KR20180061260A

KR20180061260A - 물에서 가동되는 운송 수단을 위한 구동부

Info

Publication number: KR20180061260A
Application number: KR1020187011696A
Authority: KR
Inventors: 로베르트 슐랍파; 위르겐 엑커르트; 발터 막스
Original assignee: 지멘스 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2016-09-08
Publication date: 2018-06-07
Also published as: PL3341285T3; EP3341285A1; KR102143776B1; EP3341285B1; AU2016332501A1; DE102015218896A1; DE102015218896B4; AU2016332501B2; WO2017055050A1

Abstract

본 발명은 잠수함 또는 선박과 같은 물에서 가동되는 운송 수단의 구동부(1)에 관한 것이고, 구동부(1)는 전기 모터(3), 제1 냉각제 펌프(4), 제2 냉각제 펌프(5), 제1 냉각제 펌프 공급 유닛(6), 및 제2 냉각제 펌프 공급 유닛(7)을 포함한다. 제1 냉각제 펌프 공급 유닛(6)은 데이터 기술에 의해 제1 제어 하위 유닛(17) 및 제2 제어 하위 유닛(18)에 연결되고, 제2 냉각제 펌프 공급 유닛(7)은 데이터 기술에 의해 제1 제어 하위 유닛(17) 및 제어 하위 유닛(18)에 연결된다.

Description

물에서 가동되는 운송 수단을 위한 구동부

본 발명은 물에서 가동되는 운송 수단을 위한 구동부에 관한 것이다. 선박 또는 잠수함이 물에서 가동되는 운송 수단의 예이다.

잠수함 또는 선박은 흔히 스크루(screw), 바꾸어 말하면, 잠수함 또는 선박의 프로펠러를 구동하는 전기 구동부에 의해 작동된다.

구동부를 냉각하기 위해서는 예를 들어, 냉각제 펌프가 제공된다. 냉각제 펌프의 도움으로, 예를 들어, 전기 기계의 고정자의 냉각 채널 또는 냉각 공기를 위한 열 교환기와 같은 냉각 장치가 냉각 액체를 공급받을 수 있다.

본 발명의 목적은 신뢰할 수 있는 냉각을 갖는 잠수함 또는 선박의 구동부를 제공하는 것이다. 신뢰할 수 있는 냉각은, 예를 들어 잠수함 또는 선박의 활용성을 개선한다.

목적에 대한 하나의 해결책은 청구항 제1항에서 청구되는 바와 같은 구동부, 청구항 제12항에서 청구되는 바와 같은 물에서 가동되는 운송 수단, 및 청구항 제13항, 제14항, 또는 제16항에서 청구되는 바와 같은 방법에 의해 생성된다. 본 발명의 실시예들은 종속항 제2항 내지 제11항 및 제15항으로부터 생성된다.

예를 들어 잠수함 또는 선박과 같은, 물에서 가동되는 운송 수단의 구동부는 전기 모터를 갖는다. 전기 모터는, 예를 들어, 또한 발전기에 의해 작동될 수 있고, 예를 들어, 프로펠러를 구동할 수 있는, 물에서 가동되는 운송 수단의 샤프트를 위한 구동 모터로서 사용된다. 냉각 공기 또는 냉각 액체가, 예를 들어, 전기 모터를 냉각하기 위해 제공된다. 냉각 액체에 의한 냉각은, 예를 들어, 직접 또는 간접으로 발생할 수 있다. 냉각 액체에 의한 직접 냉각의 경우에, 냉각 액체는, 예를 들어, 전기 모터의 고정자 내의 냉각 채널을 통해 안내된다. 냉각 액체에 의한 간접 냉각의 경우에, 냉각 공기가, 예를 들어, 고정자 내의 냉각 채널을 통해 안내되고, 냉각 공기는 냉각 액체를 공급받는 열 교환기 내에서 냉각 액체에 의해 냉각된다. 구동부는 제1 냉각제 펌프, 제2 냉각제 펌프, 제1 냉각제 펌프 공급 유닛, 및 제2 냉각제 펌프 공급 유닛을 갖는다. 제1 냉각제 펌프 및 제2 냉각제 펌프는, 예를 들어, 이들이 냉각 액체를 위한 펌프 기구 및 각각의 펌프 기구를 구동하기 위한 전기 기계를 갖도록 설계된다.

