EP2265489A2 - Drive device comprising two drive motors for a ship - Google Patents

Drive device comprising two drive motors for a ship

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EP2265489A2
EP2265489A2 EP09729299A EP09729299A EP2265489A2 EP 2265489 A2 EP2265489 A2 EP 2265489A2 EP 09729299 A EP09729299 A EP 09729299A EP 09729299 A EP09729299 A EP 09729299A EP 2265489 A2 EP2265489 A2 EP 2265489A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
motor
motors
drive shaft
drive
power
Prior art date
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Granted
Application number
EP09729299A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2265489B1 (en
Inventor
Jürgen Eckert
Rainer Hartig
Christian Meyer
Ingo SCHÜRING
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2265489A2 publication Critical patent/EP2265489A2/en
Application granted granted Critical
Publication of EP2265489B1 publication Critical patent/EP2265489B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/02—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with mechanical gearing
    • B63H23/10—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with mechanical gearing for transmitting drive from more than one propulsion power unit
    • B63H23/12—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with mechanical gearing for transmitting drive from more than one propulsion power unit allowing combined use of the propulsion power units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/08—Propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/22—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with non-mechanical gearing
    • B63H23/24—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with non-mechanical gearing electric
    • B63H2023/245—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with non-mechanical gearing electric with two or more electric motors directly acting on a single drive shaft, e.g. plurality of electric rotors mounted on one common shaft, or plurality of electric motors arranged coaxially one behind the other with rotor shafts coupled together
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/32—Other parts
    • B63H23/34—Propeller shafts; Paddle-wheel shafts; Attachment of propellers on shafts
    • B63H2023/342—Propeller shafts; Paddle-wheel shafts; Attachment of propellers on shafts comprising couplings, e.g. resilient couplings; Couplings therefor

Definitions

  • the invention relates to a drive device with two drive motors for a ship according to the preamble of patent claim 1; such a drive device is known for example from EP 1 233 904 Bl.
  • EP 1 233 904 B1 discloses a drive device for a ship with two electric motors which are arranged behind one another on a drive shaft.
  • a first electric motor having a drive power of less than 1/20 of the maximum drive power is used to drive the drive shaft for a lower speed range to about 30% of the nominal speed of the drive shaft.
  • the engine meets all the mechanical, electrical and acoustic boundary conditions that are characteristic for a slow ride of the ship, especially a submarine. Preference is given to a synchronous motor with permanent magnet excited rotor used.
  • the second drive motor is a drive motor with much higher power compared to the first drive motor (power ratio greater than or equal to 20: 1).
  • the first motor has a rotor and a stator, which are arranged in a motor housing, wherein power converters for supplying the motor with electric current are also arranged in the motor housing.
  • An electric machine is known from EP 0 194 433 B1, in which an electronic actuator for supplying the machine with electric current is arranged at least partially in a space between the drive shaft, the rotor and the motor housing of the machine.
  • the machine has for this purpose a bell-shaped rotor, are arranged on the permanent magnets.
  • the machine and in particular its electronic shear actuators are thus particularly well protected against unwanted energy emissions of acoustic and electrical type.
  • the ratio of the rated power of the first motor to the rated power of the second motor is between 1: 3 and 3: 1, the second motor being spatially located between the propulsion unit, e.g. a propeller, and the first motor is arranged on the drive shaft.
  • the invention thus deviates from the previous way of supplementing a large power main drive with a second, low power drive, and instead uses two motors differing in rated power only in a limited range.
  • two motors of almost the same power are used, so that if one of the two motors fails with the other motor, a large part of the drive power is still available, resulting in a high availability of the drive motor. device can be ensured even for higher power requirements of the propulsion unit.
  • By a combined operation of the two engines it is also possible to give a much greater maximum power to the drive shaft and thus increase the performance of the propulsion unit and thus the speed of the ship and its acceleration capacity at constant weight and resistance of the ship or at the same Speed to increase the weight and / or drag of the vessel.
  • the second motor is arranged spatially between the propeller and the first motor on the drive shaft, the accessibility to the arranged in the motor housing of the first motor power converters and thus a high maintenance and repair friendliness of the drive device is given.
  • the first motor Due to the arrangement of the power converters in the motor housing, the first motor usually has a larger space requirement in the circumferential direction than the second motor. Since, as a rule, the drive shaft has a likewise increasing diameter in the direction of the propulsion unit due to the increasing torque forces acting thereon, the arrangement of the first motor does not take place in that part of the propulsion unit with a larger diameter which faces the propulsion unit, which corresponds to a correspondingly larger one
  • Diameter of the first motor would result, but in the range of the drive shaft with the smallest diameter. As a result, the space requirement of the first motor in the circumferential direction and thus the entire drive device can be kept small.
  • the first motor is designed as a synchronous motor with a permanent-magnet rotor and the second motor is designed as an asynchronous motor.
  • a synchronous motor with a permanent-magnet rotor the particularly high demands on structure-borne noise and electromagnetic radiation can be met while the engine's power density is high, as is the case when the ship, in particular a submarine, is cruising.
  • the asynchronous motor can then be cost-effectively designed with regard to less critical requirements, as present, for example, when a ship is cruising, in particular a submarine.
  • a clutch is arranged in the drive shaft between the first and the second motor. If the first motor fails, it can then be disconnected from the drive shaft.
  • both engines can be connected to each other by means of elastic fastening elements directly or indirectly to the ship's hull.
  • the two motors are mounted on a common foundation. This foundation can then by means of elastic fasteners directly or indirectly with the
  • the two motors can be used as required, e.g. a desired speed of the ship, individually or in combination drive the drive shaft.
  • the drive device comprises a setpoint generator for setting a desired value, e.g. a setpoint for a speed of the propulsion unit or for the ship speed, a mode selector for specifying a mode and a control device which is adapted to control the two motors with respect to their respective power output to the drive shaft such that the sum of these power outputs From the setpoint dependent total power to the drive shaft can be dispensed and while the distribution of this total power output on the power output of the individual motors in dependence on the setpoint and the mode is done.
  • a desired value e.g. a setpoint for a speed of the propulsion unit or for the ship speed
  • a mode selector for specifying a mode
  • a control device which is adapted to control the two motors with respect to their respective power output to the drive shaft such that the sum of these power outputs From the setpoint dependent total power to the drive shaft can be dispensed and while the distribution of this total power output on the power output of the individual motors in dependence on the setpoint and the
  • the individual motors can be assigned drive controls for controlling their respective power output, wherein the control device controls the power output of the motors by specifying speed setpoints or torque setpoints to these drive controls.
  • the predeterminable mode of operation may be a mode in which the noise emissions and / or electromagnetic emissions and / or heat emissions of the drive device, preferably including internal combustion engines for the generation of electrical energy for the two motors, are minimal.
  • the predefinable operating mode can also be a mode in which the total consumption of electrical energy of the two motors is minimal.
  • the predefinable operating mode may be a mode in which the acceleration of the ship is maximum.
  • the predetermined operating mode may be a mode in which the total fuel consumption of internal combustion engines for the generation of electrical energy for the engines, is minimal.
  • the first motor drives the propulsion unit in a lower speed range of the ship, in particular in the speed range of a cruise of the ship, and the second motor drives in conjunction with the first motor propulsion unit in a higher speed range, especially in the speed range of a high speed cruise of the ship , up to the maximum speed of the ship.
  • the second motor in the lower speed range of the first motor, the speed control of the drive shaft and in the higher speed range, the second motor, the speed control of the drive shaft, wherein in the combined operation of the two motors, the second motor takes over the speed control of the drive shaft and the first electric motor in its speed of the Drive shaft or is guided by the second motor and determined by the setpoint input derar- tiges torque outputs to the drive shaft, that add up the output of each of the two motors torque in the drive shaft.
  • each of the motors is designed for a maximum power that is less than the maximum power required for the propulsion of the ship.
  • both engines must contribute.
  • the engines can be designed for a smaller power optimized and thereby the efficiency of the two engines improved and their space requirements and weight can be reduced.
  • both motors are designed in such a way that torque can be transmitted to the drive shaft through them up to the maximum rotational speed of the propulsion unit, they can be used in a particularly flexible manner for torque-free setting of desired optimum operating points of the propulsion unit over the entire speed range of the propulsion unit.
  • the drive device consists of a combination of a first motor of fixed nominal power with one of several second motors of different rated power. Since the first motor compared to the second motor due to its more complex design and the particularly high demands is also consuming and time-consuming in design, manufacture and testing, a drive device is preferably always using a first engine already developed and then tested to provide the required total power of one of several available second motors of different power.
  • a propulsion system based on this concept for ship propulsion systems of different rated power is characterized by a standardized first engine with a fixed nominal power and several standardized second engines, each with different nominal power, with the first to achieve different nominal powers of the marine propulsion systems Engine and the second motors are designed and operable such that the first motor with each of the second motors for driving the drive shaft can be combined.
  • this can then be formed from the standardized first motor and one of the standardized second motors such that the sum of the rated powers of the two motors results in a desired rated output of the ship drive device.
  • FIG. 1 shows a drive device according to the invention for a ship, in particular a submarine,
  • FIG. 3 shows a schematic diagram of a particularly advantageous bearing arrangement in the motors of the drive device of FIG. 1
  • FIG. 4 shows a particularly advantageous embodiment of a drive device according to the invention.
