KR101539875B1 - Electric drive system for a water vehicle and method for operating such a drive system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수상 운송 수단용 전기 구동 시스템(1)에 관한 것으로, 상기 전기 구동 시스템은, 수상 운송 수단의 운항 방향으로 상기 수상 운송 수단을 구동하기 위한 하나 이상의 전기 모터(3) 및 이 전기 모터(3)에 전기 에너지를 공급하기 위한 하나의 컨버터 또는 복수의 컨버터(7 또는 8)를 구비한 주 구동 장치(2)와, 운항 방향과 다른 방향으로, 특히 운항 방향에 대해 횡방향으로 수상 운송 수단을 구동하기 위한 전기 모터(22)를 구비한 보조 구동 장치(20)를 포함한다. 상기 전기 구동 시스템에서는 본 발명에 따라, 주 구동 장치(2)의 컨버터 또는 하나 이상의 컨버터(7 또는 8)가 보조 구동 장치(20)의 전기 모터(22)에 전기 에너지를 공급하기 위해 상기 보조 구동 장치의 전기 모터와 연결될 수 있다.The present invention relates to an electric drive system (1) for water transporting means, said electric drive system comprising at least one electric motor (3) for driving said water transport means in the direction of travel of the water transport means, 3 and a plurality of converters 7 or 8 for supplying electrical energy to the water transportation means 2 in a direction different from the direction of the operation, And an electric motor (22) for driving the electric motor (20). In the electric drive system, according to the present invention, a converter or one or more converters 7 or 8 of the main drive device 2 is connected to the electric motor 22 of the auxiliary drive device 20, And can be connected to an electric motor of the device.

Figure R1020137023630
Figure R1020137023630

Description

수상 운송 수단용 전기 구동 시스템 및 이 구동 시스템의 작동 방법{ELECTRIC DRIVE SYSTEM FOR A WATER VEHICLE AND METHOD FOR OPERATING SUCH A DRIVE SYSTEM}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an electric drive system for a water transportation vehicle, and a method of operating the same. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002]

본 발명은 특허 청구항 제1항의 전제부에 따라 수상 운송 수단의 운송 방향으로 수상 운송 수단을 구동하기 위한 주 구동 장치와, 상기 운항 방향과 다른 방향으로, 특히 운항 방향에 대해 횡방향으로 수상 운송 수단을 구동하기 위한 보조 구동 장치를 포함하는 수상 운송 수단용 전기 구동 시스템뿐 아니라, 특허 청구항 제10항의 전제부에 따라 상기 유형의 구동 시스템을 작동하기 위한 방법에 관한 것이다. 여기서 수상 운송 수단은 예컨대 수상선 또는 수중선, 자체 추진식 해양 플랫폼, 또는 다른 모든 자체 추진 방식의 부유, 잠수 또는 반잠수 장치일 수 있다.The present invention relates to a water supply system comprising a main drive device for driving a water transportation means in a transportation direction of a water transportation means according to the premise of claim 1, And a method for operating the drive system of this type in accordance with the preamble of claim 10, as well as to an electric drive system for a water transport vehicle comprising an auxiliary drive for driving an electric motor. The water transport means may be, for example, a waterline or an underwater ship, a self propelled marine platform, or any other self propelled floating, submerged or semi-submerged device.

디젤 전기 구동 시스템들은 자체의 수많은 장점을 바탕으로 특히 선박에서 그 선호도가 더욱더 증가하고 있다. 이 경우, 통상적으로 하나 이상의 디젤 발전기 또는 유사 장치가 하나 이상의 선내 전기 시스템에 전력을 공급하고, 상기 선내 전기 시스템으로부터 다시 (또 다른 부하 장치들 외에도) 선박의 운항 방향으로 선박을 구동하기 위한 주 구동 장치의 하나 이상의 전기 구동 모터가 그 에너지를 공급받는다. 구동 모터들은 (예컨대 WO 2009/135736 A1호에서 볼 수 있듯이) 컨버터 및 경우에 따라 상류에 연결된 변압기를 통해 선내 전기 시스템으로부터 전력을 공급받을 수 있다.Diesel electric drive systems are becoming more and more popular in ships, especially with their many advantages. In this case, one or more diesel generators or similar devices typically supply power to one or more in-cab electrical systems, and from the inboard electrical system again (in addition to other load devices) a main drive One or more electric drive motors of the device are supplied with the energy. The drive motors can be powered from the onboard electrical system via a converter and, optionally, a transformer connected upstream, for example (see WO 2009/135736 A1).

컨버터는 예컨대 전류형 또는 전압형 컨버터일 수 있다. 선내 전기 시스템은 통상 중간 전압 또는 저전압 전력 공급망이다. 구동 모터는 고정형 또는 가변형 피치 프로펠러를 포함하여 통상 선박의 종방향으로 놓이는 선박의 운항 방향으로만 선박을 구동할 수 있는 프로펠러 시스템을 구동할 수 있다. 그 대안으로 구동 모터는, 선박의 운항 방향뿐만 아니라 상기 운항 방향과 다른 방향으로도 선박을 구동할 수 있는 러더(rudder) 프로펠러도 구동할 수 있다.The converter may be, for example, a current type or voltage type converter. The onboard electrical system is typically a medium voltage or low voltage power supply network. The drive motor may include a fixed or variable pitch propeller to drive a propeller system capable of driving the ship only in the direction of travel of the ship, which is normally located in the longitudinal direction of the ship. Alternatively, the drive motor may drive a rudder propeller capable of driving the ship not only in the direction of travel of the ship, but also in a direction different from the direction of travel.

WO 2009/135736 A1호에 공개된 해결 방법의 경우, 전기 구동 모터들은 각각 고유 컨버터로부터 전력을 공급받는 복수의, 바람직하게는 2개의 권선 시스템을 포함한다. 이를 통해, 주 구동 장치의 고장 안전성은 증가하고, 선내 전기 시스템에 대한 주 구동 장치의 반작용은 감소할 수 있다.In the case of the solution disclosed in WO 2009/135736 A1, the electric drive motors comprise a plurality of, preferably two, winding systems, each powered from an eigenconverter. This increases the failure safety of the main drive and reduces the reaction of the main drive to the inboard electrical system.

운항 방향과 다른 방향으로, 특히 운항 방향에 대해 횡방향으로 선박을 구동하기 위해, 이미 추진기(영어: thruster)가 공지되어 있다. 상기 추진기는 예컨대 항구에서 선박의 기동을 위해, 또는 외양에서 선박의 정확한 포지셔닝을 위해 필요하다. 상기 유형의 추진기가 운항 방향에 대해 횡방향으로 선박을 구동하기 위해서만 이용된다면, 상기 추진기는 가장 일반적인 형태로 "횡방향 추진기" 또는 "횡방향 러더"라 지칭된다. 상기 유형의 "횡방향 추진기"가 선수에 배치되는 경우에는 "선수 추진기(bow thruster)"라고도 지칭되고, 선미에 배치되는 경우에는 "선미 추진기(stern thruster)"라고도 지칭된다.A thruster is already known to drive the ship in a direction different from the direction of the direction of the ship, especially in the direction transverse to the direction of the ship. The propeller is necessary for precise positioning of the ship, for example in the port, for maneuvering of the ship, or in appearance. If the propeller of this type is used only to drive the ship transversely with respect to the direction of travel, the propeller is referred to in the most general form as a "transverse propeller" or "transverse rudder". A "transverse propeller" of this type is also referred to as a "bow thruster" when deployed on a bow and also referred to as a "stern thruster" when deployed on a stern.