잠수함 또는 선박과 같은 물에서 가동되는 운송 수단의 구동부는 구동부가 전기 모터, 제1 냉각제 펌프, 제2 냉각제 펌프, 제1 냉각제 펌프 공급 유닛, 및 제2 냉각제 펌프 공급 유닛을 갖는 방식으로 설계될 수 있고, 제1 냉각제 펌프 공급 유닛은 데이터 기술에 의해 제1 제어 하위 유닛 및 제2 제어 하위 유닛에 연결되고, 제2 냉각제 펌프 공급 유닛은 데이터 기술에 의해 제1 제어 하위 유닛 및 제2 제어 하위 유닛에 연결된다. 그러므로, 제어 하위 유닛으로의 데이터 통신에서의 오류가 보상될 수 있고, 이는 제어 하위 유닛들 중 하나가 또한 냉각제 펌프 공급 유닛 모두를 제어할 수 있기 때문이다. 그러므로, 제어 하위 유닛은 냉각제 펌프 공급 유닛으로의 제어 하위 유닛의 데이터 연결이 구성될 수 있는 바와 같이, 중복식으로 구성될 수 있다.

구동부의 하나의 실시예에서, 제1 냉각제 펌프는 제1 냉각제 펌프 공급 유닛 및 제2 냉각제 펌프 공급 유닛에 의해 작동될 수 있다. 냉각제 펌프 공급 유닛은 각각의 냉각제 펌프의 전기 기계를 위한 전력 공급원을 갖는다. 전력 공급원은, 예를 들어, 각각의 냉각제 펌프의 전기 기계를 급전하는 인버터(inverter)를 갖는다.

구동부의 하나의 실시예에서, 제1 냉각제 펌프가 제1 냉각제 펌프 공급 유닛 및 제2 냉각제 펌프 공급 유닛에 의해 작동될 수 있을 뿐만 아니라, 제2 냉각제 펌프도 제1 냉각제 펌프 공급 유닛 및 제2 냉각제 펌프 공급 유닛에 의해 작동될 수 있다.

이에 의해, 구동부로의 중복형 냉각제 펌프 연결(redundant coolant pump connection)을 달성하는 것이 가능하다. 이는, 예를 들어, 잠수함을 위한 구동부로서 영구 자석 여기식 동기 기계 내에서 달성될 수 있다.

중복형 냉각제 펌프 연결은 냉각제 펌프 공급 유닛 또는 냉각제 펌프의 고장의 경우에 물에서 가동되는 운송 수단을 위한 구동 모터의 기능적 가용성을 증가시킬 수 있다. 이는, 예를 들어, 냉각제 펌프 공급 유닛의 고장의 경우에, 이러한 냉각 회로의 냉각 능력이 완전히 중단되는 것을 방지할 수 있다. 이는 전체 견인 모터(구동 모터)의 최대 출력의 감소로 이어진다. 이러한 출력 제한은, 예를 들어 잠수함이 예시하는 바와 같은, 물에서 가동되는 운송 수단의 적용 분야를 감소시킨다.

구동부의 하나의 실시예에서, 제1 냉각제 펌프 공급 유닛은 제1 냉각제 펌프 및/또는 제2 냉각제 펌프와 상호 연결될 수 있는 전력 변환기를 갖는다. 전력 변환기는 또한 아래에서 제1 전력 변환기로 불릴 수 있다. 전력 변환기는 특히 인버터이다. 이들은 예를 들어 접속기에 의해 상호 연결될 수 있다. 그러므로, 제1 냉각제 펌프는 단독으로 제1 냉각제 펌프 공급 유닛의 전력 변환기에 의해 급전될 수 있거나, 제2 냉각제 펌프가 단독으로 급전될 수 있거나, 제1 및 제2 냉각제 펌프들이 함께 급전될 수 있다.

