KR101485647B1 - 하나 이상의 펄스폭 변조 인버터에 의해 급전되는 선박 구동 모터의 작동 방법 및 선박 구동 시스템 - Google Patents

하나 이상의 펄스폭 변조 인버터에 의해 급전되는 선박 구동 모터의 작동 방법 및 선박 구동 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하나 이상의 펄스폭 변조 인버터(3)에 의해 급전되는 선박 구동 모터(2)의 작동 방법에 관한 것으로, 이때 펄스 인버터(3)의 스위칭 요소(5)는 가변 스위칭 주파수에 의해 스위칭되며, 본 발명에 따르면 선박의 음향 노이즈 스펙트럼을 변경하기 위해, 스위칭 주파수가 선박 구동 모터(2) 및 펄스 인버터(3)의 작동 상태와는 무관하게 선박의 운항요원에 의해 수동으로 제어된다. 이로써 선박의 운항요원은 의도한 대로 선박의 작동을 위해 특정 시간에 존재하는 요건과 상황에 적합하도록 선박의 노이즈 스펙트럼을 설정할 수 있다.

Description

하나 이상의 펄스폭 변조 인버터에 의해 급전되는 선박 구동 모터의 작동 방법 및 선박 구동 시스템{METHOD FOR OPERATING A SHIP DRIVE MOTOR FED BY AT LEAST ONE PULSE WIDTH MODULATED INVERTER, AND SHIP DRIVE SYSTEM}
본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른, 하나 이상의 펄스 인버터에 의해 급전되는 선박 구동 모터의 작동 방법과, 청구항 제6항의 전제부에 따른, 이러한 유형의 선박 구동 모터를 구비한 선박 구동 시스템에 관한 것이다.
펄스 인버터에 의해 급전되는 선박 구동 모터의 작동 중에, (흔히 "밸브"로도 지칭되는) 펄스 인버터의 스위칭 요소는, 변하지 않거나 오직 선박 구동 모터 및/또는 펄스 인버터의 작동 상태의 변화에 따라서만 변하는 스위칭 주파수를 이용하여 변환된다는 것이 공지되어 있다. 이런 경우 특히 작동 정지시, 이는 기계의 노이즈 스펙트럼 및 이에 따른 선박의 노이즈 스펙트럼의 뚜렷한 고조파를 야기할 수 있다. 이때 흔히 선박의 "음향 특징"으로도 지칭되는 선박의 음향 노이즈 스펙트럼에는 현저히 상승한 피크값을 갖는 하나 이상의 스펙트럼 라인이 존재하는 반면, 스펙트럼의 다른 영역은 매우 낮은 값만을 특징으로 한다. 선박이 관측선으로 사용되는 경우 이로 인해 발생하는 노이즈는 수중 관측을 방해할 수 있다. 또한 노이즈는 피크값을 갖는 스펙트럼 라인의 범위에서 특히 민감한 해양 생물을 방해할 수 있다. 이로 인해, 예컨대 환경 보호를 이유로 크루즈선 또는 페리선의 이동 반경이 제한된다. 잠수함의 경우 노이즈는 해당 잠수함에 대한 탐지 가능성의 증가로 이어질 수 있다.
펄스 인버터에 의해 급전되는 기계의 작동 방법은 DE 39 12 706 A1호에 공지되어 있는데, 여기서 펄스 인버터의 스위칭 요소의 스위칭 주파수는 선박 구동 모터 및 펄스 인버터의 작동 상태와는 상관없이 일정하게 자동으로 변한다. 이 방법에서는 스위칭 주파수 및 이들 주파수가 바뀌는 시점이 예컨대 랜덤 발생기에 의해 사전 설정된다. 이때에는, 단 하나 또는 두어 개의 높은 스펙트럼 라인 대신에 훨씬 낮은 피크값을 갖는 어느 정도 연속하는 스펙트럼이 모터의 노이즈 스펙트럼에 발생한다.
규정된 함수에 따라 노이즈 저감을 목적으로 펄스 인버터의 스위칭 요소의 스위칭 주파수를 변경하는 것은 EP 0 685 923 B1호에 공지되어 있는데, 이에 의하면 함수의 매개변수를 원하는 대로 설정함으로써 주파수 스펙트럼에 걸쳐 고조파의 고른 분포가 달성되고 따라서 노이즈가 저감된다.