주 구동 장치로는 통상 선박의 최대 순항 속도가 달성되는 반면에, 상기 유형의 보조 구동 장치로는 예컨대 최대 순항 속도의 10%에 해당하는 비교적 더 낮은 최대 속도만이 달성될 수 있다. 따라서 통상적으로 최대 5kn의 선박 속도만이 달성될 수 있다.As the main drive, the maximum cruising speed of the ship is usually achieved, while with this type of auxiliary drive, only a relatively lower maximum speed corresponding to, for example, 10% of the maximum cruising speed can be achieved. Thus, typically only a maximum speed of 5 kN can be achieved.

선수 추진기는 통상 선박의 전방 십분의 일 지점에서 선박의 전체 너비를 관통하는 관형 통로로 형성된다. 상기 관 내에 횡방향으로 임펠러를 구비한 프로펠러 시스템이 삽입되며, 이 프로펠러 시스템은 좌현 또는 우현 방향으로 선박의 선수를 움직일 수 있게 한다. 이는 프로펠러의 회전 방향 변경 또는 프로펠러 블레이드의 조정을 통해 이루어진다. 프로펠러 역시 전기 모터에 의해 구동될 수 있다.The bow thruster is usually formed as a tubular passage through the entire width of the ship at a tenth of the front of the ship. A propeller system with an impeller in the transverse direction is inserted in the tube, which makes it possible to move the ship's bow in the port or starboard direction. This is done by changing the direction of rotation of the propeller or by adjusting the propeller blades. The propeller can also be driven by an electric motor.

그 외에도, 항구에서 선박의 기동을 위한, 또는 외양에서 선박의 정확한 포지셔닝을 위한 보조 구동 장치로서, 방위각을 조절하는, 다시 말해 수평 회전이 가능한 추진기도 공지되어 있으며, 이들 추진기는 예컨대 필요 시 선체로부터 밖으로 빼내어지거나 그 반대로 안으로 넣어질 수 있다.In addition, as auxiliary drive means for precise positioning of the ship in the harbor for maneuvering of the ship, or in the outward appearance, there is known a maneuvering means capable of adjusting the azimuth angle, that is to say a horizontally rotatable propulsion means, It can be pulled out or vice versa.

선수 추진기는 전기 구동 시스템들에서 통상 중간에 연결되는 컨버터 없이 선내 전기 시스템으로부터 직접 전기 에너지를 공급받는다. 승무원에 의해 선수 추진기에 대한 요구가 인지되면, 선수 추진기는 선내 전기 시스템에 연결되고, 실질적으로 부하 없이 선내 전기 시스템의 주파수에 따라 결정되는 일정한 작동 속도로 증속된다. 그 다음 선수 추진기는 계속해서 이러한 대기 작동 모드로 작동되다가, 추력이 확실하게 요구될 때에만 추력을 발생시킨다. 무부하 증속 및 추력 제어는 가변 피치 프로펠러 또는 임펠러의 경우 프로펠러 블레이드 또는 임펠러 블레이드의 피치의 조정을 통해 구현된다.
WO 2010/133541 A1호는 주 구동 장치를 위한 하나 이상의 주 전기 모터와, 횡방향으로 선박을 구동하기 위한 보조 구동 장치를 위한 하나 이상의 보조 전기 모터와, 주 모터 또는 보조 모터에 선택적으로 전기를 공급하기 위한 주파수 변환기를 포함하는 선박을 개시하고 있다.The bow thruster is supplied with electrical energy directly from the inboard electrical system, without a converter, which is usually connected in the middle in electric drive systems. Once a crew member's request for a thrust propeller is recognized, the thrust propeller is connected to the onboard electrical system and is substantially increased at a constant operating speed determined by the frequency of the onboard electrical system without the load. The thrust propeller then continues to operate in this standby mode of operation and only produces thrust when the thrust is reliably required. No-load acceleration and thrust control are implemented by adjusting the pitch of the propeller blades or impeller blades in the case of variable pitch propellers or impellers.
WO 2010/133541 A1 discloses a motor vehicle comprising at least one main electric motor for the main drive, at least one auxiliary electric motor for the auxiliary drive for driving the ship in the lateral direction, And a frequency converter for performing frequency conversion.

본 발명의 과제는, 종래 기술을 기초로 하여, 수상 운송 수단의 요건을 지금까지보다 더 확실하게 충족하는 방식으로, 청구항 제1항의 전제부에 따른 수상 운송 수단용 전기 구동 시스템을 개량하는 것이다. 그 외에도, 본 발명의 과제는 상기 유형의 구동 시스템을 작동시키기 위한 작동 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to improve an electric drive system for water transportation means according to the preamble of claim 1 in a manner that more reliably satisfies the requirements of the water transportation means on the basis of the prior art. In addition, it is an object of the present invention to provide an operating method for operating a drive system of this type.

구동 시스템과 관련한 과제는 청구항 제1항의 특징들을 포함하는 구동 시스템을 통해 해결된다. 작동 방법과 관련한 과제는 청구항 제10항의 특징들을 포함하는 작동 방법을 통해 해결된다. 바람직한 구현예들은 각각 종속 청구항들의 대상이다.A problem associated with the drive system is solved by a drive system comprising the features of claim 1. The problem associated with the method of operation is solved by an operating method comprising the features of claim 10. Preferred embodiments are each subject to dependent claims.

본 발명에 따른 구동 시스템의 경우, 주 구동 장치의 컨버터는 보조 구동 장치의 전기 모터에 전기 에너지를 공급하기 위해 보조 구동 장치의 전기 모터와 연결될 수 있다.In the case of the drive system according to the present invention, the converter of the main drive may be connected to the electric motor of the auxiliary drive for supplying electric energy to the electric motor of the auxiliary drive.

본 발명은, 기존의 수상 운송 수단용 구동 시스템들이 주 구동 장치용 전기 구동 장치와 보조 구동 장치용 전기 구동 장치를 항상 분리하여, 다시 말하면 서로 독립적으로 파악해왔다는 사실에 기초한다. 이는, 주 구동 장치 및 보조 구동 장치에 통상 단락 회로 전류와 관련하여 공통으로 전력을 공급하는 선내 전기 시스템의 스위칭 장치들(예: 주 배전반들)이 그에 상응하게 크게 치수 설계되는 점을 야기한다.The present invention is based on the fact that the existing drive systems for water transport means always separate the electric drive for the main drive and the electric drive for the auxiliary drive, that is to say, independently of each other. This causes the switching devices (e.g., main switchboards) of the in-board electrical system, which commonly supply power to the main drive and the auxiliary drive in common with respect to the short circuit current, to be correspondingly largely dimensioned.

그러나 주 구동 장치와 보조 구동 장치가 보통 주 구동 장치의 전부하 작동 모드에서 동시에 작동되지 않기 때문에, 주 구동 장치의 컨버터 또는 컨버터들 중 일부(예: 복수의 컨버터 중 하나의 컨버터)가 보조 구동 장치의 작동을 위해서도 이용될 수 있으며, 그럼으로써 상기 컨버터는 주 구동 장치/보조 구동 장치 겸용 컨버터를 형성한다.However, since the main drive and the auxiliary drive are not normally operated simultaneously in the full load operating mode of the main drive, some of the converters or converters of the main drive (e.g., one of the plurality of converters) So that the converter forms a main drive / auxiliary drive combination converter.