  • a drive device 1 shown in a schematic illustration in FIG. 1 is arranged in the stern of a submarine, of which only the rear-side outer casing 2 of the ship's hull is partially shown. In a corresponding manner, such a drive device could of course also be arranged in the stern of a surface ship.
  • the drive device 1 comprises a drive shaft 3 for driving a propeller 4 as propulsion unit for the submarine and a first electric motor 5 and a second electric motor 6 for driving the drive shaft 3.
  • the two motors 5, 6 are successively on the drive shaft 3 arranged, ie in relation to the drive shaft in a series arrangement with their rotors not shown rotatably connected to the drive shaft 3.
  • the motor 6 is arranged spatially between the propeller 4 and the first motor 5 on the drive shaft 3.
  • the ratio of the rated power of the The first motor 5 to the rated power of the second motor 6 is between 1: 3 and 3: 1.
  • the rated power of both motors is 3 MW each, so that a total nominal power of the drive device 1 of 6 MW results.
  • the first motor 5 is designed as a synchronous motor with a permanent-magnet rotor and the second motor 6 as an asynchronous motor.
  • the first motor 5 comprises a bell-shaped rotor 21, on which permanent magnets 22 are arranged and which is non-rotatably connected to the drive shaft 3, a stator 23 with a stator winding 24 and a motor housing 25, in which the rotor 21 and the stator 23 are arranged.
  • power converter modules 27 are arranged for feeding the stator winding 24 of the electric motor 5 by means of a holding frame, not shown.
  • An exchange of the converter modules 27 is possible via an opening 28 in the motor housing 25.
  • a shift clutch 7 is arranged in the drive shaft 3 between the first motor 5 and the second motor 6.
  • the two motors 5, 6 are mounted on a common foundation 8.
  • the foundation 8 is in turn connected via elastic elements 9 with the shell 2 of the submarine.
  • shock effects are reduced from the hull 2 to the motors 5, 6 and vice versa a structure-borne sound transmission from the motors 5, 6 avoided on the shell 2.
  • an elastic coupling is arranged in the drive shaft 3 between the second motor 6 and the propeller 4.
  • the two motors 5, 6 instead of on a common foundation 8 also be connected separately via elastic elements 9 with the shell 2.
  • the clutch 7 is to be designed as a flexible coupling.
  • the two motors 5, 6 drive as required, e.g. the propeller speed, individually or in combination the drive shaft 3 at.
  • the first motor 5 drives the propeller 4 in a lower speed range of the submarine (in particular during crawl speed) and the second motor 6 in conjunction with the first motor 5 drives the propeller 4 in a higher speed range (in particular in high-speed travel) up to the Maximum speed of the submarine.
  • the first motor 5 takes over the speed control of the drive shaft 3 and in the higher speed range of the second motor 6, the speed control of the drive shaft 3, wherein in the combined operation of the two motors 5, 6, the second motor 6 takes over the speed control of the drive shaft 3 and the
  • the first motor 5 is guided in its rotational speed by the drive shaft 3 and by the second motor 6 and determines by the setpoint input such a torque to the drive shaft 3 that the torque output by the two motors 5, 6 in the drive shaft 3 sum up.
  • Each of the motors 5, 6 is designed for a maximum power that is smaller than the maximum power required for the propulsion of the submarine.
  • both motors 5, 6 are designed such that through the torque up to the maximum speed of the propeller 4 to the drive shaft 3 can be issued.
  • the motors 5, 6 are supplied to the propeller by a higher-level control device 30 with regard to their respective output P E i or P E2
  • a predefinable setpoint value S e.g. a setpoint for the speed of the propeller 4 or for the
  • the higher-level control device 30 receives the setpoint
  • a desired value generator 31 for example a control lever in the control station or from an autopilot system
  • a mode selector 32 eg an operating mode selector switch, which is arranged in the control console of the submarine.
  • the higher-level control device 30 For controlling the power outputs P Ei , P E2 of the motors 5, 6 as a function of a predefined setpoint value S and a predetermined operating mode B, the higher-level control device 30 transfers setpoint values S E i, S E 2 (eg setpoint values for the rotational speed or the torque) Drive controls 35, 36, which control the respective power output P E i and P E2 of the motors 5 and 6 respectively.
  • setpoint values S E i, S E 2 eg setpoint values for the rotational speed or the torque
  • the higher-level control device 30 controls the total power output and the distribution of the total output power to the motors 5, 6 and automatically sets for the predetermined mode B optimal operating points.
  • the predeterminable mode of operation B may be an operating mode in which the noise emissions (ie structure-borne noise and airborne noise emissions) and / or the electromagnetic emissions and / or the heat emissions of the drive device 1, preferably including internal combustion engines for the generation of electrical energy for the two motors 5, 6, are minimal.
  • the predefinable operating mode B can also be an operating mode in which the total consumption of electrical energy of the two motors 5, 6 is minimal.
  • the predefinable operating mode B can also be an operating mode in which the acceleration of the submarine is maximum.
  • the predeterminable operating mode B can also be a mode in which the total fuel consumption of internal combustion engines for generating the electrical energy for the motors 5, 6, is minimal.
  • characteristic curves and / or characteristic data can be stored in the higher-level control device 30, which control the cooperation between the desired value S, eg the propeller speed or the ship speed, the respective power output and operating parameters characterizing the respective operating mode, such as the electrical energy consumption, the fuel consumption, the noise emissions, the heat emissions, heat losses. Furthermore, the characteristics describe the maximum possible power output.

Abstract

The invention relates to a drive device (1) for a ship comprising a drive shaft (3) for driving a propulsion unit (4) of the ship and a first and a second electric motor (5 and 6) for driving the propulsion unit (4). Both of the motors (5, 6) are arranged behind each other on the drive shaft (3). The first motor (5) comprises a rotor (21) and a stator (23) that are arranged in a motor housing (25). The current converters (27) for feeding the first motor (5) with electric current are arranged in the motor housing (25), preferably at least partially in an area (26) between the drive shaft (3) and the rotor (21). According to the invention, the ratio of the power rating of the first motor (5) in relation to the power rating of the second motor (6) is between 1:3 and 3:1. The second motor (6) is arranged on the drive shaft (3) in a spatial manner between the propulsion unit (4) and the first motor (5).

Description

Beschreibungdescription
Antriebseinrichtung mit zwei Antriebsmotoren für ein SchiffDrive device with two drive motors for a ship
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung mit zwei Antriebsmotoren für ein Schiff gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1; eine derartige Antriebseinrichtung ist beispielsweise durch die EP 1 233 904 Bl bekannt.The invention relates to a drive device with two drive motors for a ship according to the preamble of patent claim 1; such a drive device is known for example from EP 1 233 904 Bl.
Die EP 1 233 904 Bl offenbart eine Antriebseinrichtung für ein Schiff mit zwei elektrischen Motoren, die hintereinander auf einer Antriebswelle angeordnet sind. Ein erster elektrischer Motor mit einer Antriebsleistung von weniger als ein 1/20 der maximalen Antriebsleistung dient zum Antrieb der An- triebswelle für einen unteren Drehzahlbereich bis etwa 30% der Nenndrehzahl der Antriebswelle. Der Motor erfüllt dabei alle mechanischen, elektrischen und akustischen Randbedingungen, die für eine langsame Fahrt des Schiffes, insbesondere eines U-Bootes, charakteristisch sind. Bevorzugt kommt dabei ein Synchronmotor mit permanentmagneterregtem Läufer zum Einsatz. Der zweite Antriebsmotor ist ein Antriebsmotor mit im Vergleich zu dem ersten Antriebsmotor wesentlich größerer Leistung (Leistungsverhältnis größer/gleich 20:1) . Dieser Antriebsmotor ist für eine Schnellfahrt des Schiffes konzi- piert, bei der nicht die extremen Körperschallanforderungen wie für Langsamfahrt bestehen. Der erste Motor weist dabei einen Läufer und einen Ständer auf, die in einem Motorgehäuse angeordnet sind, wobei Stromrichter zur Speisung des Motors mit elektrischem Strom ebenfalls in dem Motorgehäuse angeord- net sind.EP 1 233 904 B1 discloses a drive device for a ship with two electric motors which are arranged behind one another on a drive shaft. A first electric motor having a drive power of less than 1/20 of the maximum drive power is used to drive the drive shaft for a lower speed range to about 30% of the nominal speed of the drive shaft. The engine meets all the mechanical, electrical and acoustic boundary conditions that are characteristic for a slow ride of the ship, especially a submarine. Preference is given to a synchronous motor with permanent magnet excited rotor used. The second drive motor is a drive motor with much higher power compared to the first drive motor (power ratio greater than or equal to 20: 1). This propulsion engine is designed for high-speed operation of the ship, which does not have the extreme structure-borne noise requirements as for slow motion. The first motor has a rotor and a stator, which are arranged in a motor housing, wherein power converters for supplying the motor with electric current are also arranged in the motor housing.