미국 특허 공개 제2003/0052642호는 원하는 설정 스위칭 주파수가 사용자에 의해 수동으로 선택될 수 있는 구동 시스템을 개시한다. 그러나 설정 스위칭 주파수는 기생 효과에 기인한 인버터 출력 전압의 왜곡을 방지하기 위해 인버터 출력 전압의 주파수의 설정값에 따른 인버터 제어에 의해 부분적으로 재차 바뀐다.
WO 02/057133 A2호는 하나 이상의 인버터 유닛에 의해 급전되는 선박 구동 모터의 작동 방법을 개시하는데, 여기서 인버터 유닛의 전류 인버터 제어는 선박의 음향 노이즈 스펙트럼을 변경하기 위해 음향 특징이 선박의 운항요원에 의해 제어되도록 자유롭게 구성될 수 있다.
이들 해법은 전반적인 노이즈 레벨이 낮아지도록 하지만, 노이즈는 바람직하지 않은 주파수 범위에서 여전히 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 청구항 제1항의 도입부에 따른 하나 이상의 펄스 인버터에 의해 급전되는 선박 구동 모터의 작동 방법과, 청구항 제6항의 전제부에 따른 선박 구동 시스템을 위한 방법에서 이런 문제를 방지하는 것이다.
본 방법이 지향하는 목적은 청구항 제1항에 따른 방법에 의해 성공적으로 성취된다. 바람직한 실시예는 청구항 제2항 내지 제5항의 대상이다. 선박 구동 시스템이 지향하는 목적은 청구항 제6항에 따른 선박 구동 시스템에 의해 성공적으로 성취된다. 바람직한 실시예는 청구항 제7항 내지 제10항의 대상이다. 이런 선박 구동 시스템을 갖춘 선박은 청구항 제11항의 대상이다. 이런 선박의 작동 방법은 청구항 제12항의 대상이다.
본 발명에 따른 방법에서 스위칭 주파수는 선박 구동 모터 및 펄스 인버터의 작동 상태와는 무관하게, 즉 예컨대 펄스 인버터의 출력 전압 또는 선박 구동 모터의 입력 전압 및/또는 선박 구동 모터의 속도와는 무관하게 운항요원에 의해 수동으로 제어된다. 따라서 스위칭 주파수와, 운항요원에 의해 결정된 스위칭 주파수에 의한 펄스 인버터의 작동이 개시되는 시점은 자동으로 결정되는 것이 아니라 운항요원에 의해 수동으로 결정된다. 따라서 선박의 운항요원이 선박의 노이즈 스펙트럼(즉, 음향 특징)을 변경하고 이에 따라서 선박의 특정한 원하는 노이즈 스펙트럼을 원하는 데로 설정하는 것이 가능하다. 이때 노이즈 스펙트럼은 특정 시점에 존재하는 선박 작동의 요건 및 상황에 상응하게 원하는 대로 설정될 수 있다. 예컨대 관측선의 경우 노이즈 스펙트럼은 수중 관측을 방해하지 않도록 설정될 수 있다. 크루즈선 또는 페리선의 경우에는 노이즈 스펙트럼이 특정 해양 생물을 방해하지 않도록 설정될 수 있다. 잠수함의 경우에는 노이즈 스펙트럼이 예컨대 해당 함정의 탐지가 보다 어려워지도록 설정될 수 있다. 이런 경우에 운항요원은 스위칭 주파수의 결정을 위해 선박에 탑승할 수도 있고 선박 외부에 배치될 수도 있는데, 후자의 경우에는 원격 제어에 의해 스위칭 주파수를 제어한다. 이때 스위칭 주파수는 직접적으로는 스위칭 주파수를 지정함으로써 또는 간접적으로는 스위칭 주파수에 할당되는 매개변수를 지정함으로써 승무원에 의해 제어될 수 있다.
이 경우 선박의 모터는 복수의 펄스 인버터에 의해 급전되는데, 여기서는 모든 펄스 인버터의 스위칭 요소가 각각 동일한 스위칭 주파수에 의해 작동되므로, 총합으로도 원하는 노이즈 스펙트럼을 발생시킨다.
사용자 편의성을 증가시키기 위해 승무원은 선택을 위해 제한된 수의 가능 스위칭 주파수들을 제공받을 수 있으며, 승무원은 이들 수로부터 하나의 스위칭 주파수를 선택하여 스위칭 주파수를 제어한다.