상류에 연결된 컨버터는 보조 구동 장치의 전기 모터의 가능한 단락 회로 전류를 통과시키지 않기 때문에, 상류에 연결된 스위칭 장치(예: 주 배전반)는 더 적은 단락 회로 전류용으로, 따라서 공간 수요가 더 적도록 설계될 수 있다.Because the upstream connected converter does not pass the possible short-circuit current of the auxiliary motor's electric motor, the upstream switching device (eg the main switchboard) is designed for less short-circuit current, .

여기서 특히 중요한 점은, 이미 주 구동 장치용으로 제공되어 있는 하나 이상의 컨버터가 보조 구동 장치의 전력 공급을 위해 이용됨으로써, 수상 운송 수단에서 보조 구동 장치용의 별도의 컨버터를 위한 추가 공간이 불필요하다는 점이다.Particularly important here is that since one or more of the converters already provided for the main drive is used for powering the auxiliary drive, no additional space is required for the separate converter for the auxiliary drive in the water transport means to be.

상류에 연결된 컨버터에 의해 보조 구동 장치의 시동 전류가 감소하고 보조 구동 장치의 속도가 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어될 수 있음으로써, 보조 구동 장치가 대기 모드에서 계속해서 정속으로 작동될 필요가 없을뿐더러, 실제로 확실한 추력 요구가 있어야만 보조 구동 장치를 증속해도 충분하다. 그 결과, 보조 구동 장치의 전기 에너지 수요가 감소할 수 있다. 그 외에도, 속도가 개회로 제어 및/또는 그 폐회로 제어될 수 있기 때문에, 보조 구동 장치의 유체 역학적 효율도 향상될 수 있다.The starting current of the auxiliary driving device is reduced by the converter connected upstream and the speed of the auxiliary driving device can be controlled by open circuit control and / or closed circuit, so that the auxiliary driving device does not need to be continuously operated at constant speed in the standby mode In addition, it is sufficient to actually increase the auxiliary drive device only when there is actually a certain thrust demand. As a result, the electric energy demand of the auxiliary drive apparatus can be reduced. In addition, since the speed can be controlled by the open circuit control and / or its closed circuit, the hydrodynamic efficiency of the auxiliary driving device can also be improved.

또한, 이 경우 프로펠러 블레이드 또는 임펠러 블레이드의 피치가 일정한 경우에도 추력은 속도를 통해서만 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어될 수 있으므로, 프로펠러 블레이드 또는 임펠러 블레이드에 대한 조정 가능성도 더 이상 불필요하다. 그러나 반대로, 가변 피치 프로펠러 또는 임펠러와 컨버터 전력 공급의 조합을 통해, 블레이드들의 피치와 속도는, 보조 구동 장치의 소음 방출이 최소가 되는 방식으로 목표에 맞게 서로 조정될 수 있다. 이를 통해, 고체 전달음 및 수인성 음향 방출(waterborne sound emission)이 감소할 수 있고, 그럼으로써 승객 쾌적성은 증가하고 환경 하중은 감소하게 된다. 또한, 예컨대 선수 또는 선미 추진기의 경우, 상응하는 구조적 복잡성 및 공간 수요를 수반하는, 소음 저감을 위한 고무 절연체(이중관 디자인)도 생략할 수 있다.Also, in this case, even if the pitch of the propeller blade or the impeller blade is constant, the possibility of adjustment to the propeller blade or the impeller blade is also no longer necessary since the thrust can be controlled by open-loop control and / or closed- Conversely, however, through the combination of a variable pitch propeller or impeller and converter power supply, the pitch and speed of the blades can be adjusted to one another in a manner that minimizes the noise emissions of the auxiliary drive. Thereby, the solid transmission sound and the waterborne sound emission can be reduced, thereby increasing the passenger comfort and reducing the environmental load. Also, for example, in the case of a bow or stern thruster, a rubber insulator (double pipe design) for noise reduction accompanied by a corresponding structural complexity and space requirement can be omitted.

상류에 연결된 컨버터로 인해, 보조 구동 장치의 스위치 온 전류가 더 적기 때문에, 항구에서 보조 구동 장치에 전기 에너지를 공급하는 보조 디젤 발전기들이 더 완화된 강성 요건으로 설계될 수 있다.Because of the converters connected upstream, the auxiliary diesel generators that supply electrical energy to the auxiliary drive at the port can be designed with a more relaxed stiffness requirement, as the switch-on current of the auxiliary drive is less.

각각의 작동 조건에 적합하게 컨버터를 최적의 조건으로 형성하기 위해, 컨버터 또는 하나 이상의 컨버터는, 적어도 주 구동 장치를 위한 작동 모드로, 그리고 이 작동 모드와 상이한, 보조 구동 장치를 위한 작동 모드로 작동될 수 있도록 형성된다.In order to form the converter in optimum conditions for each operating condition, the converter or at least one converter operates in at least an operating mode for the main drive and in an operating mode for the auxiliary drive, which is different from this operating mode .

이를 위해, 컨버터 또는 하나 이상의 컨버터는, 주 구동 장치의 작동 모드를 위한 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어 파라미터들의 값들뿐 아니라, 이들 값과 상이한, 보조 구동 장치의 작동 모드를 위한 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어 파라미터들의 값들이 저장되어 있는 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어 장치를 포함할 수 있다. 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어 파라미터들은 예컨대 컨버터 밸브들을 위한 스위칭 시점 및 스위칭 지속 시간이거나, 컨버터의 입력단들, 출력단들 또는 중간 회로에서의 전압 및 전류에 대한 한계값들일 수 있다.To this end, the converter or one or more converters may have open circuit control and / or open circuit control for the operating mode of the auxiliary drive, which is different from these values, as well as the values of the open circuit control and / or the closed circuit control parameters for the operating mode of the main drive, Or closed-loop control and / or closed-loop control in which the values of the closed-loop control parameters are stored. The open circuit control and / or closed circuit control parameters may be, for example, the switching time and switching duration for the converter valves, or the limits for the voltage and current at the input, output or intermediate circuit of the converter.

개별 컴포넌트들의 바람직한 전기적 연결을 위해, 구동 시스템은, 또 다른 한 바람직한 구현예에 따라서, 컨버터 또는 하나 이상의 컨버터를 선택적으로 주 구동 장치의 전기 모터 또는 보조 구동 장치의 전기 모터와 전기적으로 연결하기 위한 스위칭 장치를 포함한다.For a desired electrical connection of the individual components, the drive system may be adapted to selectively switch the converter or one or more converters to an electric motor of the main drive or an electric motor of the auxiliary drive, according to another preferred embodiment, Device.

주 구동 장치가 주 구동 장치의 전기 모터에 전기 에너지를 공급하기 위한 복수의 컨버터를 포함한다면, 스위칭 장치는 바람직하게는, 하나 이상의 컨버터가 보조 구동 장치의 전기 모터에 전기 에너지를 공급하기 위해 보조 구동 장치의 전기 모터와 연결될 수 있는 동시에 주 구동 장치의 또 다른 컨버터들 중 하나 이상의 컨버터가 주 구동 장치의 전기 모터에 전기 에너지를 공급하기 위해 주 구동 장치의 전기 모터와 연결될 수 있는 방식으로 형성된다. 이 경우, 주 구동 장치와 (비록 출력이 감소하여도) 보조 구동 장치를 동시에 작동시킬 수 있으며, 그럼으로써 수상 운송 수단의 매우 우수한 기동성 및 포지셔닝 성능이 구현된다.If the main drive comprises a plurality of converters for supplying electrical energy to the electric motor of the main drive, the switching device is preferably arranged such that the at least one converter is driven by the auxiliary drive One or more of the other converters of the main drive may be connected to the electric motor of the main drive and the electric motor of the main drive may be connected to the electric motor of the main drive. In this case, it is possible to simultaneously operate the main drive and the auxiliary drive (even if the output is reduced), thereby realizing very good maneuverability and positioning performance of the water transportation means.