Aus der EP 0 194 433 Bl ist eine elektrische Maschine bekannt, bei der ein elektronischer Steller zur Speisung der Maschine mit elektrischem Strom zumindest teilweise in einem Raum zwischen der Antriebswelle, dem Läufer und dem Motorgehäuse der Maschine angeordnet sind. Die Maschine weist hierzu einen glockenförmigen Läufer auf, auf dem Permanentmagnete angeordnet sind. Die Maschine und insbesondere ihr elektroni- scher Steller sind somit besonders gut gegen unerwünschte Energieabstrahlungen akustischer und elektrischer Art geschützt .An electric machine is known from EP 0 194 433 B1, in which an electronic actuator for supplying the machine with electric current is arranged at least partially in a space between the drive shaft, the rotor and the motor housing of the machine. The machine has for this purpose a bell-shaped rotor, are arranged on the permanent magnets. The machine and in particular its electronic shear actuators are thus particularly well protected against unwanted energy emissions of acoustic and electrical type.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe vorliegender Erfindung, eine Antriebseinrichtung für ein Schiff, insbesondere für ein U- Boot, anzugeben, die sich durch eine hohe Verfügbarkeit, hohe Leistung sowie einfache Wartungs- und Reparaturmöglichkeiten bei gleichzeitig geringem Platzbedarf auszeichnet und die so- mit in besonders hohem Maße für die Verwendung zum Antrieb einer Vortriebseinheit eines Schiffes, insbesondere eines U- Bootes, geeignet ist.Based on this, it is an object of the present invention to provide a drive device for a ship, in particular for a submarine, which is characterized by high availability, high performance and easy maintenance and repair options with a small footprint and thus in particular high degree for use to drive a propulsion unit of a ship, in particular a submarine, is suitable.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt durch eine Antriebs- einrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Antriebseinrichtung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 17. Ein Antriebseinrichtungs- System für derartige Antriebseinrichtungen ist Gegenstand des Patentanspruchs 18. Ein Verfahren zur Herstellung einer er- findungsgemäßen Antriebseinrichtung mit Hilfe eines derartigen Antriebseinrichtungssystems ist Gegenstand des Patentanspruchs 19.The solution of this object is achieved by a drive device with the features of claim 1. Advantageous embodiments of this drive device are the subject of claims 2 to 17. A Antriebseinrichtungs- system for such drive means is the subject of claim 18. A method for producing a erfindungsgemäßen Drive device with the aid of such a drive device system is the subject of patent claim 19.
Erfindungsgemäß beträgt das Verhältnis der Nennleistung des ersten Motors zu der Nennleistung des zweiten Motors zwischen 1:3 und 3:1, wobei der zweite Motor räumlich zwischen der Vortriebseinheit, z.B. einen Propeller, und dem ersten Motor auf der Antriebswelle angeordnet ist.According to the invention, the ratio of the rated power of the first motor to the rated power of the second motor is between 1: 3 and 3: 1, the second motor being spatially located between the propulsion unit, e.g. a propeller, and the first motor is arranged on the drive shaft.
Die Erfindung wendet sich somit ab von dem bisherigen Weg, einen Hauptantrieb großer Leistung durch einen zweiten Antrieb kleiner Leistung zu ergänzen, und verwendet stattdessen zwei Motoren, die sich nur in einem begrenzten Bereich hinsichtlich ihrer Nennleistung unterscheiden. Es kommen somit zwei Motoren nahezu gleicher Leistung zum Einsatz, so dass bei Ausfall eines der beiden Motoren mit dem anderen Motor noch ein großer Teil der Antriebsleistung weiterhin zur Verfügung steht, wodurch eine hohe Verfügbarkeit der Antriebs- einrichtung auch für höhere Leistungsanforderungen der Vortriebseinheit gewährleistet werden kann. Durch einen Verbundbetrieb der beiden Motoren ist es zudem möglich, eine deutlich größere maximale Leistung auf die Antriebswelle ab- zugeben und somit die Leistung der Vortriebseinheit und damit die Geschwindigkeit des Schiffes und dessen Beschleunigungsvermögen bei gleichbleibendem Gewicht und Fahrwiderstand des Schiffes zu erhöhen bzw. bei gleichbleibender Geschwindigkeit das Gewicht und/oder den Fahrwiderstand des Schiffes zu erhö- hen. Da der zweite Motor räumlich zwischen dem Propeller und dem ersten Motor auf der Antriebswelle angeordnet ist, ist dabei die Zugänglichkeit zu den in dem Motorgehäuse des ersten Motors angeordneten Stromrichtern und somit eine hohe Wartungs- und Reparaturfreundlichkeit der Antriebseinrichtung gegeben.The invention thus deviates from the previous way of supplementing a large power main drive with a second, low power drive, and instead uses two motors differing in rated power only in a limited range. Thus, two motors of almost the same power are used, so that if one of the two motors fails with the other motor, a large part of the drive power is still available, resulting in a high availability of the drive motor. device can be ensured even for higher power requirements of the propulsion unit. By a combined operation of the two engines, it is also possible to give a much greater maximum power to the drive shaft and thus increase the performance of the propulsion unit and thus the speed of the ship and its acceleration capacity at constant weight and resistance of the ship or at the same Speed to increase the weight and / or drag of the vessel. Since the second motor is arranged spatially between the propeller and the first motor on the drive shaft, the accessibility to the arranged in the motor housing of the first motor power converters and thus a high maintenance and repair friendliness of the drive device is given.
Der erste Motor weist aufgrund der Anordnung der Stromrichter in dem Motorgehäuse üblicherweise einen größeren Platzbedarf in Umfangsrichtung als der zweite Motor auf. Da im Regelfall die Antriebswelle in Richtung zu der Vortriebseinheit aufgrund der zunehmenden darauf einwirkenden Momentenkräfte einen ebenfalls zunehmenden Durchmesser aufweist, erfolgt die Anordnung des ersten Motors erfindungsgemäß nicht in dem der Vortriebseinheit zugewandten Teil der Antriebswelle mit grö- ßerem Durchmesser, was einen entsprechend noch größerenDue to the arrangement of the power converters in the motor housing, the first motor usually has a larger space requirement in the circumferential direction than the second motor. Since, as a rule, the drive shaft has a likewise increasing diameter in the direction of the propulsion unit due to the increasing torque forces acting thereon, the arrangement of the first motor does not take place in that part of the propulsion unit with a larger diameter which faces the propulsion unit, which corresponds to a correspondingly larger one
Durchmesser des ersten Motors zur Folge hätte, sondern in dem Bereich der Antriebswelle mit dem geringsten Durchmesser. Hierdurch kann der Platzbedarf des ersten Motors in Umfangs- richtung und somit der gesamten Antriebseinrichtung klein gehalten werden.Diameter of the first motor would result, but in the range of the drive shaft with the smallest diameter. As a result, the space requirement of the first motor in the circumferential direction and thus the entire drive device can be kept small.
Grundsätzlich können für die beiden Motoren verschiedenste dem Fachmann geläufige und für Schiffe geeignete Motorentypen zum Einsatz kommen, z.B. als Wechselstrommotoren ausgebildete Asynchronmotoren oder Synchronmotoren, sowie auch Gleichstrommotoren . Bevorzugt ist der erste Motor als ein Synchronmotor mit einem permanenterregten Läufer und der zweite Motor als ein Asynchronmotor ausgebildet ist. Mit einem Synchronmotor mit einem permanenterregten Läufer können die besonders hohen Anforde- rungen bezüglich Körperschall und elektromagnetischen Abstrahlungen bei gleichzeitig hoher Leistungsdichte des Motors erfüllt werden, wie sie bei einer Schleichfahrt des Schiffes, insbesondere eines U-Bootes, vorliegen. Der Asynchronmotor kann dann kostengünstig hinsichtlich weniger kritischer An- forderungen konzipiert werden, wie sie z.B. bei Schnellfahrt eines Schiffes, insbesondere eines U-Bootes, vorliegen.In principle, various types of motors known to the skilled person and suitable for ships can be used for the two motors, for example as induction motors or synchronous motors designed as AC motors, as well as DC motors. Preferably, the first motor is designed as a synchronous motor with a permanent-magnet rotor and the second motor is designed as an asynchronous motor. With a synchronous motor with a permanent-magnet rotor, the particularly high demands on structure-borne noise and electromagnetic radiation can be met while the engine's power density is high, as is the case when the ship, in particular a submarine, is cruising. The asynchronous motor can then be cost-effectively designed with regard to less critical requirements, as present, for example, when a ship is cruising, in particular a submarine.
Bevorzugt ist in der Antriebswelle zwischen dem ersten und dem zweiten Motor eine Schaltkupplung angeordnet. Bei einem Ausfall des ersten Motors kann dieser dann von der Antriebswelle getrennt werden.Preferably, a clutch is arranged in the drive shaft between the first and the second motor. If the first motor fails, it can then be disconnected from the drive shaft.