승무원을 위해 특히 사용자 편의적인 본 방법의 실시예에서, 스위칭 주파수는 각각 하나의 특징 유형을 할당받는다. 이때 승무원은 이러한 특징 유형들을 선택을 위해 제공받을 수 있으며, 승무원은 특징 유형들 중 하나의 특징 유형을 선택함으로써 스위칭 주파수를 제어한다. 특징 유형은 정해진 상이한 노이즈 스펙트럼을 나타낼 수 있거나 선박의 사용 환경을 반영할 수 있다. 따라서 승무원은 특히 간단한 방식으로 그리고 적확한 스위칭 주파수를 정확히 모르는 상태에서도 특징 유형을 토대로 스위칭 주파수를 제어할 수 있다. 그러나 궁극적으로 특징 유형은, 상대적으로 훨씬 더 낮은 값을 갖는 스펙트럼의 다른 영역에 비해 크게 증가한 피크값을 갖는 하나 이상의 스펙트럼 라인을 특징으로 하는 선박의 규정된 음향 노이즈 스펙트럼(즉, 선박의 "음향 특징")을 나타낸다.
특히 바람직한 실시예에 따르면, 펄스 인버터의 스위칭 요소를 위한 제어 펄스는 변조 주파수를 이용한 설정값의 변조에 의해 발생하며, 스위칭 주파수의 제어를 위해 스위칭 요소는 설정값과 무관한 변조 주파수에 의해 제어된다.
선박 구동 모터가 복수의 펄스 인버터에 의해 급전되는 경우, 모든 펄스 인버터의 스위칭 요소는 바람직하게는 각각 동일한 스위칭 주파수를 이용하여 작동되므로, 총합으로도 원하는 노이즈 스펙트럼을 발생시킨다.
본 발명에 따른 선박 구동 시스템의 경우에는, 선박의 운항요원에 의한 스위칭 주파수의 수동 제어를 위한 스위칭 펄스 발생 장치가 입력 장치와 결합된다. 본 발명에 따른 방법에 관해 언급된 이점은 본 발명에 따른 선박 구동 시스템에도 상응하는 방식으로 적용된다. 입력 장치는 예컨대 선박의 함교에서 승무원이 용이하게 접근할 수 있도록 배치될 수 있는 반면, 선박 구동 모터, 펄스 인버터 및 스위칭 펄스 발생 장치는 선박의 기계실에 배치된다.
이 경우 선박 구동 시스템은 선박 구동 모터에 전기를 공급하기 위한 복수의 펄스 인버터를 구비하며, 각각의 펄스 인버터를 위한 가변 스위칭 주파수의 스위칭 펄스를 발생시키기 위한 각각 하나의 고유의 장치를 구비하며, 모든 스위칭 펄스 발생 장치는 입력 장치와 결합된다. 이를 통해 모든 펄스 인버터가 동일한 스위칭 주파수를 이용하여 작동되고, 총합에 의해서도 원하는 노이즈 스펙트럼을 발생시키는 것이 보장될 수 있다.
사용자 편의성을 더욱 높이기 위해, 이 경우 입력 장치는 운항요원에게 제한된 수의 가능 스위칭 주파수를 제공하고 스위칭 주파수 중의 하나가 스위칭 주파수의 제어를 위해 운항요원에 의해 선택될 수 있도록 구현될 수 있다.
승무원을 위해 특히 사용자 편의적인 실시예에서, 스위칭 주파수들에는 각각 하나의 특징 유형이 할당되며, 입력 장치는 스위칭 주파수에 할당된 특징 유형들을 선택을 위해 운항요원에게 제공하고 스위칭 주파수의 제어를 위해 특징 유형 중 하나가 운항요원에 의해 선택될 수 있도록 구현된다.
바람직하게는, 스위칭 펄스 발생 장치는 변조 주파수를 이용하여 설정값을 변조함으로써 펄스 인버터의 스위칭 요소를 위한 스위칭 펄스를 발생시키며, 설정값과는 무관하게 변조 주파수를 제어함으로써 스위칭 요소의 스위칭 주파수가 제어되도록 구현된다.
삭제
이하 본 발명 및 하위 청구항의 특징부에 따른 본 발명의 바람직한 추가 실시예를 도면의 예시적인 실시예를 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 선박 구동 시스템을 위한 제1 예시적인 실시예를 도시한다.