상기 장점들은, 특히 주 구동 장치의 전기 모터가 서로 독립된 복수의, 특히 2개의 권선 시스템을 포함하고 주 구동 장치의 컨버터들 각각이 권선 시스템들 중 각각 정확히 하나의 권선 시스템에 전기 에너지를 공급하는 경우에, 높은 고장 안전성 및 적은 시스템 섭동과 함께 활용될 수 있다.These advantages are particularly advantageous when the electric motor of the main drive comprises a plurality of, in particular two, winding systems independent from one another and each of the converters of the main drive supplies electrical energy to exactly one winding system of each of the winding systems , With high failure safety and low system perturbation.

이미 설명한 것처럼, 보조 구동 장치는 소음 방출의 최소화를 위해 바람직하게 가변 피치 프로펠러 또는 임펠러를 포함한다.As already explained, the auxiliary drive preferably includes a variable pitch propeller or impeller for minimizing noise emissions.

보조 구동 장치는 바람직하게는 추진기로서 형성된다. 그 밖에도, 보이트 슈나이더 프로펠러(Voith-Schneider propeller)와 같은 또 다른 형태의 보조 구동 장치도 이용될 수 있다.The auxiliary drive is preferably formed as a propeller. In addition, another type of auxiliary drive, such as a Voith-Schneider propeller, may be used.

매우 바람직한 한 구현예에 따라, 추진기는 횡방향 추진기, 특히 선수 추진기이다.According to one highly preferred embodiment, the propeller is a transverse propeller, in particular a propeller propeller.

수상 운송 수단의 운항 방향으로 수송 운송 수단을 구동하기 위한 하나 이상의 전기 모터와 이 전기 모터에 전기 에너지를 공급하기 위한 하나의 컨버터 또는 복수의 컨버터를 구비한 주 구동 장치와, 수상 운송 수단의 운항 방향과 다른 방향, 특히 운항 방향에 대해 횡방향으로 수상 운송 수단을 구동하기 위한 전기 모터를 구비한 보조 구동 장치를 포함하는 수상 운송 수단용 전기 구동 시스템을 작동시키기 위한 본 발명에 따른 방법의 경우, 보조 구동 장치의 전기 모터는 주 구동 장치의 컨버터로부터 또는 그 컨버터들 중 하나 이상의 컨버터로부터 전기 에너지를 공급받는다.A main drive device having at least one electric motor for driving the transportation means in the direction of the water transportation means and one converter or a plurality of converters for supplying electric energy to the electric motor; In the case of the method according to the invention for actuating the electric drive system for water transport means comprising an auxiliary drive device having an electric motor for driving the water transport means transversely with respect to the direction of travel, The electric motor of the drive system is supplied with electrical energy from a converter of the main drive or from one or more of its converters.

이 경우, 바람직하게는, 컨버터 또는 하나 이상의 컨버터가 주 구동 장치의 전기 모터에 전기 에너지를 공급할 경우에는 주 구동 장치를 위한 작동 모드로 작동되고, 보조 구동 장치의 전기 모터에 전기 에너지를 공급할 경우에는 상기 주 구동 장치를 위한 작동 모드와 상이한, 보조 추진기를 위한 작동 모드로 작동된다.In this case, preferably, when the converter or at least one converter supplies electric energy to the electric motor of the main drive unit, it is operated in the operation mode for the main drive unit, and when supplying electric energy to the electric motor of the auxiliary drive unit Is operated in an operating mode for the auxiliary propeller, which is different from the operating mode for the main drive.

이를 위해, 컨버터 또는 하나 이상의 컨버터는 바람직하게는 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어 장치에 의해, 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어 파라미터들에 대해 각각 서로 상이한 값들을 갖는, 주 구동 장치를 위한 작동 모드 및 보조 구동 장치를 위한 작동 모드로 작동된다.To this end, the converter or one or more converters are preferably controlled by an open-circuit control and / or a closed-loop control device, with an operating mode for the main drive, each having different values for the open-circuit control and / And the auxiliary drive.

주 구동 장치가 주 구동 장치의 전기 모터에 전력을 공급하기 위한 복수의 컨버터를 포함한다면, 보조 구동 장치의 작동 시 하나 이상의 컨버터가 보조 구동 장치의 전기 모터에 전력을 공급하는 동시에 또 다른 컨버터들 중 하나 이상의 컨버터가 주 구동 장치의 전기 모터에 전력을 공급한다.When the main drive includes a plurality of converters for supplying power to the electric motor of the main drive, at the time of operation of the auxiliary drive, at least one converter supplies power to the electric motor of the auxiliary drive and at the same time, One or more converters supply power to the electric motor of the main drive.

매우 바람직한 한 구현예에 따라, 주 구동 장치의 전기 모터는 이를 위해 서로 독립된 복수의, 특히 2개의 권선 시스템을 포함하며, 주 구동 장치의 컨버터들 각각은 권선 시스템들 중 각각 정확히 하나의 권선 시스템에 전기 에너지를 공급하도록 제공된다.According to one highly preferred embodiment, the electric motor of the main drive comprises a plurality of, in particular two, winding systems independent of one another for this purpose, and each of the converters of the main drive is connected to exactly one of the winding systems To provide electrical energy.

본 발명에 따른 구동 시스템 또는 이 구동 시스템의 바람직한 구현예들과 관련하여 언급한 장점들은 본 발명에 따른 작동 방법과 이 작동 방법의 각각 그에 상응하는 바람직한 구현예들에 상응하게 적용된다.The advantages mentioned in connection with the drive system according to the invention or the preferred embodiments of this drive system apply according to the operating method according to the invention and the corresponding preferred embodiments of this operating method respectively.

본 발명뿐 아니라, 종속 청구항들의 특징들에 따른 본 발명의 또 다른 바람직한 구현예들은 하기에서 도면들에 도시된 실시예들을 토대로 더 상세하게 설명된다.Further preferred embodiments of the invention in accordance with the features of the dependent claims as well as the invention will be explained in more detail on the basis of the embodiments shown in the drawings in the following.

도 1은 본 발명에 따른 선박 구동 시스템의 회로도이다.
도 2는 도 1의 선박 구동 시스템의 추가 상세 사항을 도시한 회로도이다.1 is a circuit diagram of a ship driving system according to the present invention.
Fig. 2 is a circuit diagram showing additional details of the ship drive system of Fig. 1; Fig.

도 1에 도시된 선박 구동 시스템(1)은 통상 선박의 종방향으로 연장되는 선박의 운항 방향으로 선박을 구동하기 위한 주 구동 장치(2)를 포함한다.The ship drive system 1 shown in Fig. 1 includes a main drive device 2 for driving a ship in the direction of the ship, which generally extends in the longitudinal direction of the ship.