Zur Gewährleistung der Schockfestigkeit der Antriebseinrichtung und der Vermeidung einer Übertragung von Körperschall von den Motoren auf den Schiffsrumpf können beide Motoren für sich jeweils mittels elastischer Befestigungselemente direkt oder indirekt mit dem Schiffsrumpf verbunden sein. Von Vorteil sind die beiden Motoren jedoch auf einem gemeinsamen Fundament befestigt. Dieses Fundament kann dann mittels elas- tischer Befestigungselemente direkt oder indirekt mit demTo ensure the shock resistance of the drive device and the avoidance of transmission of structure-borne noise from the engines to the hull, both engines can be connected to each other by means of elastic fastening elements directly or indirectly to the ship's hull. Advantageously, however, the two motors are mounted on a common foundation. This foundation can then by means of elastic fasteners directly or indirectly with the
Schiffsrumpf verbunden sein. Die Motoren selbst können dann ohne elastische Befestigungselemente auf dem Fundament befestigt sein, so dass sie in Bezug zueinander starr miteinander verbunden sind. Hierdurch kann auf eine elastische Kupplung in der Antriebswelle zwischen den beiden Motoren verzichtet werden. Zum Ausgleich von Bewegungen des Fundaments und somit der beiden Motoren in Bezug auf den Schiffsrumpf und der Vortriebseinheit ist dafür in der Antriebswelle zwischen dem zweiten Motor und der Vortriebseinheit ist eine elastische Kupplung angeordnet. Wie sich herausgestellt hat, ist es bei einer derartigen Anordnung ausreichend, wenn die Antriebswelle in dem ersten Motor mittels zweier Lager und in dem zweiten Motor nur mittels eines einzigen Lagers gelagert ist. Somit kann auf ein zwei- tes Lager für den zweiten Motor verzichtet werden.Be connected to the ship's hull. The motors themselves may then be mounted on the foundation without elastic fasteners so that they are rigidly connected together with respect to each other. This eliminates the need for an elastic coupling in the drive shaft between the two motors. To compensate for movements of the foundation and thus the two motors with respect to the hull and the propulsion unit is arranged in the drive shaft between the second motor and the propulsion unit, a flexible coupling. As has been found, it is sufficient in such an arrangement, when the drive shaft is mounted in the first motor by means of two bearings and in the second motor only by means of a single bearing. Thus, a second bearing for the second motor can be dispensed with.
Die beiden Motoren können je nach Anforderung, z.B. einer gewünschten Geschwindigkeit des Schiffes, einzeln oder im Verbund die Antriebswelle antreiben.The two motors can be used as required, e.g. a desired speed of the ship, individually or in combination drive the drive shaft.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Antriebeinrichtung einen Sollwertgeber zur Vorgabe eines Sollwertes, z.B. eines Sollwertes für eine Drehzahl der Vortriebseinheit oder für die Schiffsgeschwin- digkeit, einen Betriebsartengeber zur Vorgabe einer Betriebsart und eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, die beiden Motoren hinsichtlich ihrer jeweiligen Leistungsabgabe an die Antriebswelle derart zu steuern, dass durch die Summe dieser Leistungsabgaben eine von dem Sollwert abhängige Gesamtleistung an die Antriebswelle abgebbar ist und dabei die Aufteilung dieser Gesamtleistungsabgabe auf die Leistungsabgaben der einzelnen Motoren in Abhängigkeit von dem Sollwert und der Betriebsart erfolgt.According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the drive device comprises a setpoint generator for setting a desired value, e.g. a setpoint for a speed of the propulsion unit or for the ship speed, a mode selector for specifying a mode and a control device which is adapted to control the two motors with respect to their respective power output to the drive shaft such that the sum of these power outputs From the setpoint dependent total power to the drive shaft can be dispensed and while the distribution of this total power output on the power output of the individual motors in dependence on the setpoint and the mode is done.
Den einzelnen Motoren können hierbei Antriebssteuerungen zur Steuerung derer jeweiligen Leistungsabgabe zugeordnet sein, wobei die Steuereinrichtung die Leistungsabgabe der Motoren durch Vorgabe von Drehzahlsollwerten oder Drehmomentsollwerten an diese Antriebssteuerungen steuert.In this case, the individual motors can be assigned drive controls for controlling their respective power output, wherein the control device controls the power output of the motors by specifying speed setpoints or torque setpoints to these drive controls.
Die vorgebbare Betriebart kann eine Betriebsart sein, in der die Geräuschemissionen und/oder elektromagnetischen Emissionen und/oder Wärmeemissionen der Antriebseinrichtung, vorzugsweise einschließlich von Verbrennungskraftmaschinen für die Erzeugung der elektrischen Energie für die beiden Motoren, minimal sind. Die vorgebbare Betriebsart kann auch eine Betriebsart ist, in der der Gesamtverbrauch an elektrischer Energie der beiden Motoren minimal ist.The predeterminable mode of operation may be a mode in which the noise emissions and / or electromagnetic emissions and / or heat emissions of the drive device, preferably including internal combustion engines for the generation of electrical energy for the two motors, are minimal. The predefinable operating mode can also be a mode in which the total consumption of electrical energy of the two motors is minimal.
Weiterhin kann die vorgebbare Betriebsart eine Betriebsart sein, in der die Beschleunigung des Schiffes maximal ist.Furthermore, the predefinable operating mode may be a mode in which the acceleration of the ship is maximum.
Außerdem kann die vorgebbare Betriebsart eine Betriebsart sein, in der der Gesamttreibstoffverbrauch von Verbrennungs- kraftmaschinen für die Erzeugung der elektrischen Energie für die Motoren, minimal ist.In addition, the predetermined operating mode may be a mode in which the total fuel consumption of internal combustion engines for the generation of electrical energy for the engines, is minimal.
Bevorzugt treibt der erste Motor die Vortriebseinheit in einem unteren Geschwindigkeitsbereich des Schiffes, insbesonde- re im Geschwindigkeitsbereich einer Schleichfahrt des Schiffes, an und der zweite Motor treibt im Verbund mit dem ersten Motor die Vortriebseinheit in einem höheren Geschwindigkeitsbereich, insbesondere im Geschwindigkeitsbereich einer Schnellfahrt des Schiffes, bis hin zur Höchstgeschwindigkeit des Schiffes an.Preferably, the first motor drives the propulsion unit in a lower speed range of the ship, in particular in the speed range of a cruise of the ship, and the second motor drives in conjunction with the first motor propulsion unit in a higher speed range, especially in the speed range of a high speed cruise of the ship , up to the maximum speed of the ship.
Von Vorteil übernimmt in dem unteren Geschwindigkeitsbereich der erste Motor die Drehzahlführung der Antriebswelle und in dem höheren Geschwindigkeitsbereich der zweite Motor die Drehzahlführung der Antriebswelle, wobei im Verbundbetrieb der beiden Motoren der zweite Motor die Drehzahlführung der Antriebswelle übernimmt und der erste Elektromotor in seiner Drehzahl von der Antriebswelle bzw. von dem zweiten Motor geführt wird und bestimmt durch die Sollwertvorgabe ein derar- tiges Drehmoment an die Antriebswelle abgibt, dass sich die von den beiden Motoren jeweils abgegebenen Drehmomente in der Antriebswelle summieren.Advantageously, in the lower speed range of the first motor, the speed control of the drive shaft and in the higher speed range, the second motor, the speed control of the drive shaft, wherein in the combined operation of the two motors, the second motor takes over the speed control of the drive shaft and the first electric motor in its speed of the Drive shaft or is guided by the second motor and determined by the setpoint input derar- tiges torque outputs to the drive shaft, that add up the output of each of the two motors torque in the drive shaft.
Bevorzugt ist jeder der Motoren auf eine maximale Leistung ausgelegt, die kleiner als die für den Vortrieb des Schiffes maximal benötigte Gesamtleistung ist. Zum Erreichen der maximal benötigten Gesamtleistung müssen somit beide Motoren beitragen. Da die maximal benötigte Gesamtleistung im Normalfall aber nur selten benötigt wird, können die Motoren auf eine kleinere Leistung optimiert ausgelegt werden und hierdurch der Wirkungsgrad der beiden Motoren verbessert und deren Platzbedarf und Gewicht verringert werden.Preferably, each of the motors is designed for a maximum power that is less than the maximum power required for the propulsion of the ship. To achieve the maximum total power required so both engines must contribute. As the maximum required total power normally but rarely needed, the engines can be designed for a smaller power optimized and thereby the efficiency of the two engines improved and their space requirements and weight can be reduced.
Wenn beide Motoren derart ausgelegt sind, dass durch sie bis zur maximalen Drehzahl der Vortriebseinheit Drehmoment an die Antriebswelle abgebbar ist, können sie besonders flexibel zur momentenstoßfreien Einstellung gewünschter optimaler Be- triebspunkte der Antriebseinrichtung über den gesamten Drehzahlbereich der Vortriebseinheit genutzt werden.If both motors are designed in such a way that torque can be transmitted to the drive shaft through them up to the maximum rotational speed of the propulsion unit, they can be used in a particularly flexible manner for torque-free setting of desired optimum operating points of the propulsion unit over the entire speed range of the propulsion unit.
Eine besonders schnelle und kostengünstige Herstellung der Antriebseinrichtung ist dadurch möglich, dass die Antriebs- einrichtung aus einer Kombination eines ersten Motors fester Nennleistung mit einem von mehreren zweiten Motoren unterschiedlicher Nennleistung besteht. Da der erste Motor im Vergleich zu dem zweiten Motor aufgrund seiner aufwendigeren Bauweise und der besonders hohen Anforderungen auch entspre- chend aufwendig und zeitintensiv in der Auslegung, Herstellung und im Tests ist, wird eine Antriebseinrichtung bevorzugt stets unter Rückgriff auf einen ersten Motor eines bereits entwickelten und getesteten Motortyps fester Leistung hergestellt, dem dann zur Erzielung der benötigten Gesamt- leistung einer von mehreren zur Verfügung stehenden zweiten Motoren unterschiedlicher Leistung zur Seite gestellt wird.A particularly fast and cost-effective production of the drive device is possible because the drive device consists of a combination of a first motor of fixed nominal power with one of several second motors of different rated power. Since the first motor compared to the second motor due to its more complex design and the particularly high demands is also consuming and time-consuming in design, manufacture and testing, a drive device is preferably always using a first engine already developed and then tested to provide the required total power of one of several available second motors of different power.