도 2는 스위칭 펄스를 발생시키기 위해 바람직하게 사용되는 방법을 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 선박 구동 시스템을 위한 제2 예시적인 실시예를 도시한다.
도 1은 3상 펄스 인버터(3)에 연결되고 상기 인버터에 의해 전기 에너지를 공급받는 전기식 선박 구동 모터(2)를 구비한 선박 구동 시스템(1)을 도시한다. 여기서 펄스 인버터(3)는 각각 두 개의 스위칭 요소(5)(예컨대 IGBT 반도체 스위치)를 구비한 세 개의 하프 브리지(4)를 가지며, 사전 설정된 DC 전압(U), 예컨대 배터리 전압 또는 DC 링크 회로 인버터의 인가된 DC 링크 회로 전압에 의해 입력측에서 급전된다. 선박 구동 모터(2)는 3상 권선 시스템(11)을 구비한 회전 자계 장치로서 형성되고, 도면에는 상세히 도시되지 않은 방식으로 선박의 프로펠러에 기계적으로 결합된다.
모터(2)의 공급 전압을 위해, 설정값(a)과 설정 주파수(fa)가 구동 제어기(9)에 의해 펄스 인버터(4)의 스위칭 요소(5)를 위한 스위칭 펄스 발생 장치(6)에 사전 설정된다. 설정값은 도 2에 R로 도시된 모터(2)의 공급 전압을 위한 설정값의 곡선을 결정하는데, 이는 펄스폭 변조기(8)에서 톱니 형상의 변조 전압(D)과 비교된다. 이들 간의 교차점은 펄스폭 변조된 제어 전압(S)을 결정하는데, 이러한 전압의 플랭크로부터 펄스 인버터(3)의 스위칭 요소(5)를 위한 제어 펄스가 유도된다. 공지된 "펄스폭 변조 방법"에 따라 작동하는 펄스폭 변조기(8)는 톱니 형상 변조 전압의 주파수를 지정하는 제어 신호(fT)에 의해 급전된다.
변조 주파수를 위한 제어 신호(fT)는 종래 기술에서 설정값(a)과 fa에 따라 장치(6)의 변조기(8)에 자체적으로 형성될 수 있기 때문에 고유한 제어 입력이 존재하지 않는다. 특히, 직접적으로 톱니형 전압을 형성하지 않고 제어 신호(S)의 제어 플랭크를 산출하는 마이크로프로세서가 펄스폭 변조기(8)로서 사용될 수 있다. 종래 기술에서는 변조 주파수가 바뀌지 않거나 오직 모터(2) 또는 펄스 인버터(3)의 작동 상태의 변화에 따라서만 바뀐다. 작동 정지 상태에서 변조 주파수(fT)는 일정하다.
종래 기술에 공지된 다른 해법에 따르면, 제어 신호는 평균값과 대역폭이 사전 설정되는 통계학적 계산에 따라 변조 주파수(fT)를 발생시키는 노이즈 발생기에 의해 변조 주파수(fT)를 위해 전송될 수 있다. 이는 예컨대 변조 주파수(fT)의 가우스 분포가 달성될 수 있도록 해준다.
종래 기술에 공지된 추가적인 해법에서, 원하는 변조 주파수(fT)는 사용자에 의해 수동으로 사전 설정될 수 있긴 하지만 펄스 인버터(4)의 출력 전압 또는 모터(2)의 공급 전압의 주파수를 위한 설정값에 따라 인버터 제어기에 의해 부분적으로 재차 변경된다.
이와 대조적으로 도 1에서 펄스폭 변조기(8)는, 승무원의 수동 입력에 따라 입력/출력 유닛(10)에 의해 발생되고 설정값(a)과 "fa"와는 무관하게[즉, 예컨대 펄스 인버터(4)의 출력 전압 또는 모터(2)의 입력 전압의 주파수 및 레벨과 무관하게, 그리고 따라서 모터(2)의 속도와 무관하게] 구동 조절기(9)를 통해 제어 펄스 발생 장치(6)로 전달되는 변조 주파수용 제어 신호(fT)에 의해 제어된다. 따라서 스위칭 펄스 발생 장치(6)는 선박의 운항요원에 의한 스위칭 주파수의 수동 제어를 목적으로 구동 조절기(9)를 통해 입력/출력 유닛(10)에 결합된다. 대안으로서, 스위칭 펄스 발생 장치(6)는 입력/출력 유닛(10)에 직접 결합될 수도 있으며, 아니면 선박 구동 시스템(1)의 다른 구성요소를 통해 입력/출력 유닛(10)에 간접적으로 결합될 수도 있다. 이를 위해 입력/출력 유닛(10)은 선박의 함교에 배치되는 반면, 펄스 인버터(3)와 구동 모터(2)는 선박의 기계실에 배치된다.