주 구동 장치(2)는 가변 피치 프로펠러(4)를 구동하는 전기 구동 모터(3)와, 2개의 컨버터(7, 8)를 포함한다. 모터(3)는 예컨대 150rpm에서 5 내지 30MW의 출력을 가지며, 서로 분리된 2개의 3상 교류 권선 시스템(5, 6)을 포함하며, 이들 3상 교류 권선 시스템은 두 컨버터 중 각각 일측의 컨버터(7 또는 8)로부터 스위칭 장치(17)를 통해 선내 전기 시스템(10)으로부터 출력되는 전기 에너지를 공급받는다. 선내 전기 시스템(10)은 다시 상세히 도시되지 않은 디젤 발전기들로부터 전력을 공급받는다. 선내 전기 시스템(10)은 예컨대 50Hz에서 11kV의 공칭 전압을 갖는 3상 교류망이다. 컨버터들(7, 8)은 각각의 변압기(9)와, 스위치들을 구비한 주 배전반(19)을 통해 선내 전기 시스템(10)에 연결된다. 컨버터들(7, 8) 각각은 선내 전기 시스템(10)의 고정 주파수 및 진폭의 전압을 모터(3)의 각각의 권선 시스템(5, 6)을 위한 가변 주파수 및 진폭의 전압으로 변환한다.The main drive unit 2 includes an electric drive motor 3 for driving the variable pitch propeller 4 and two converters 7 and 8. [ The motor 3 has two three-phase AC winding systems 5, 6, each having an output of 5 to 30 MW at 150 rpm, for example, which are separated from each other. These three-phase AC winding systems comprise converters 7 or 8) through the switching device 17 to receive the electrical energy output from the inboard electrical system 10. The onboard electrical system 10 is powered from diesel generators, not shown in detail again. The in-ship electrical system 10 is, for example, a three-phase alternating current network having a nominal voltage of 11 kV at 50 Hz. The converters 7 and 8 are connected to the in-vessel electrical system 10 via respective transformers 9 and a main switchboard 19 with switches. Each of the converters 7 and 8 converts the voltage of the fixed frequency and amplitude of the inboard electrical system 10 into a voltage of variable frequency and amplitude for each of the winding systems 5 and 6 of the motor 3.

컨버터들(7, 8)은 바람직하게는 동일하게 구성되며, 예컨대 전류형 또는 전압형 컨버터로서 형성될 수 있다. 컨버터들(7, 8) 각각은 전력 공급망 측 입력단(11)(예: PWM 정류기, 다이오드 프론트 엔드 정류기 또는 IGCT 정류기)과, 모터 측의 출력단(12)과, 이들 사이에 배치되는 중간 회로(13)와, 컨버터들(7, 8) 각각을 위한 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어 장치(14)를 포함한다.The converters 7 and 8 are preferably configured identically and may be formed, for example, as a current or voltage converter. Each of the converters 7 and 8 includes a power supply side input terminal 11 (e.g., a PWM rectifier, a diode front end rectifier or an IGCT rectifier), an output terminal 12 on the motor side, an intermediate circuit 13 And open circuit control and / or closed circuit control device 14 for converters 7 and 8, respectively.

선수 횡방향 추진기(20) 형태의 복수의 보조 추진기는 선박의 운항 방향에 대해 횡방향으로 선박을 구동하기 위해 이용된다. 횡방향 추진기들(20) 각각은 임펠러(21)와 이 임펠러(21)를 구동하기 위한 전기 모터(22)를 포함한다. 전기 모터(22)는 예컨대 900rpm에서 1 내지 4MW의 출력을 갖는다. 모든 횡방향 추진기(20)는 스위치들(23)을 통해 공통의 3상 도체 레일(24)과 연결될 수 있으며, 이 도체 레일을 통해 횡방향 추진기들에 공통으로 전기 에너지가 공급될 수 있다. 스위치들(23)과 도체 레일(24)은 횡방향 추진기 배전반(25)의 구성 부품들이다.A plurality of auxiliary thrusters in the form of a forward transverse propeller 20 are used to drive the vessel transversely with respect to the direction of travel of the ship. Each of the transverse propellers 20 includes an impeller 21 and an electric motor 22 for driving the impeller 21. The electric motor 22 has an output of 1 to 4 MW at 900 rpm, for example. All the transverse propeller 20 can be connected via a switch 23 to a common three-phase conductor rail 24 through which electric energy can be supplied in common to the transverse propellers. The switches 23 and conductor rails 24 are components of the transverse propulsion switchboard 25.

도체 레일(24)은 입력 측에서, 내부로 평활 리액터(27)가 연결되는 3상 라인(26)과 스위칭 장치(17)를 통해, 컨버터들(7, 8)의 모터 측 출력단들(12)의 출력 단자들과 연결될 수 있다.The conductor rail 24 is connected on the input side to the motor side output terminals 12 of the converters 7 and 8 via a three-phase line 26 to which the smoothing reactor 27 is connected and a switching device 17. [ Lt; / RTI >

스위칭 장치(17)를 통해 컨버터들(7, 8)은 출력 측에서 선택적으로 주 구동 장치의 전기 모터(3)와 또는 횡방향 추진기들(20)의 전기 모터들(22)과 연결될 수 있다. 이 경우, 스위칭 장치(17)는,The converters 7 and 8 via the switching device 17 can be selectively connected to the electric motor 3 of the main drive device or the electric motors 22 of the lateral propulsion devices 20 at the output side. In this case, the switching device 17,

a) 두 컨버터(7, 8)가 동시에 주 구동 장치의 전기 모터로 전기 에너지를 공급하기 위해 주 구동 장치의 전기 모터(3)와 연결될 수 있고,a) two converters 7 and 8 can be connected to the electric motor 3 of the main drive for simultaneously supplying electric energy to the electric motor of the main drive,

b) 컨버터(7)가 횡방향 추진기의 전기 모터에 전기 에너지를 공급하기 위해 횡방향 추진기(20)의 전기 모터(22)와 연결될 수 있는 동시에, 컨버터(8)는 주 구동 장치의 전기 구동 모터에 전기 에너지를 공급하기 위해 주 구동 장치(2)의 전기 구동 모터(3)와 연결될 수 있으며,b) the converter 7 can be connected to the electric motor 22 of the transverse propulsion device 20 to supply electric energy to the electric motor of the transverse propulsion device, while the converter 8 is connected to the electric drive motor To the electric drive motor 3 of the main drive device 2 for supplying electric energy to the main drive device 2,

c) 용장성의 이유에서 그와 반대로, 컨버터(8)가 횡방향 추진기의 전기 모터에 전기 에너지를 공급하기 위해 횡방향 추진기(20)의 전기 모터(22)와 연결될 수 있는 동시에, 컨버터(7)는 주 구동 장치의 전기 구동 모터에 전기 에너지를 공급하기 위해 주 구동 장치(2)의 전기 구동 모터(3)와 연결될 수 있는 방식으로, 형성된다.c) Conversely, for reasons of redundancy, the converter 8 may be connected to the electric motor 22 of the transverse propulsion 20 to supply electrical energy to the electric motor of the transverse propulsion, while the converter 7 Is formed in such a manner that it can be connected to the electric drive motor 3 of the main drive device 2 for supplying electric energy to the electric drive motor of the main drive.

컨버터들(7, 8)은, 주 구동 장치를 위한 작동 모드와, 이 작동 모드와는 상이한, 횡방향 추진기를 위한 작동 모드로 작동될 수 있도록 형성된다.The converters 7 and 8 are configured to be operable in an operating mode for the main drive and a different operating mode for the transverse propulsion.

이를 위해, 도 2에 더욱 상세하게 도시된 컨버터들(7, 8)의 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어 장치(14)에는, 각각 주 구동 장치의 작동 모드를 위한 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어 파라미터들의 값들(15)뿐 아니라, 이들 값과 상이한, 횡방향 추진기의 작동 모드를 위한 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어 파라미터들의 값들(16)도 저장된다.To this end, the open circuit control and / or the closed circuit control device 14 of the converters 7, 8 shown in more detail in FIG. 2 are each provided with open circuit control and / or closed circuit control for the operating mode of the main drive, Values of open-circuit control and / or closed-loop control parameters 16 for the operating mode of the transverse propeller, which are different from these values as well as the values of the parameters 15, are also stored.