Ein auf diesem Konzept beruhendes Antriebseinrichtungs-System für Schiffs-Antriebseinrichtungen unterschiedlicher Nennleis- tung zeichnet sich durch einen standardisierten ersten Motor mit einer fest vorgegebenen Nennleistung und mehrere standardisierte zweiten Motoren mit jeweils unterschiedlicher Nennleistung aus, wobei zur Erzielung unterschiedlicher Nennleistungen der Schiffs-Antriebseinrichtungen der erste Motor und die zweiten Motoren derart ausgebildet und betreibbar sind, dass der erste Motor mit jedem der zweiten Motoren zum Antrieb der Antriebswelle kombinierbar ist. Zur Herstellung einer Schiffs-Antriebseinrichtung kann diese dann aus dem standardisierten ersten Motor und einem der standardisierten zweiten Motoren derart gebildet werden, dass die Summe der Nennleistungen der beiden Motoren eine ge- wünschte Nennleistung der Schiffs-Antriebseinrichtung ergibt.A propulsion system based on this concept for ship propulsion systems of different rated power is characterized by a standardized first engine with a fixed nominal power and several standardized second engines, each with different nominal power, with the first to achieve different nominal powers of the marine propulsion systems Engine and the second motors are designed and operable such that the first motor with each of the second motors for driving the drive shaft can be combined. In order to produce a ship drive device, this can then be formed from the standardized first motor and one of the standardized second motors such that the sum of the rated powers of the two motors results in a desired rated output of the ship drive device.
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:The invention and further advantageous embodiments of the invention according to features of the subclaims are explained in more detail below with reference to exemplary embodiments in the figures. Show:
FIG 1 eine erfindungsgemäße Antriebseinrichtung für ein Schiff, insbesondere ein U-Boot,1 shows a drive device according to the invention for a ship, in particular a submarine,
FIG 2 einen Teilschnitt einer prinzipiellen Ausführungsform einer besonders vorteilhafte Ausgestaltung des ersten2 shows a partial section of a basic embodiment of a particularly advantageous embodiment of the first
Motors von FIG 1,Motors of FIG 1,
FIG 3 eine Prinzipdarstellung einer besonders vorteilhaften Lageranordnung in den Motoren der Antriebseinrichtung von FIG 1, FIG 4 eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung.3 shows a schematic diagram of a particularly advantageous bearing arrangement in the motors of the drive device of FIG. 1, FIG. 4 shows a particularly advantageous embodiment of a drive device according to the invention.
Eine in FIG 1 in prinzipieller Darstellung gezeigte Antriebseinrichtung 1 ist im Heck eines U-Bootes, von dem nur die heckseitige Außenhülle 2 des Schiffsrumpfes teilweise dargestellt ist, angeordnet. In entsprechender Weise könnte eine derartige Antriebseinrichtung natürlich auch im Heck eines Überwasserschiffes angeordnet sein. Die Antriebseinrichtung 1 umfasst eine Antriebswelle 3 zum Antrieb eines Propel- lers 4 als Vortriebseinheit für das U-Boot und einen ersten elektrischen Motor 5 und einen zweiten elektrischen Motor 6 zum Antrieb der Antriebswelle 3. Die beiden Motoren 5, 6 sind hintereinander auf der Antriebswelle 3 angeordnet, d.h. in Bezug auf die Antriebswelle in einer Hintereinanderanordnung mit ihren nicht näher dargestellten Läufern drehfest mit der Antriebswelle 3 verbunden. Der Motor 6 ist dabei räumlich zwischen dem Propeller 4 und dem ersten Motor 5 auf der Antriebswelle 3 angeordnet. Das Verhältnis der Nennleistung des ersten Motors 5 zu der Nennleistung des zweiten Motors 6 beträgt zwischen 1:3 und 3:1. Beispielsweise beträgt die Nennleistung beider Motoren jeweils 3 MW, so dass sich eine Gesamtnennleistung der Antriebseinrichtung 1 von 6 MW ergibt.A drive device 1 shown in a schematic illustration in FIG. 1 is arranged in the stern of a submarine, of which only the rear-side outer casing 2 of the ship's hull is partially shown. In a corresponding manner, such a drive device could of course also be arranged in the stern of a surface ship. The drive device 1 comprises a drive shaft 3 for driving a propeller 4 as propulsion unit for the submarine and a first electric motor 5 and a second electric motor 6 for driving the drive shaft 3. The two motors 5, 6 are successively on the drive shaft 3 arranged, ie in relation to the drive shaft in a series arrangement with their rotors not shown rotatably connected to the drive shaft 3. The motor 6 is arranged spatially between the propeller 4 and the first motor 5 on the drive shaft 3. The ratio of the rated power of the The first motor 5 to the rated power of the second motor 6 is between 1: 3 and 3: 1. For example, the rated power of both motors is 3 MW each, so that a total nominal power of the drive device 1 of 6 MW results.
Bevorzugt ist der erste Motor 5 als ein Synchronmotor mit einem permanenterregten Läufer und der zweite Motor 6 als ein Asynchronmotor ausgebildet. Der erste Motor 5 umfasst hierbei, wie im Detail in FIG 2 dargestellt, einen glockenförmi- gen Läufer 21, auf dem Permanentmagnete 22 angeordnet sind und der drehfest mit der Antriebswelle 3 verbunden ist, einen Ständer 23 mit einer Ständerwicklung 24 und einem Motorgehäuse 25, in dem der Läufer 21 und der Ständer 23 angeordnet sind. In einem Raum 26 zwischen der Antriebswelle 3, dem Läu- fer 21 und dem Motorgehäuse 25 sind mit Hilfe eines nicht näher dargestellten Haltegerüstes Stromrichtermodule 27 zur Speisung der Ständerwicklung 24 des elektrischen Motors 5 angeordnet. Über eine Öffnung 28 in dem Motorgehäuse 25 ist ein Austausch der Stromrichtermodule 27 möglich. Durch die Unter- bringung der Stromrichtermodule 27 innerhalb des glockenförmigen Läufers 21 wird eine besonders wirksame Abschirmung der Energieabstrahlung akustischer und elektrischer Art nach außen erreicht. Der Motor 5 eignet sich deshalb besonders vorteilhaft zum Antrieb der Antriebswelle 3 bei Schleichfahrt des U-Bootes.Preferably, the first motor 5 is designed as a synchronous motor with a permanent-magnet rotor and the second motor 6 as an asynchronous motor. As shown in detail in FIG. 2, the first motor 5 comprises a bell-shaped rotor 21, on which permanent magnets 22 are arranged and which is non-rotatably connected to the drive shaft 3, a stator 23 with a stator winding 24 and a motor housing 25, in which the rotor 21 and the stator 23 are arranged. In a space 26 between the drive shaft 3, the runner 21 and the motor housing 25 power converter modules 27 are arranged for feeding the stator winding 24 of the electric motor 5 by means of a holding frame, not shown. An exchange of the converter modules 27 is possible via an opening 28 in the motor housing 25. By accommodating the power converter modules 27 within the bell-shaped rotor 21, a particularly effective shielding of the energy emission of the acoustic and electrical type is achieved to the outside. The motor 5 is therefore particularly advantageous for driving the drive shaft 3 at creeping speed of the submarine.
Zur Trennung des ersten Motors 5 von dem zweiten Motor 6 bei Ausfall des ersten Motors 5 ist in der Antriebswelle 3 zwischen dem ersten Motor 5 und dem zweiten Motor 6 eine Schalt- kupplung 7 angeordnet.In order to separate the first motor 5 from the second motor 6 in the event of failure of the first motor 5, a shift clutch 7 is arranged in the drive shaft 3 between the first motor 5 and the second motor 6.
Die beiden Motoren 5, 6 sind auf einem gemeinsamen Fundament 8 befestigt. Das Fundament 8 ist wiederum über elastische Elemente 9 mit der Hülle 2 des U-Bootes verbunden. Mittels der elastischen Elemente 9 werden Schockeinwirkungen von der Schiffshülle 2 auf die Motoren 5, 6 verringert und umgekehrt eine Körperschallübertragung von den Motoren 5, 6 auf die Hülle 2 vermieden. Zum Ausgleich von Bewegungen der Antriebs- motoren 5, 6 gegenüber dem mittels des Lagers 10 in Bezug auf die Hülle 2 fixierten und mit dem Propeller 4 verbundenen Teil der Antriebswelle 3 ist in der Antriebswelle 3 zwischen dem zweiten Motor 6 und dem Propeller 4 eine elastische Kupp- lung angeordnet.The two motors 5, 6 are mounted on a common foundation 8. The foundation 8 is in turn connected via elastic elements 9 with the shell 2 of the submarine. By means of the elastic elements 9 shock effects are reduced from the hull 2 to the motors 5, 6 and vice versa a structure-borne sound transmission from the motors 5, 6 avoided on the shell 2. To compensate for movements of the drive Motors 5, 6 opposite to the means of the bearing 10 with respect to the shell 2 fixed and connected to the propeller 4 part of the drive shaft 3, an elastic coupling is arranged in the drive shaft 3 between the second motor 6 and the propeller 4.
