36经由第二整流器40和第二开关单元44与第二电网支路54电耦联，使得第二同步电机28给第二电网支路54供给电能。控制装置46监控所述功能并且控制对应的单元或装置。
如果现在由于第一同步电机16的技术故障而所述第一同步电机在能量供给方面失效，则这可以借助于控制装置46检测。控制装置46然后立即将控制命令输出给开关单元48，使得这从关断的开关状态改变为接通的开关状态。对应地操控第一开关单元42，使得其从接通的开关状态改变为关断的开关状态。由此，第一同步电机16与能量产生脱离，以及第一整流器38也与能量产生脱离。
因为二冲程柴油发动机12由于在活塞冲程中的慢的转速和高的能量含量而仅能够比较缓慢地做出反应，所以当前在二冲程柴油发动机12中仍存在的转化成机械能的能量现在可以补充地经由第二同步电机28和第二整流器40总体输送给直流电网26。由此可以保持二冲程柴油发动机12的负载，使得二冲程柴油发动机12不能进入不期望的运行状态、尤其具有转速过高的运行状态中。由此保护二冲程柴油发动机12。
在本设计方案中提出，在出现第一同步电机16的故障时通过控制装置46进行的示例性阐述的切换过程在几毫秒内、例如在大约1ms至大约8ms的时间段内、优选地在大约1.5ms至大约5ms的范围内进行。
此外，整流器38、40针对总功率设计，以及第一开关单元和第二开关单元42、44也针对总功率设计，所述总功率可以作为电功率由二冲程柴油发动机12结合同步电机16、28来提供。
实施例仅用于阐述本发明，并且不应限制本发明。在替选的设计方案中，可以在需要时提出，两个同步电机16、28以其相应的转子轴22、34连接在曲轴14的共同的端部上。然而在此情况下应注意，曲轴应针对对应的功率设计。

Claims (6)

1.一种用于提供电能的能量供给装置(10)，具有：
-用于提供机械能的二冲程柴油发动机(12)，所述二冲程柴油发动机(12)具有用于提供所述机械能的曲轴(14)，以及
-用于将所述机械能转换成电能的第一旋转电机(16)，其中所述第一旋转电机(16)具有可旋转地设置在第一定子(18)中的第一转子(20)，所述第一转子(20)具有第一转子轴(22)，其中所述第一转子轴(22)与所述曲轴(14)机械地耦联，并且其中所述第一旋转电机(16)具有第一电绕组(24)，所述第一电绕组(24)能够与直流电网(26)的第一电网支路(52)电耦联，以便给所述直流电网(26)输送所述电能，
-设有用于将所述机械能转换成电能的第二旋转电机(28)，其中所述第二旋转电机(28)具有可旋转地设置在第二定子(30)中的第二转子(32)，所述第二转子(32)具有第二转子轴(34)，其中所述第二转子轴(34)与所述曲轴(14)机械地耦联，并且其中所述第二旋转电机(28)具有第二电绕组(36)，所述第二电绕组(36)能够与所述直流电网(26)的第二电网支路(54)电耦联，以便给所述直流电网(26)输送所述电能，
-设有第一能量转换器(38)和/或第二能量转换器(40)，所述第一能量转换器(38)和/或第二能量转换器(40)用于将所述第一电绕组(24)和/或所述第二电绕组(36)与所述直流电网(26)电耦联，
其特征在于，
-设有第一开关单元(42)和第二开关单元(44)，所述第一开关单元(42)和第二开关单元(44)用于将所述第一电绕组(24)和/或所述第二电绕组(36)与所述直流电网(26)电耦联，
-设有另一开关单元(48)，所述另一开关单元(48)用于将所述第一电网支路(52)与所述第二电网支路(54)电耦联，以及
-设有控制装置(46)，所述控制装置(46)用于控制所述第一旋转电机(16)和/或所述第二旋转电机(28)和/或至少所述第一能量转换器(38)和/或所述第二能量转换器(40)和/或所述第一开关单元(42)和第二开关单元(44)和所述另一开关单元(48)，所述控制装置(46)设立用于，至少当所述第一旋转电机(16)停用时，激活所述第二旋转电机(28)以用于转换能量，其中所述第二开关单元(44)断开，并且所述另一开关单元(48)闭合。
2.根据权利要求1所述的能量供给装置，其特征在于，不仅所述第一旋转电机(16)而且所述第二旋转电机(28)分别构成用于，与所述第一旋转电机(16)和所述第二旋转电机(28)中的相应另一旋转电机无关地将至少在所述二冲程柴油发动机(12)的活塞冲程期间提供的所述机械能转换成电能。
3.根据权利要求1或2所述的能量供给装置，其特征在于，所述第一旋转电机(16)和/或所述第二旋转电机(28)构成为多相同步电机。
4.根据权利要求1或2所述的能量供给装置，其特征在于，所述第一转子轴(22)与所述曲轴(14)的第一端部机械地耦联，并且所述第二转子轴(34)与所述曲轴(14)的与所述第一端部相对置的第二端部机械地耦联。
5.一种用于借助于能量供给装置(10)提供电能的方法，具有如下步骤：
-借助于二冲程柴油发动机(12)提供机械能，其中在所述二冲程柴油发动机(12)的曲轴(14)上提供所述机械能，
-借助于第一旋转电机(16)将所述机械能转换成电能，所述第一旋转电机(16)具有可旋转地设置在第一定子(18)中的第一转子(20)，所述第一转子(20)的第一转子轴(22)与所述曲轴(14)机械地耦联，和/或借助于第二旋转电机(28)将所述机械能转换成电能，所述第二旋转电机(28)具有可旋转地设置在第二定子(30)中的第二转子(32)，所述第二转子(32)的第二转子轴(34)与所述曲轴(14)机械地耦联，其中所述电能借助于所述第一旋转电机(16)的第一绕组(24)和/或借助于所述第二旋转电机(28)的第二绕组(36)来提供，以及
-将所述电能输送至直流电网(26)，
其特征在于，所述第一绕组(24)经由第一能量转换器(38)和第一开关单元(42)电耦联至直流电网(26)的第一电网支路(52)，并且所述第二绕组(36)经由第二能量转换器(40)和第二开关单元(44)电耦联至所述直流电网(26)的第二电网支路(54)，并且设置在所述第一电网支路(52)与所述第二电网支路(54)之间的另一开关单元(48)断开，
其中至少当所述第一旋转电机(16)停用时，激活所述第二旋转电机(28)以用于转换能量，其中所述第二开关单元(44)断开，并且所述另一开关单元(48)闭合。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，停用所述第一旋转电机(16)与激活所述第二旋转电机(28)之间的时间段小于所述二冲程柴油发动机(12)的活塞冲程的冲程时长。
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