또한, 선박 구동 시스템(1)은 각각의 작동 모드를 조정하기 위한 작동 모드 선택 장치(30)를 포함한다. 작동 모드 선택 장치(30)는 예컨대 선박의 함교에 설치되며, 신호 라인(31)을 통해 상위의 선박 자동화 시스템(32)과 연결된다. 선박 자동화 시스템(32)은 다시 제어 라인들(33)을 통해 스위칭 장치(17) 및 배전반(25)의 최종 제어 부재들(34)뿐 아니라, 컨버터들(7, 8)의 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어 장치들(14)과도 연결된다. 물론, 분산된 라인들(31, 33) 대신, 통신 시스템을 통해서도 연결이 이루어질 수 있다.In addition, the marine drive system 1 includes an operation mode selection device 30 for adjusting each operation mode. The operation mode selection device 30 is installed, for example, at the bridge of the ship, and is connected to the upper ship automation system 32 through the signal line 31. The ship automation system 32 is also connected to the final control members 34 of the switching device 17 and the switchboard 25 via the control lines 33 as well as to the open circuit control and / Or closed-loop control devices 14. [0034] Of course, instead of the distributed lines 31 and 33, a connection can also be made through a communication system.

작동 모드 선택 장치(30)는, 한편으로 주 구동 장치(2)뿐 아니라 횡방향 추진기들(20)도 비활성화되는 "작동 모드 0"의 사전 설정을 가능하게 한다.The operation mode selection device 30 enables the presetting of the "operation mode 0 ", on the one hand, in which the main propulsion device 2 as well as the lateral propulsion devices 20 are inactivated.

또한, 작동 모드 선택 장치(30)는 주 구동 장치만을 위한 "작동 모드 I"의 사전 설정도 가능하게 한다. 이 작동 모드는 예컨대 외양에서 순항 속도로의 운항에 이용된다. 이 작동 모드는 작동 모드 선택 장치(30)에 의해 상위의 선박 자동화 시스템(32)으로 시그널링되며, 그러면 선박 자동화 시스템은, 두 컨버터(7, 8)가 모터(3)의 각각 할당된 권선 시스템(5, 6)과는 전기적으로 연결되고, 이때 배전반(25) 및 그와 더불어 횡방향 추진기들(20)의 모터들(22)로부터는 전기적으로 분리되도록, 스위칭 장치(17)의 최종 제어 부재들(34)을 제어한다. 그 다음, 모터(3)의 두 권선 시스템(5, 6)은 각각의 변압기(9) 및 컨버터(7, 8)를 통해 선내 전기 시스템(10)으로부터 전기 에너지를 공급받는다.In addition, the operation mode selection device 30 also enables the presetting of the "operation mode I" for the main drive only. This operating mode is used, for example, for navigation from cruise speed to cruise speed. This operating mode is signaled to the superior ship automation system 32 by the operation mode selector 30 and the ship automation system is then activated by the two converters 7 and 8 in the respective assigned winding system 5 and 6 of the switching device 17 and electrically disconnected from the motors 22 of the switchboard 25 and the lateral propellers 20 with it, (34). The two winding systems 5 and 6 of the motor 3 are then supplied with electrical energy from the inboard electrical system 10 via respective transformers 9 and converters 7 and 8.

선박 자동화 시스템(32)에 의해 두 컨버터(7, 8)의 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어 장치들(14)에도 마찬가지로 "작동 모드 I"가 시그널링되기 때문에, 상기 작동 모드는 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어 파라미터들에 대한 값들(15)을 이용하여 컨버터들(7, 8)의 반도체 스위치들을 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어한다.Since the operating mode I is also signaled to the open circuit control and / or the closed circuit control devices 14 of both converters 7 and 8 by the ship automation system 32, Or closed-loop control of the semiconductor switches of converters 7, 8 using values 15 for closed loop control parameters.

항구에서 선박의 기동을 위해, 또는 외양에서 선박의 포지셔닝을 위해, 함교 에 설치된 작동 모드 선택 장치(30)는 주 구동 모드와 횡방향 추진 모드의 조합을 위한 위치 II로 세팅된다. 상기 위치는 작동 모드 선택 장치(30)에 의해 상위의 선박 자동화 시스템(32)으로 시그널링되고, 그에 따라서 선박 자동화 시스템은, 두 컨버터(7, 8) 중 일측 컨버터는 그에 할당된 권선 시스템(5, 6)과 전기적으로 연결된 상태로 유지되는 반면에, 두 컨버터(7, 8) 중 타측 컨버터는 그에 할당된 권선 시스템으로부터 전기적으로 분리되고 그 대신 라인(26)을 통해 도체 레일(24) 및 그와 더불어 횡방향 추진기들(20)의 모터들(22)과 전기적으로 연결되도록, 스위칭 장치(17)의 최종 제어 부재들(34)을 제어한다.For operation of the ship at the port, or for positioning of the ship in the appearance, the operating mode selector 30 installed in the bridge is set to position II for the combination of the main drive mode and the lateral drive mode. The position is signaled by the operation mode selector 30 to the upper ship automation system 32 so that the ship automation system is able to determine which of the two converters 7 and 8 has one of the winding systems 5, 6), while the other of the two converters 7, 8 is electrically disconnected from the winding system assigned thereto and is instead electrically isolated from the conductor rail 24 and its And also controls the final control members 34 of the switching device 17 so as to be electrically connected to the motors 22 of the lateral propellers 20.

그러면 횡방향 추진기들(20)은, 두 컨버터(7, 8) 중 일측 컨버터와 이 컨버터의 상류에 연결된 변압기(9)를 통해 선내 전기 시스템(10)으로부터 동시에 전력을 공급받는 데 반해, 두 컨버터(7, 8) 중 타측 컨버터는 여전히 그에 할당된 구동 모터(3)의 권선 시스템(5, 6)에 선내 전기 시스템(10)으로부터 전기 에너지를 공급한다.The transverse propellers 20 are then simultaneously powered from the inboard electrical system 10 through a converter of the two converters 7 and 8 and a transformer 9 connected upstream of the converter, The other side converter among the wind power generators 7 and 8 supplies the electric energy from the onboard electric system 10 to the winding systems 5 and 6 of the drive motor 3 assigned thereto.

횡방향 추진기(20)에 전기 에너지를 공급하는 컨버터(7 또는 8)의 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어 장치(14)에도 역시 자동화 시스템(32)에 의해 작동 모드 II가 시그널링되기 때문에, 상기 작동 모드는 작동 모드 II를 위한 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어 파라미터들에 대한 값들(16)을 이용하여 할당된 컨버터(7 또는 8)의 반도체 스위치들을 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어한다.Since the operation mode II is also signaled by the automation system 32 to the open circuit control and / or the closed circuit control device 14 of the converter 7 or 8 supplying the electric energy to the transverse propulsion device 20, Mode uses the values 16 for the open circuit control and / or the closed circuit control parameters for the operating mode II to open and / or close the semiconductor switches of the assigned converter (7 or 8).