입력/출력 유닛(10)에 의해 승무원은 선박 구동 모터(2)와 펄스 인버터(3)의 작동 상태와 무관하게 함교에서 수동으로 스위칭 주파수를 제어할 수 있다. 따라서 스위칭 주파수, 스위칭 주파수에 의한 펄스 인버터(3)의 작동이 개시되는 시점 및 해당 스위칭 주파수에서의 작동 지속기간이 승무원에 의해 수동으로 결정될 수 있다. 현저히 높은 피크값을 갖는 하나 이상의 스펙트럼 라인이 스위칭 주파수에 따라 펄스 인버터(3)의 출력 전압의 주파수 스펙트럼에서 원하는 대로 발생한다. 이에 상응하게 모터(2)의 노이즈 스펙트럼 역시 바뀌고, 이로써 선박의 특징도 바뀐다. 스위칭 주파수가 스펙트럼 내에서 단 하나의 독특한 피크 또는 복수의 독특한 개별 피크로서 뚜렷하게 나타나는 반면에, 스펙트럼의 다른 영역은 매우 작은 값만을 특징으로 한다.
이는 선박의 운항요원이 선박의 노이즈 스펙트럼(즉, 음향 특징)을 바꿀 수 있게 하고, 따라서 선박의 특정한 원하는 노이즈 스펙트럼을 원하는 대로 설정할 수 있도록 해준다.
또한 운항요원과 입력/출력 유닛은 스위칭 주파수를 제어하기 위해 선박 외부에 배치될 수도 있으며, 원격 제어에 의해 스위칭 주파수를 제어할 수 있다.
이런 경우에 입력/출력 유닛(10)은 선택을 위해 운항요원에게 제공되는 제한된 수의 가능 스위칭 주파수를 출력하도록 구현될 수 있다. 이때, 운항요원은 스위칭 주파수를 결정하기 위해 이들 수로부터 하나의 스위칭 주파수를 선택할 수 있다.
승무원을 위해 특히 사용자 편의적인 실시예에서, 스위칭 주파수에는 특징 유형이 각각 할당될 수 있으며, 입력/출력 유닛(10)은 운항요원에게 스위칭 주파수에 할당된 특징 유형을 출력하고 선택을 위해 제공하도록 형성될 수 있다. 이어서 운항요원을 위해 특징 유형 중 하나가 스위칭 주파수를 제어할 목적으로 선택될 수 있다. 특징 유형은 예컨대 스펙트럼에서 현저히 증가한 피크값을 갖는 스펙트럼 라인의 배열에 의해 구분될 수 있다. 이어서 입력/출력 유닛(10)은 원하는 특징 유형을 할당된 변조 주파수(fT)로 전환한다. 대안으로서, 변환은 구동 조절기(9) 또는 장치(6)에서 자연스럽게 일어날 수도 있다.
입력/출력 유닛(10)은 예컨대 터치스크린일 수 있다.
승무원은 예컨대 운항의 개시 시점에서 원하는 특징 유형, 즉 스펙트럼 내의 현저히 증가한 피크값을 갖는 스펙트럼 라인의 원하는 배열을 선택할 수 있고 따라서 할당된 스위칭 주파수를 설정할 수 있다. 승무원은 또한 운항 도중에도 상이한 특징 유형들 또는 스위칭 주파수들 사이에서 원하는 대로 변환할 수 있다.
단지 하나의 3상 권선 시스템(11) 대신에, 모터(2)는 물론 각각 고유한 펄스 인버터에 의해 급전되는 복수의 권선 시스템도 구비할 수 있으며, 이때 모든 펄스 인버터는 동일한 스위칭 주파수를 이용하여 작동된다.