Bei einer derartigen gemeinsamen starren Befestigung der beiden Motoren 5, 6 auf dem Fundament 8 ist es - wie in FIG 3 gezeigt - ausreichend, wenn die Antriebswelle 3 nur mittels insgesamt dreier Lager 11, 12, 13 in den beiden Motoren 5, 6 gelagert ist. Die Antriebswelle 3 ist hierbei mittels nur eines einzigen, auf der Abtriebseite des zweiten Motors 6 angeordneten Lagers 11 in dem zweiten Motor 6 gelagert und mit jeweils einem auf der Abtriebsseite und der Antriebsseite des ersten Motors 5 angeordneten Lagers 12 bzw. 13 in dem ersten Motor 5 gelagert. Das abtriebseitige Lager 12 des ersten Motors 5 trägt somit auch einen Teil des Gewichts der Antriebswelle 3 im Bereich des zweiten Motors 6. Insgesamt kann hierdurch jedoch auf ein Lager auf der Antriebsseite des zweiten Motors 6 verzichtet werden.In such a common rigid attachment of the two motors 5, 6 on the foundation 8 it is - as shown in FIG 3 - sufficient if the drive shaft 3 is supported only by a total of three bearings 11, 12, 13 in the two motors 5, 6 , The drive shaft 3 is in this case mounted by means of only a single, arranged on the output side of the second motor 6 bearing 11 in the second motor 6 and each with a arranged on the output side and the drive side of the first motor 5 bearing 12 and 13 in the first motor 5 stored. The output-side bearing 12 of the first motor 5 thus also carries a portion of the weight of the drive shaft 3 in the region of the second motor 6. Overall, however, this can be dispensed with a bearing on the drive side of the second motor 6.
Alternativ können die beiden Motoren 5, 6 statt auf einem gemeinsamen Fundament 8 auch jeweils separat über elastische Elemente 9 mit der Hülle 2 verbunden sein. In diesem Fall ist auch die Kupplung 7 als eine elastische Kupplung auszuführen.Alternatively, the two motors 5, 6 instead of on a common foundation 8 also be connected separately via elastic elements 9 with the shell 2. In this case, the clutch 7 is to be designed as a flexible coupling.
Die beiden Motoren 5, 6 treiben je nach Anforderung, z.B. der Propellerdrehzahl, einzeln oder im Verbund die Antriebswelle 3 an .The two motors 5, 6 drive as required, e.g. the propeller speed, individually or in combination the drive shaft 3 at.
Der erste Motor 5 treibt den Propeller 4 in einem unteren Geschwindigkeitsbereich des U-Bootes (insbesondere bei Schleichfahrt) und der zweite Motor 6 im Verbund mit dem ersten Motor 5 den Propeller 4 in einem höheren Geschwindig- keitsbereich (insbesondere bei Schnellfahrt) bis hin zur Höchstgeschwindigkeit des U-Bootes an. In dem unteren Geschwindigkeitsbereich übernimmt der erste Motor 5 die Drehzahlführung der Antriebswelle 3 und in dem höheren Geschwindigkeitsbereich der zweite Motor 6 die Drehzahlführung der Antriebswelle 3, wobei im Verbundbetrieb der beiden Motoren 5, 6 der zweite Motor 6 die Drehzahlführung der Antriebswelle 3 übernimmt und der erste Motor 5 in seiner Drehzahl von der Antriebswelle 3 bzw. von dem zweiten Motor 6 geführt wird und bestimmt durch die Sollwertvorgabe ein derartiges Drehmoment an die Antriebswelle 3 abgibt, dass sich die von den beiden Motoren 5, 6 jeweils abgegebenen Drehmomente in der Antriebswelle 3 summieren.The first motor 5 drives the propeller 4 in a lower speed range of the submarine (in particular during crawl speed) and the second motor 6 in conjunction with the first motor 5 drives the propeller 4 in a higher speed range (in particular in high-speed travel) up to the Maximum speed of the submarine. In the lower speed range, the first motor 5 takes over the speed control of the drive shaft 3 and in the higher speed range of the second motor 6, the speed control of the drive shaft 3, wherein in the combined operation of the two motors 5, 6, the second motor 6 takes over the speed control of the drive shaft 3 and the The first motor 5 is guided in its rotational speed by the drive shaft 3 and by the second motor 6 and determines by the setpoint input such a torque to the drive shaft 3 that the torque output by the two motors 5, 6 in the drive shaft 3 sum up.
Jeder der Motoren 5, 6 ist dabei auf eine maximale Leistung ausgelegt, die kleiner als die für den Vortrieb des U-Bootes maximal benötigte Gesamtleistung ist.Each of the motors 5, 6 is designed for a maximum power that is smaller than the maximum power required for the propulsion of the submarine.
Beide Motoren 5, 6 sind aber derart ausgelegt, dass durch sie bis zur maximalen Drehzahl des Propellers 4 Drehmoment an die Antriebswelle 3 abgebbar ist.However, both motors 5, 6 are designed such that through the torque up to the maximum speed of the propeller 4 to the drive shaft 3 can be issued.
Wie vereinfacht in FIG 4 dargestellt, werden die Motoren 5, 6 von einer übergeordneten Steuereinrichtung 30 hinsichtlich ihrer jeweiligen Leistungsabgabe PEi bzw. PE2 an den PropellerAs shown in simplified form in FIG. 4, the motors 5, 6 are supplied to the propeller by a higher-level control device 30 with regard to their respective output P E i or P E2
4 in Abhängigkeit von einem vorgebbaren Sollwert S, z.B. ei- nem Sollwert für die Drehzahl des Propellers 4 oder für die4 as a function of a predefinable setpoint value S, e.g. a setpoint for the speed of the propeller 4 or for the
Schiffsgeschwindigkeit, und einer vorgebbaren Betriebsart B derart gesteuert, dass durch die Summe dieser Leistungsabgaben eine von dem Sollwert S abhängige Gesamtleistung P3 an den Propeller 4 abgeben wird und dabei die Aufteilung dieser Gesamtleistungsabgabe auf die Leistungsabgaben PEi bzw. PE2 der Motoren 5, 6 , d.h. die Höhe der von den beiden Motoren 5, 6 jeweils abzugebenden Teilleistungen PEi bzw. PE2 zur Erzielung der Gesamtleistung P3 = PEi + PE2, in Abhängigkeit von dem Sollwert S und der vorgebbaren Betriebsart B erfolgt.Ship speed, and a predetermined mode B controlled such that the sum of these power outputs a dependent of the target value S total power P 3 to the propeller 4 and thereby distributing this total power output on the power outputs P Ei and P E2 of the motors 5, 6, that is, the amount of each of the two motors 5, 6 to be dispensed partial power P E i and PE2 to achieve the total power P 3 = P E i + P E 2, in dependence on the desired value S and the predetermined mode B takes place.
Die übergeordnete Steuereinrichtung 30 empfängt den SollwertThe higher-level control device 30 receives the setpoint
5 von einem Sollwertgeber 31, beispielsweise einem Fahrhebel im Leitstand oder von einem Autopilotsystem, und die Be- triebsart B von einem Betriebsartengeber 32, z.B. einem Be- triebsartenwahlschalter, der im Leitstand des U-Bootes angeordnet ist.5 from a desired value generator 31, for example a control lever in the control station or from an autopilot system, and the mode B by a mode selector 32, eg an operating mode selector switch, which is arranged in the control console of the submarine.
Zur Steuerung der Leistungsabgaben PEi, PE2 der Motoren 5, 6 in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Sollwert S und einer vorgegebenen Betriebsart B übergibt die übergeordnete Steuereinrichtung 30 Sollwerte SEi, SE2 (z.B. Sollwerte für die Drehzahl oder das Drehmoment) an Antriebssteuerungen 35, 36, die die jeweilige Leistungsabgabe PEi bzw. PE2 der Motoren 5 bzw. 6 steuern.For controlling the power outputs P Ei , P E2 of the motors 5, 6 as a function of a predefined setpoint value S and a predetermined operating mode B, the higher-level control device 30 transfers setpoint values S E i, S E 2 (eg setpoint values for the rotational speed or the torque) Drive controls 35, 36, which control the respective power output P E i and P E2 of the motors 5 and 6 respectively.
Über die Sollwerte SEI, SE2 steuert die übergeordnete Steuereinrichtung 30 die Gesamtleistungsabgabe und die Aufteilung der abzugebenden Gesamtleistung auf die Motoren 5, 6 und stellt automatisch für die vorgegebene Betriebsart B optimale Betriebspunkte ein.About the setpoints S EI , S E 2, the higher-level control device 30 controls the total power output and the distribution of the total output power to the motors 5, 6 and automatically sets for the predetermined mode B optimal operating points.
Die vorgebbare Betriebart B kann eine Betriebsart sein, in der die Geräuschemissionen (d.h. Körperschall und Luftschallemissionen) und/oder die elektromagnetischen Emissionen und/oder die Wärmeemissionen der Antriebseinrichtung 1, vorzugsweise einschließlich von Verbrennungskraftmaschinen für die Erzeugung der elektrischen Energie für die beiden Motoren 5, 6, minimal sind. Die vorgebbare Betriebsart B kann auch eine Betriebsart sein, in der der Gesamtverbrauch an elektrischer Energie der beiden Motoren 5, 6 minimal ist. Die vorgebbare Betriebsart B kann weiterhin eine Betriebsart sein, in der die Beschleunigung des U-Bootes maximal ist. Die vor- gebbare Betriebsart B kann auch eine Betriebsart sein, in der der Gesamttreibstoffverbrauch von Verbrennungskraftmaschinen für die Erzeugung der elektrischen Energie für die Motoren 5, 6, minimal ist.The predeterminable mode of operation B may be an operating mode in which the noise emissions (ie structure-borne noise and airborne noise emissions) and / or the electromagnetic emissions and / or the heat emissions of the drive device 1, preferably including internal combustion engines for the generation of electrical energy for the two motors 5, 6, are minimal. The predefinable operating mode B can also be an operating mode in which the total consumption of electrical energy of the two motors 5, 6 is minimal. The predefinable operating mode B can also be an operating mode in which the acceleration of the submarine is maximum. The predeterminable operating mode B can also be a mode in which the total fuel consumption of internal combustion engines for generating the electrical energy for the motors 5, 6, is minimal.