또한, 자명한 사실로서, 두 컨버터(7, 8)가 동시에 모터(3)의 두 권선 시스템(5, 6)으로부터 전기적으로 분리되고, 그 대신 횡방향 추진기들(20)의 모터들(22)과 전기적으로 연결되어 이들 모터에 선내 전기 시스템(10)으로부터 출력되는 전기 에너지를 공급하는 추가의 작동 모드도 고려될 수 있다. 이 경우, 두 컨버터(7, 8) 각각이 모터들(22) 중 일부(예컨대 절반)에 전기 에너지를 공급하는 점도 생각해볼 수 있다.It is also evident that both converters 7 and 8 are electrically disconnected from the two winding systems 5 and 6 of the motor 3 at the same time and the motors 22 of the transverse propulsors 20, Additional operating modes of supplying electric energy output from the on-board electrical system 10 to these motors may also be considered. In this case, it is also conceivable that each of the converters 7 and 8 supplies electric energy to a part (for example, half) of the motors 22.

상류에 연결된 컨버터(7, 8)는 횡방향 추진기들(20)의 전기 모터들(22)의 가능한 단락 회로 전류를 통과시키지 않기 때문에, 주 배전반(19)은 더 적은 단락 회로 전류 및 그에 따라 더 적은 공간 수요에 맞추어 설계될 수 있다.Because the upstream converters 7 and 8 do not pass the possible short-circuit currents of the electric motors 22 of the transverse propellers 20, the main switchboard 19 generates less short- It can be designed to meet the small space requirement.

상류에 연결된 컨버터(7, 8)를 통해, 횡방향 추진기들(20)의 모터들(22)의 시동 전류가 감소하고 그 속도가 개회로 제어 및/또는 폐회로 제어될 수 있음으로써, 횡방향 추진기들(20)은 대기 모드에서 계속해서 정속으로 작동될 필요가 없을뿐더러, 실제로 확실한 추력 요구가 있어야만 비로소 횡방향 추진기들을 증속해도 충분하다. 이를 통해, 횡방향 추진기들(20)의 전기 에너지 수요가 적게 유지될 수 있다.By means of the converters 7, 8 connected upstream, the starting current of the motors 22 of the transverse propellers 20 can be reduced and its speed can be controlled by open-loop control and / or closed- The pulleys 20 need not be continuously operated at constant speed in the standby mode and it is sufficient to actually increase the lateral propellers only when there is actually a certain thrust demand. Thereby, the electric energy demand of the lateral propellers 20 can be kept low.

임펠러들(21)의 블레이드들의 피치의 조정성과 컨버터 전력 공급의 조합을 통해, 횡방향 추진기들(20)의 작동 중에 횡방향 추진기들(20)의 유체 역학적 효율이 최대이고 고체 전달음 및 수인성 음향 방출은 최소인 방식으로, 임펠러들(21)의 피치 및 속도를 바람직하게 상호 조정하고 최적화할 수 있다. 그 결과, 횡방향 추진기들(20) 측에서의 방음을 위한 복잡한 조치는 생략될 수 있다. 이를 위해, 자동화 시스템(32)은 임펠러들(21)의 블레이드들의 피치를 위한 조정 장치들(35)과 신호 연결될 수 있다.Through the adjustment of the pitch of the blades of the impellers 21 and the combination of the converter power supply, the hydrodynamic efficiency of the transverse propellers 20 during operation of the transverse propellers 20 is maximized and the solid propagation sound and water- The acoustic emission can preferably optimally coordinate and optimize the pitch and speed of the impellers 21 in a manner that is minimal. As a result, complicated measures for soundproofing on the side of the lateral propellers 20 can be omitted. To this end, the automation system 32 can be signal-connected with the adjustment devices 35 for the pitch of the blades of the impellers 21. [

상류에 연결된 컨버터(7, 8)를 통해, 횡방향 추진기들(20)의 스위치-온 전류가 적어지므로, 항구에서 횡방향 추진기들(20)에 전기 에너지를 공급하는 보조 디젤 발전기들을 더 완화된 강성 요건에서 설계할 수 있다.Since the switch-on current of the lateral propellers 20 is reduced through the converters 7, 8 connected upstream, the auxiliary diesel generators supplying electrical energy to the transverse propellers 20 at the port can be replaced by a more relaxed It can be designed with rigidity requirements.

이 경우, 도 1 및 도 2에 도시된 실시예는 제한적인 것으로 간주되어서는 안된다. 자명한 사실로서, 본 발명에 따른 구동 시스템은 하나 이상의 구동 모터를 구비한 주 구동 장치와, 또 다른 개수의 권선 시스템, 컨버터 및 횡방향 추진기를 포함할 수도 있다.In this case, the embodiment shown in Figs. 1 and 2 should not be construed as limiting. As a matter of fact, the drive system according to the present invention may include a main drive with one or more drive motors, another number of windings, a converter and a transverse propulsion.

Claims (16)