도 3에 도시된, 본 발명에 따른 선박 구동 시스템(20)은 전기 선박 구동 모터(2)가 도면의 단순화를 위해 세 개만 도시된, 단상 펄스 인버터(3)에 의해 각각 급전되는 복수의(예컨대 12 개의) 권선 코드(12)를 가진다는 점에서 도 1에 도시된 선박 구동 시스템(1)과 차이가 있다. 이 경우, 각각의 펄스 인버터(3)는 각각 두 개의 스위칭 요소(5)(예컨대 IGBT 반도체 스위치)를 구비한 두 개의 하프 브리지(4)를 가진다. 선박 구동 시스템(20)은 예컨대 노이즈 저감을 위해 그리고 중복의 이유로 인해 본 유형의 단일 코드 공급이 바람직한 잠수함을 위한 선박 구동 시스템이다.
선박 구동 시스템(20)은 각각의 펄스 인버터(3)를 위해 펄스 인버터(3)용 가변 스위칭 주파수의 스위칭 펄스를 발생시키기 위한 별도의 장치(6)를 각각 구비한다. 이 경우, 모든 스위칭 펄스 발생 장치(6)는 (도 1과 관련하여 설명한 바와 같이) 스위칭 펄스 발생 장치(6)에 설정값(a)과, 설정값(fa)과, 변조 주파수(fT)를 사전 설정하는 공통 구동 조절기(9)에 연결된다. 변조 주파수(fT)는 승무원이 펄스 인버터(3)의 스위칭 요소(5)의 스위칭 주파수를 제어하고 따라서 설정값(fa)와는 무관하게 선박의 노이즈 스펙트럼을 제어하도록 하는 입력/출력 유닛(10)으로부터 나와 구동 조절기(9)에 의해 재차 수신된다. 모든 스위칭 펄스 발생 장치(6)가 구동 조절기(9)를 통해 동일한 입력/출력 유닛(10)에 결합되기 때문에, 동일한 스위칭 주파수를 이용하여 작동되는 것이 보장된다.

Claims (12)

  1. 펄스 인버터(3)의 스위칭 요소(5)가 가변 스위칭 주파수를 이용하여 스위칭되는, 하나 이상의 펄스 인버터(3)에 의해 급전되는 선박 구동 모터(2)의 작동 방법에 있어서,
    스위칭 주파수는 선박의 음향 노이즈 스펙트럼을 바꾸기 위해 선박 구동 모터(2) 및 펄스 인버터(3)의 작동 상태와는 무관하게 수동 제어될 수 있도록 제공되며, 선박 구동 모터(2)는 복수의 펄스 인버터(3)에 의해 전기를 공급받고, 모든 펄스 인버터(3)의 스위칭 요소(5)는 각각 동일한 스위칭 주파수를 이용하여 작동되는 것을 특징으로 하는 선박 구동 모터 작동 방법.
  2. 제1항에 있어서, 제한된 수의 가능 스위칭 주파수들이 스위칭 주파수의 선택을 위해 제공되고, 가능 스위칭 주파수들 중 하나의 스위칭 주파수가 선택됨으로써 스위칭 주파수가 제어되는 것을 특징으로 하는 선박 구동 모터 작동 방법.
  3. 제2항에 있어서, 스위칭 주파수들에는 각각 하나의 특징 유형이 할당되고, 특징 유형들 중 하나의 특징 유형이 선택됨으로써 스위칭 주파수가 제어되는 것을 특징으로 하는 선박 구동 모터 작동 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 펄스 인버터(3)의 스위칭 요소(5)를 위한 제어 펄스는 변조 주파수(fT)를 이용한 설정값(R)의 변조에 의해 발생되고, 스위칭 요소(5)의 스위칭 주파수의 제어를 위해 변조 주파수(fT)는 설정값(R)과는 무관하게 제어되는 것을 특징으로 하는 선박 구동 모터 작동 방법.
  5. 선박 구동 모터(2)와, 선박 구동 모터(2)에 전기를 공급하기 위한 스위칭 요소(5)를 구비한 하나 이상의 펄스 인버터(3)와, 및 펄스 인버터(3)의 스위칭 요소(5)를 위한 가변 스위칭 주파수의 스위칭 펄스를 발생시키기 위한 장치(6)를 구비한 선박 구동 시스템(1)이며, 스위칭 펄스 발생 장치(6)는 스위칭 주파수가 선박 구동 모터(2) 및 펄스 인버터(3)의 작동 상태와는 무관하게 제어될 수 있도록 구현되는 선박 구동 시스템(1)에 있어서,
    스위칭 펄스 발생 장치(6)는 선박의 음향 노이즈 스펙트럼을 변경하기 위해 수동 제어될 수 있도록 스위칭 주파수를 제공하기 위한 입력 장치(10)와 결합되는 것을 특징으로 하며, 또한, 각각의 펄스 인버터(3)를 위한 가변 스위칭 주파수의 스위칭 펄스를 발생시키기 위한 각각 하나의 고유의 장치(6)와, 선박 구동 모터에 전기를 공급하기 위한 복수의 펄스 인버터(3)를 특징으로 하며, 이때 모든 스위칭 펄스 발생 장치(6)는 입력 장치(10)와 결합되는 것을 특징으로 하는 선박 구동 시스템(1).