Für die Steuerung der Gesamtleistungsabgabe Ps und der Aufteilung der Gesamtleistungsabgabe Ps auf die einzelnen Motoren 5, 6 können in der übergeordneten Steuereinrichtung 30 Kennlinien und/oder Kenndaten abgespeichert, die den Zusam- menhang zwischen dem Sollwert S, z.B. der Propellerdrehzahl oder der Schiffsgeschwindigkeit, der jeweiligen Leistungsabgabe und von die jeweilige Betriebsart charakterisierenden Betriebsparametern wie z.B. dem elektrischen Energiever- brauch, dem Treibstoffverbrauch, den Geräuschemissionen, den Wärmeemissionen, Wärmeverluste, beschreiben. Weiterhin beschreiben die Kennlinien die maximal mögliche Leistungsabgabe.For the control of the total power output P s and the distribution of the total power output P s to the individual motors 5, 6 characteristic curves and / or characteristic data can be stored in the higher-level control device 30, which control the cooperation between the desired value S, eg the propeller speed or the ship speed, the respective power output and operating parameters characterizing the respective operating mode, such as the electrical energy consumption, the fuel consumption, the noise emissions, the heat emissions, heat losses. Furthermore, the characteristics describe the maximum possible power output.
Die vorstehend beschriebenen Zusammenhänge zum Einzel- und Verbundantrieb der beiden Elektromotoren, zu Steuerung der Leistungsabgaben der beiden Motoren in Abhängigkeit von einem vorgebbaren Sollwert und einer vorgebbaren Betriebsart, der verschiedenen möglichen Betriebsarten, sowie der Antriebsauf- teilung und der Drehzahlführung in unterschiedlichen Geschwindigkeitsbereichen sind dabei grundsätzlich auf jede Kombination zweier Motoren zum Antrieb einer Vortriebseinheit anwendbar, d.h. auch bei einer Kombination, bei der beim ersten Motor keine Stromrichter im Motorgehäuse angeordnet sind. The relationships described above for the individual and compound drive of the two electric motors, for controlling the power outputs of the two motors as a function of a predefinable desired value and a predefinable operating mode, the various possible operating modes, as well as the drive division and the speed control in different speed ranges are basically applicable to any combination of two motors to drive a propulsion unit, ie even with a combination in which the first motor no converters are arranged in the motor housing.

Claims

Patentansprüche claims
1. Antriebseinrichtung (1) für ein Schiff, insbesondere ein U-Boot, mit einer Antriebswelle (3) zum Antrieb einer Vor- triebseinheit (4), z.B. eines Propellers, des Schiffes und mit einem ersten und einem zweiten elektrischen Motor (5 bzw. 6) zum Antrieb der Antriebswelle (3) , wobei die beiden Motoren (5,6) hintereinander auf der Antriebswelle (3) angeordnet sind, wobei der erste Motor (5) einen Läufer (21) und einen Ständer (23) umfasst, die in einem Motorgehäuse (25) angeordnet sind, wobei Stromrichter (27) zur Speisung des ersten Motors (5) mit elektrischem Strom in dem Motorgehäuse (25), vorzugsweise zumindest teilweise in einem Raum (26) zwischen der Antriebswelle (3) und dem Läufer (21), angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Nennleistung des ersten Motors (5) zu der Nennleistung des zweiten Motors (6) zwischen 1:3 und 3:1 beträgt, wobei der zweite Motor (6) räumlich zwischen der Vortriebseinheit (4) und dem ersten Motor (5) auf der Antriebswelle (3) angeordnet ist.A drive device (1) for a ship, in particular a submarine, having a drive shaft (3) for driving a drive unit (4), e.g. a propeller, the ship and with a first and a second electric motor (5 or 6) for driving the drive shaft (3), wherein the two motors (5,6) one behind the other on the drive shaft (3) are arranged, wherein the first Motor (5) comprises a rotor (21) and a stator (23) which are arranged in a motor housing (25), wherein power converter (27) for feeding the first motor (5) with electric current in the motor housing (25), Preferably, at least partially in a space (26) between the drive shaft (3) and the rotor (21), characterized in that the ratio of the rated power of the first motor (5) to the rated power of the second motor (6) between 1 : 3 and 3: 1, wherein the second motor (6) is arranged spatially between the propulsion unit (4) and the first motor (5) on the drive shaft (3).
2. Antriebseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Motor (5) als ein Synchronmotor mit einem permanenterregten Läufer und der zweite Motor (6) als ein Asynchronmotor ausgebildet ist.2. Drive device (1) according to claim 1, characterized in that the first motor (5) is designed as a synchronous motor with a permanent-magnet rotor and the second motor (6) as an asynchronous motor.
3. Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Antriebswelle (3) zwischen dem ersten und dem zweiten Motor (5 bzw. 6) eine Schaltkupplung (7) angeordnet ist.3. Drive device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that in the drive shaft (3) between the first and the second motor (5 or 6) a clutch (7) is arranged.
4. Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Motoren (5,6) auf einem gemeinsamen Fundament (8) befestigt sind, wobei in der Antriebswelle (3) zwischen dem zweiten Motor (6) und der Vortriebseinheit (4) eine elastische Kupplung (11) angeordnet ist. 4. Drive device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the two motors (5,6) are mounted on a common foundation (8), wherein in the drive shaft (3) between the second motor (6) and the Propulsion unit (4) an elastic coupling (11) is arranged.
5. Antriebseinrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (3) mittels zweier Lager (12,13) in dem ersten Motor (5) und mittels nur eines einzigen Lagers (11) in dem zweiten Motor (6) gelagert ist.5. Drive device (1) according to claim 4, characterized in that the drive shaft (3) by means of two bearings (12,13) in the first motor (5) and by means of only a single bearing (11) in the second motor (6) is stored.
6. Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Motoren (5,6) je nach Anforderung, z.B. einer Drehzahl der Vortriebseinheit (4), einzeln oder im Verbund die Antriebswelle (3) antreiben.Drive device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the two motors (5, 6) are arranged as required, e.g. a speed of the propulsion unit (4), individually or in combination drive the drive shaft (3).
7. Antriebseinrichtung (1) nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Sollwertgeber (31) zur Vorgabe eines Sollwertes (S), z.B. eines Sollwertes für eine Drehzahl der Vortriebseinheit (4) oder für die Schiffsgeschwindigkeit, einen Betriebsartengeber (32) zur Vorgabe einer Betriebsart (B) und eine Steuereinrichtung (30), die dazu eingerichtet ist, die beiden Motoren (5,6) hinsichtlich ihrer jeweiligen Leistungsabgabe (PEi bzw. PE2) an die Antriebswelle (3) derart zu steuern, dass durch die Summe dieser Leistungsabgaben (PEi bzw. PE2) eine von dem Sollwert (S) abhängige Gesamtleistung (Ps) an die Antriebswelle abgebbar ist und dabei die Aufteilung dieser Gesamtleistungsabgabe auf die Leistungsabgaben (PEI bzw. PE2) der einzelnen Motoren (5, 6) in Abhängigkeit von dem Sollwert (S) und der Betriebsart (B) erfolgt.7. Drive device (1) according to claim 6, characterized by a setpoint generator (31) for specifying a desired value (S), for example a desired value for a speed of the propulsion unit (4) or for the ship speed, a mode selector (32) for specifying a mode (B) and a control device (30) which is adapted to the two motors (5,6) with respect to their respective power output (P E i or P E2 ) to the drive shaft (3) to control such that the sum These power outputs (P E i and P E2 ) one of the desired value (S) dependent total power (Ps) is deliverable to the drive shaft and thereby dividing this total power output on the power outputs (P EI or P E2 ) of the individual motors (5 , 6) in dependence on the desired value (S) and the operating mode (B).
8. Antriebseinrichtung (1) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch den einzelnen Motoren (5,6) zugeordnete Antriebssteuerungen (35, 36) zur Steuerung derer jeweiligen Leistungsabgabe (PEi bzw. PE2) , wobei die Steuereinrichtung (30) die Leistungsabgabe (PEi bzw. PE2) der Motoren (5, 6) durch Vorgabe von Drehzahlsollwerten oder Drehmomentsollwerten an diese Antriebssteuerungen (35, 36) steuert.8. Drive device (1) according to claim 7, characterized by the individual motors (5,6) associated drive controls (35, 36) for controlling derer respective power output (P E i or P E2 ), wherein the control device (30) the power output (P E i or P E2 ) of the motors (5, 6) by setting speed setpoints or torque setpoints to these drive controls (35, 36) controls.
9. Antriebseinrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgebbare Betriebart (B) eine Betriebsart ist, in der Geräuschemissionen und/oder elektromagnetische Emissionen und/oder Wärmeemissionen der Antriebseinrichtung (1), vorzugsweise einschließlich von Verbrennungskraftmaschinen für die Erzeugung der elektrischen Energie für die beiden Motoren (5, 6) , minimal sind.9. Drive device (1) according to claim 7 or 8, characterized in that the predetermined operating mode (B) is an operating mode in the noise emissions and / or electromagnetic emissions and / or heat emissions of Drive means (1), preferably including internal combustion engines for the generation of electrical energy for the two motors (5, 6) are minimal.
10. Antriebseinrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgebbare Betriebsart (B) eine Betriebsart ist, in der der Gesamtverbrauch an elektrischer Energie der beiden Motoren (5,6) minimal ist.10. Drive device (1) according to claim 7 or 8, characterized in that the predeterminable operating mode (B) is a mode in which the total consumption of electrical energy of the two motors (5,6) is minimal.
11. Antriebseinrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgebbare Betriebsart (B) eine Betriebsart ist, in der die Beschleunigung des Schiffes maximal ist.11. Drive device (1) according to claim 7 or 8, characterized in that the predefinable operating mode (B) is an operating mode in which the acceleration of the ship is maximum.
12. Antriebseinrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgebbare Betriebsart (B) eine Betriebsart ist, in der der Gesamttreibstoffverbrauch von Verbrennungskraftmaschinen für die Erzeugung der elektrischen Energie für die Motoren (5,6) minimal ist.12. Drive device (1) according to claim 7 or 8, characterized in that the predeterminable operating mode (B) is a mode in which the total fuel consumption of internal combustion engines for the generation of electrical energy for the motors (5,6) is minimal.
13. Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Motor (5) die Vortriebseinheit (4) in einem unteren Geschwindigkeitsbereich des Schiffes, insbesondere im Geschwindigkeitsbereich einer Schleichfahrt des Schiffes, antreibt und der zweite Motor (6) im Verbund mit dem ersten Motor (5) die Vortriebseinheit (4) in einem höheren Geschwindigkeitsbereich, insbesondere im Geschwindigkeitsbereich einer Schnellfahrt des Schiffes, bis hin zur Höchstgeschwindigkeit des Schiffes antreibt.13. Drive device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first motor (5) drives the propulsion unit (4) in a lower speed range of the ship, in particular in the speed range of a crawl of the ship, and the second motor (6) in conjunction with the first motor (5) drives the propulsion unit (4) in a higher speed range, in particular in the speed range of a high speed cruise of the ship, up to the maximum speed of the ship.
14. Antriebseinrichtung (1) nach Anspruch 13 und einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in dem unteren Geschwindigkeitsbereich der erste Motor (5) die Drehzahlführung der Antriebswelle (3) übernimmt und in dem höheren Geschwindigkeitsbereich der zweite Motor (6) die Drehzahlführung der Antriebswelle (3) übernimmt, wobei im Verbundbetrieb der beiden Motoren (5,6) der zweite Motor (6) die Drehzahlführung der Antriebswelle (3) übernimmt und der erste Elek- tromotor (5) in seiner Drehzahl von der Antriebswelle (3) bzw. von dem zweiten Motor (6) geführt wird und bestimmt durch die Sollwertvorgabe ein derartiges Drehmoment an die Antriebswelle (3) abgibt, dass sich die von den beiden Moto- ren (5,6) jeweils abgegebenen Drehmomente in der Antriebswelle (3) summieren.14. Drive device (1) according to claim 13 and one of claims 7 to 12, characterized in that in the lower speed range of the first motor (5) takes over the speed control of the drive shaft (3) and in the higher speed range of the second motor (6) the speed control of the drive shaft (3) takes over, wherein in the combined operation of the two motors (5,6) of the second motor (6) takes over the speed control of the drive shaft (3) and the first Elek- in its rotational speed is guided by the drive shaft (3) or by the second motor (6) and determines by the setpoint input such a torque to the drive shaft (3), that of the two engines ( 5.6) sum each delivered torques in the drive shaft (3).
15. Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Motoren (5,6) auf eine maximale Leistung ausgelegt ist, die kleiner als die für den Vortrieb des Schiffes maximal benötigte Gesamtleistung ist.15. Drive device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that each of the motors (5,6) is designed for a maximum power that is smaller than the maximum power required for the propulsion of the ship.
16. Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beide Motoren (5, 6) derart ausgelegt sind, dass durch sie bis zur maximalen Drehzahl der Vortriebseinheit Drehmoment an die Antriebswelle (3) abgebbar ist.16, drive device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that both motors (5, 6) are designed such that through them to the maximum speed of the propulsion unit torque to the drive shaft (3) can be issued.
17. Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (1) aus einer Kombination eines ersten Motors (5) fester Nennleistung mit einem von mehreren zweiten Motoren (6) unterschiedlicher Nennleistung besteht.17. Drive device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the drive device (1) consists of a combination of a first motor (5) fixed power with one of a plurality of second motors (6) of different rated power.
18. Antriebseinrichtungs-System für Schiffs-Antriebseinrich- tungen unterschiedlicher Nennleistung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen standardisierten ersten Motor mit einer fest vorgegebenen Nennleistung und mehrere standardisierte zweiten Motoren mit jeweils unterschiedlicher Nennleistung, wobei zur Erzielung unterschiedlicher Nennleistungen der Schiffs-Antriebseinrichtungen der erste Motor und die zweiten Motoren derart ausgebildet und betreibbar sind, dass der erste Motor mit jedem der zweiten Motoren zum Antrieb der Antriebswelle kombinierbar ist.18. Drive device system for marine propulsion devices of different rated power according to one of the preceding claims, characterized by a standardized first motor with a fixed nominal power and a plurality of standardized second motors, each with different nominal power, wherein to achieve different nominal power of the marine propulsion facilities the first motor and the second motors are designed and operable such that the first motor can be combined with each of the second motors for driving the drive shaft.
19. Verfahren zur Herstellung einer Schiffs-Antriebseinrich- tung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 mit Hilfe eines Antriebseinrichtungs-System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiffs-Antriebseinrichtung aus dem standardisierten ersten Motor und einem der standardisierten zweiten Motoren derart gebildet wird, dass die Summe der Nennleistungen der beiden Motoren eine gewünschte Nennleistung der Schiffs-Antriebseinrichtung ergibt. 19. A method for producing a marine propulsion device according to one of claims 1 to 17 with the aid of a Drive system according to claim 18, characterized in that the ship's propulsion device from the standardized first motor and one of the standardized second motors is formed such that the sum of the rated power of the two motors gives a desired nominal power of the marine propulsion device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110001910A (en) * 2019-04-12 2019-07-12 上海丰滋新能源船舶科技有限公司 A kind of bi-motor propeller system control device

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010040907A1 (en) 2010-09-16 2012-03-22 Aloys Wobben Electric motor replacement
DE102011007599A1 (en) * 2011-04-18 2012-10-18 Siemens Aktiengesellschaft Method of operating a submarine and submarine
NO339669B1 (en) 2012-10-18 2017-01-23 Scana Volda As Vessel propulsion system
FR3013321B1 (en) * 2013-11-20 2016-01-08 Dcns POWER TRANSFER SYSTEM BETWEEN THREE POWER COMPONENTS
FR3017104B1 (en) * 2014-01-31 2016-02-26 Dcns PROPULSION ASSEMBLY; SHIP COMPRISING SUCH A PROPULSION ASSEMBLY
FR3073816B1 (en) * 2017-11-20 2019-11-29 Naval Group SUBMARINE VEHICLE COMPRISING A PROPULSION CHAIN AND METHOD THEREOF
KR102497856B1 (en) * 2021-04-14 2023-02-07 대우조선해양 주식회사 Dual motor propulsion system for submarine
CN115092373A (en) * 2022-05-27 2022-09-23 广东逸动科技有限公司 Power device, control method thereof, marine propeller and ship

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE74327C (en) * J. J. HEIL MANN in Paris Electrically powered watercraft
AT43806B (en) * 1909-09-10 1910-08-25 Porsche Ferdinand A Electric propeller drive.
GB191512444A (en) * 1915-08-30 1916-08-30 British Thomson Houston Co Ltd Improvements in and relating to Systems of Electric Ship Propulsion.
GB789279A (en) * 1956-03-14 1958-01-15 Wilhelm Gustav Stoeckicht An improved marine propulsion plant
DE1198699B (en) * 1962-07-21 1965-08-12 Wagner Hochdruck Dampfturbinen Propulsion system for ships with several propulsion engines
NO167489C (en) 1985-02-11 1991-11-06 Siemens Ag RETURN FITTED TRIANGLE FIELD MACHINE WITH ELECTRONIC SETTING BODY
DE4340747C1 (en) * 1993-11-30 1995-04-27 Nord Systemtechnik Ship propulsion system with two propellers rotating in an opposed manner
DE4430409C2 (en) * 1994-08-26 1997-08-14 Siemens Ag Process for optimizing the efficiency of ships with a bow and stern propeller and arrangement for adjusting the speed of the bow propeller
DE19958783A1 (en) 1999-11-30 2001-05-31 Siemens Ag Device for driving a ship incorporates two drive motors of varying power and a drive shaft with two electric drive motors designed as multi-strand AC motors with a power converter feed.
US6659815B2 (en) * 2001-06-11 2003-12-09 Maruta Electric Boatworks Llc Efficient motors and controls for watercraft
DE102006041032B4 (en) * 2006-09-01 2010-11-25 Siemens Ag Ship with electric drive and internal combustion engine auxiliary drive
JP2008100534A (en) * 2006-10-17 2008-05-01 Yamaha Marine Co Ltd Ship propulsion machine and its operation control method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2009124841A2 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110001910A (en) * 2019-04-12 2019-07-12 上海丰滋新能源船舶科技有限公司 A kind of bi-motor propeller system control device

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Publication number Publication date
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