수상 운송 수단용 전기 구동 시스템(1)이며,
- 수상 운송 수단의 운항 방향으로 수상 운송 수단을 구동하기 위한 하나 이상의 전기 모터(3), 및 이 전기 모터(3)에 전기 에너지를 공급하기 위한 복수의 컨버터(7, 8)를 구비한 주 구동 장치(2)와,
- 상기 운항 방향과 다른 방향으로 수상 운송 수단을 구동하기 위한 전기 모터(22)를 구비한 보조 구동 장치(20)를 포함하고,
- 이때 주 구동 장치(2)의 하나 이상의 컨버터(7 또는 8)는 전기 에너지를 공급하기 위해 상기 보조 구동 장치(20)의 전기 모터(22)와 연결될 수 있는, 수상 운송 수단용 전기 구동 시스템(1)에 있어서,
주 구동 장치(2)의 전기 모터(3)는, 서로 독립된 복수의 권선 시스템(5, 6)을 포함하며, 상기 주 구동 장치(2)의 컨버터들(7, 8) 각각은 상기 권선 시스템들(5, 6) 중 각각 정확히 하나의 권선 시스템에 전기 에너지를 공급하고,
상기 하나 이상의 컨버터(7 또는 8)는, 주 구동 장치를 위한 작동 모드와, 이 작동 모드와 상이한, 보조 구동 장치를 위한 작동 모드로 작동될 수 있는 방식으로 형성되어 있고, 이때 상기 하나 이상의 컨버터(7 또는 8)는, 주 구동 장치(2)의 작동 모드를 위한 개회로 제어 또는 폐회로 제어 파라미터들의 값들(15)뿐 아니라, 이들 값과 상이한, 보조 구동 장치(20)의 작동 모드를 위한 개회로 제어 또는 폐회로 제어 파라미터들의 값들(16)이 저장되어 있는 개회로 제어 장치 또는 폐회로 제어 장치(14)를 포함하고,
상기 개회로 제어 또는 폐회로 제어 파라미터들의 값들(15, 16)은 상기 하나 이상의 컨버터(7 또는 8)의 입력단(11), 출력단(12) 또는 중간 회로(13)에서의 전압 및 전류에 대한 한계값인 것을 특징으로 하는, 수상 운송 수단용 전기 구동 시스템(1).An electric drive system (1) for a waterborne vehicle,
- at least one electric motor (3) for driving the water transportation means in the direction of the water transportation means, and a plurality of converters (7, 8) for supplying electric energy to the electric motor (3) Device 2,
- an auxiliary drive device (20) having an electric motor (22) for driving the water transportation means in a direction different from the direction of the operation,
At least one converter (7 or 8) of the main drive (2) is connected to an electric drive system for water transport means (2), which can be connected to the electric motor (22) of the auxiliary drive (20) 1)
The electric motor 3 of the main drive device 2 comprises a plurality of independent winding systems 5 and 6 and each of the converters 7 and 8 of the main drive device 2 is connected to the windings Supplying electric energy to exactly one winding system of each of the windings (5, 6)
The one or more converters (7 or 8) are formed in such a way that they can be operated in an operating mode for the main drive and in an operating mode for the auxiliary drive, which is different from this operating mode, 7 or 8 may be used to determine the values of the open circuit control or the closed circuit control parameters 15 for the operating mode of the main drive 2 as well as the open circuit for the operating mode of the auxiliary drive 20, An open circuit control device or a closed circuit control device 14 in which values of control or closed circuit control parameters 16 are stored,
The values of the open circuit control or closed circuit control parameters 15,16 are set to the limits of the voltage and current at the input 11, output 12 or intermediate circuit 13 of the one or more converters 7 or 8, (1). ≪ / RTI > 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 컨버터(7 또는 8)를 선택적으로 주 구동 장치(2)의 전기 모터(3)와 또는 보조 구동 장치(20)의 전기 모터(22)와 전기적으로 연결하기 위한 스위칭 장치(17)를 특징으로 하는, 수상 운송 수단용 전기 구동 시스템(1).2. A method according to claim 1, characterized in that the at least one converter (7 or 8) is selectively connected to the electric motor (3) of the main drive device (2) or to the electric motor (22) An electric drive system (1) for a waterborne vehicle, characterized by a switching device (17). 제2항에 있어서, 상기 스위칭 장치(17)는, 상기 하나 이상의 컨버터(7)가 전기 에너지를 공급하기 위해 보조 구동 장치(20)의 전기 모터(22)와 연결될 수 있고, 동시에 주 구동 장치(2)의 또 다른 컨버터들 중 하나 이상의 컨버터(8)는 전기 에너지를 공급하기 위해 주 구동 장치(2)의 전기 모터(3)와 연결될 수 있는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 수상 운송 수단용 전기 구동 시스템(1).3. The apparatus according to claim 2, characterized in that the switching device (17) is connected to the electric motor (22) of the auxiliary drive device (20) so that the at least one converter (7) Characterized in that at least one converter (8) of the further converters of the main drive (2) is formed in such a way that it can be connected to the electric motor (3) of the main drive (2) Electric drive system (1). 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 보조 구동 장치(20)는 가변 피치 프로펠러 또는 임펠러(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수상 운송 수단용 전기 구동 시스템(1).4. An electric drive system (1) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the auxiliary drive (20) comprises a variable pitch propeller or an impeller (21). 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 보조 구동 장치(20)는 추진기로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 수상 운송 수단용 전기 구동 시스템(1).4. An electric drive system (1) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the auxiliary drive (20) is formed as a propeller. 제5항에 있어서, 상기 추진기는 횡방향 추진기인 것을 특징으로 하는, 수상 운송 수단용 전기 구동 시스템(1).6. An electric drive system (1) according to claim 5, characterized in that the propeller is a transverse propeller. 수상 운송 수단의 운항 방향으로 수상 운송 수단을 구동하기 위한 하나 이상의 전기 모터(3)와, 이 전기 모터(3)에 전기 에너지를 공급하기 위한 복수의 컨버터(7, 8)를 구비한 주 구동 장치(2)와,
상기 운항 방향과 다른 방향으로 수상 운송 수단을 구동하기 위한 전기 모터(22)를 구비한 보조 구동 장치(20)를 포함하는, 수상 운송 수단용 전기 구동 시스템(1)의 작동 방법이며,
이때 보조 구동 장치(20)의 전기 모터(22)는 주 구동 장치(2)의 상기 하나 이상의 컨버터(7)로부터 전기 에너지를 공급받는 수상 운송 수단용 전기 구동 시스템의 작동 방법에 있어서,
주 구동 장치(2)의 전기 모터(3)는, 서로 독립된 복수의 권선 시스템(5, 6)을 포함하며, 상기 주 구동 장치(2)의 컨버터들(7, 8) 각각은 상기 권선 시스템들(5, 6) 중 각각 정확히 하나의 권선 시스템에 전기 에너지를 공급하고,
상기 하나 이상의 컨버터(7)는 주 구동 장치(2)의 전기 모터(3)에 전기 에너지를 공급할 경우에는 주 구동 장치(2)를 위한 작동 모드로 작동되고, 보조 구동 장치(20)의 전기 모터(22)에 전기 에너지를 공급할 경우에는 주 구동 장치를 위한 작동 모드와 상이한, 보조 구동 장치(20)를 위한 작동 모드로 작동되며, 이때 상기 하나 이상의 컨버터(7)는 개회로 제어 장치 또는 폐회로 제어 장치에 의해, 개회로 제어 또는 폐회로 제어 파라미터들에 대해 각각 서로 상이한 값들(15, 16)을 갖는, 주 구동 장치(2)를 위한 작동 모드 및 보조 구동 장치(20)를 위한 작동 모드로 작동되고,
상기 개회로 제어 또는 폐회로 제어 파라미터들의 값들(15, 16)은 상기 하나 이상의 컨버터(7 또는 8)의 입력단(11), 출력단(12) 또는 중간 회로(13)에서의 전압 및 전류에 대한 한계값인 것을 특징으로 하는, 수상 운송 수단용 전기 구동 시스템의 작동 방법.(3) for driving the water transportation means in the direction of the water transportation means and a plurality of converters (7, 8) for supplying electric energy to the electric motor (3) (2)
And an auxiliary drive device (20) having an electric motor (22) for driving the water transportation means in a direction different from the direction of the operation, characterized in that the electric drive system (1)
Wherein the electric motor (22) of the auxiliary drive (20) is powered by electric energy from the at least one converter (7) of the main drive (2)
The electric motor 3 of the main drive device 2 comprises a plurality of independent winding systems 5 and 6 and each of the converters 7 and 8 of the main drive device 2 is connected to the windings Supplying electric energy to exactly one winding system of each of the windings (5, 6)
The one or more converters 7 are operated in the operating mode for the main drive unit 2 when supplying the electric energy to the electric motor 3 of the main drive unit 2, (Not shown) is operated in an operating mode for the auxiliary drive unit 20, which is different from the operating mode for the main drive unit, when the electric energy is supplied to the one or more converters 22, Is operated by the device in an operating mode for the main drive device 2 and for the auxiliary drive device 20, each having different values (15, 16) for the open circuit control or closed circuit control parameters ,
The values of the open circuit control or closed circuit control parameters 15,16 are set to the limits of the voltage and current at the input 11, output 12 or intermediate circuit 13 of the one or more converters 7 or 8, Wherein the operation of the electric drive system for water transporting means is carried out by the electric motor. 제7항에 있어서, 보조 구동 장치(20)의 작동 시, 상기 하나 이상의 컨버터(7)가 보조 구동 장치(20)의 전기 모터(22)에 전력을 공급함과 동시에 또 다른 컨버터들 중 하나 이상의 컨버터(8)는 주 구동 장치(2)의 전기 모터(3)에 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는, 수상 운송 수단용 전기 구동 시스템의 작동 방법.8. The method according to claim 7, wherein, in operation of the auxiliary drive (20), the at least one converter (7) supplies power to the electric motor (22) of the auxiliary drive (20) (8) supplies electric power to the electric motor (3) of the main drive unit (2). 제7항 또는 제8항에 있어서, 보조 구동 장치(20)로서 추진기가 사용되는 것을 특징으로 하는, 수상 운송 수단용 전기 구동 시스템의 작동 방법.9. A method as claimed in claim 7 or 8, characterized in that a propeller is used as the auxiliary drive (20). 제9항에 있어서, 상기 추진기는 횡방향 추진기인 것을 특징으로 하는, 수상 운송 수단용 전기 구동 시스템의 작동 방법.10. The method of claim 9, wherein the propeller is a transverse propeller. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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