  6. 제5항에 있어서, 입력 장치(10)는 제한된 수의 가능 스위칭 주파수들의 선택을 위해 제공되고, 이들 스위칭 주파수들 중 하나가 스위칭 주파수의 제어를 위해 선택될 수 있도록 구현되는 것을 특징으로 하는 선박 구동 시스템(1).
  7. 제6항에 있어서, 스위칭 주파수들에는 각각 하나의 특징 유형이 할당되고, 입력 장치(10)는 특징 유형들의 선택을 위해 제공되고, 이들 특징 유형 중 하나가 스위칭 주파수의 제어를 위해 선택될 수 있도록 구현되는 것을 특징으로 하는 선박 구동 시스템(1).
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 스위칭 펄스 발생 장치(6)는 변조 주파수(fT)를 이용한 설정값(R)의 변조에 의해 펄스 인버터(3)의 스위칭 요소(5)를 위한 스위칭 펄스를 발생시키고, 스위칭 요소(5)의 스위칭 주파수가 설정값(R)과 무관하게 변조 주파수(fT)를 제어함으로써 제어되도록 구현되는 것을 특징으로 하는 선박 구동 시스템(1).
  9. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 선박 구동 시스템(1)을 구비한 선박.
  10. 제9항에 따른 선박의 작동 방법으로서, 스위칭 주파수는 선박이 운항하는 동안 수동으로 변경될 수 있도록 제공되는 선박 작동 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022209652A1 (de) * 2022-09-14 2024-03-14 Thyssenkrupp Ag Signaturmanagementsystem

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3912706A1 (de) * 1989-04-18 1990-10-25 Siemens Ag Verfahren zum geraeuscharmen betrieb einer von einem pulswechselrichter gespeisten maschine
DE9301877U1 (de) * 1993-02-10 1994-03-10 Siemens Ag Vorrichtung zur Energieversorgung und Verteilung, und zum Antrieb eines Unterseebootes
EP0685923A1 (de) * 1994-06-03 1995-12-06 Inventio Ag Geräuscharmer Betrieb einer von einem Pulswechselrichter gespeisten Maschine
WO2002057133A2 (de) 2001-01-22 2002-07-25 Siemens Aktiengesellschaft Antriebe für schiffe

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO944225L (no) * 1994-11-04 1996-05-06 Kvaerner As Styreanordning for optimal bruk av den energi som avgis av et fartöys hovedenergikilde
CA2306291A1 (en) * 2000-04-20 2001-10-20 Wayne Ernest Conrad Method and apparatus for improving the speed and fuel economy ¬hence endurance (range)| of aircraft, surface vessels, sub-surface vessels, missiles and torpedoes and/or altering the acoustic signature of such aircraft, surface vessels, sub-surface vessels, missiles or torpedoes
US6617821B2 (en) 2001-09-20 2003-09-09 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method and apparatus for compensating for device dynamics by adjusting inverter carrier frequency
RU2436708C1 (ru) * 2010-09-20 2011-12-20 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Судовая электроэнергетическая установка

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3912706A1 (de) * 1989-04-18 1990-10-25 Siemens Ag Verfahren zum geraeuscharmen betrieb einer von einem pulswechselrichter gespeisten maschine
DE9301877U1 (de) * 1993-02-10 1994-03-10 Siemens Ag Vorrichtung zur Energieversorgung und Verteilung, und zum Antrieb eines Unterseebootes
EP0685923A1 (de) * 1994-06-03 1995-12-06 Inventio Ag Geräuscharmer Betrieb einer von einem Pulswechselrichter gespeisten Maschine
WO2002057133A2 (de) 2001-01-22 2002-07-25 Siemens Aktiengesellschaft Antriebe für schiffe

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