구동부의 하나의 실시예에서, 제2 냉각제 펌프 공급 유닛은 제1 냉각제 펌프 및/또는 제2 냉각제 펌프와 상호 연결될 수 있는 추가의 전력 변환기를 갖는다. 추가의 전력 변환기는 또한 아래에서 제2 전력 변환기로 불릴 수 있다. 추가의 전력 변환기 또한 특히 인버터이다. 이들은 예를 들어 접속기에 의해 상호 연결될 수 있다. 제1 냉각제 펌프만이 추가의 전력 변환기, 달리 말하면, 제2 냉각제 펌프 공급 유닛의 전력 변환기에 의해 급전될 수 있거나, 제2 냉각제 펌프만이 급전될 수 있거나, 제1 및 제2 냉각제 펌프들이 함께 급전될 수 있다.

구동부의 하나의 실시예에서, 제1 전력 변환기 및/또는 추가의 전력 변환기는 데이터 기술에 의해 제어기에 연결되고, 제어기는 특히 고가용성(highly available)이다. 고가용성 제어기의 하나의 예는 SIMATIC S7-400H이다. 중복성이 이러한 종류의 제어기에 의해 발생될 수 있다. 고가용성 제어기는, 예를 들어, 중복적인 제1 제어 하위 유닛 및 제2 제어 하위 유닛을 갖는다.

잠수함 또는 선박과 같은, 물에서 가동되는 운송 수단의 중복성을 갖는 구동부는 전기 모터, 제1 냉각제 펌프, 제2 냉각제 펌프, 제1 냉각제 펌프 공급 유닛, 및 제2 냉각제 펌프 공급 유닛을 갖는다. 제1 냉각제 펌프 공급 유닛은 데이터 기술에 의해 제1 제어 하위 유닛 및 제2 제어 하위 유닛에 연결된다. 제2 냉각제 펌프 공급 유닛은 데이터 기술에 의해 제1 제어 하위 유닛 및 제2 제어 하위 유닛에 연결된다. 그러므로, 중복성이 냉각제 펌프 공급 유닛들의 제어에 대해 획득될 수 있다.

구동부의 하나의 실시예에서, 제1 전력 변환기는 데이터 기술에 의해 제2 전력 변환기에 연결된다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 동기화가 달성될 수 있다.

구동부의 하나의 실시예에서, 구동부는 공기 냉각 회로를 갖고, 공기 냉각 회로를 냉각하기 위한 냉각 장치가 제공된다. 냉각제 펌프가, 예를 들어, 적어도 열 교환기인 냉각 장치를 냉각하기 위해 제공된다.

구동부의 하나의 실시예에서, 구동부는 데이터 기술에 의한 연결부를 형성하기 위해 프로피넷(Profinet)을 갖는다. 데이터 기술에 의한 연결부는 제어기와 제1 냉각제 펌프 공급 유닛 또는 제2 냉각제 펌프 공급 유닛 사이에 존재한다.

구동부의 하나의 실시예에서, 제어기는 고가용성 제어기이고, 제1 제어 하위 유닛 및 제2 제어 하위 유닛이 고가용성 제어기 내에 통합된다.

구동부의 하나의 실시예에서, 구동부는 중복형 버스 연결부 및 중복형 냉각제 펌프 공급 유닛을 갖는다. 그러므로, 구동부의 활용성은 현저하게 증가되고, 이는 특히 잠수함에서 유리할 수 있다.

구동부의 하나의 실시예에서, 구동부는 제1 제어 하위 유닛(control sub-unit)과 제1 냉각제 펌프 공급 유닛 사이의 제1 데이터 케이블(data cable), 제1 제어 하위 유닛과 제2 냉각제 펌프 공급 유닛 사이의 제2 데이터 케이블, 제2 제어 하위 유닛과 제1 냉각제 펌프 공급 유닛 사이의 제3 데이터 케이블, 및 제2 제어 하위 유닛과 제2 냉각제 펌프 공급 유닛 사이의 제4 데이터 케이블을 갖는다.

물에서 가동되는 운송 수단, 특히 잠수함 또는 선박에서, 그의 활용성은 설명된 구동부를 설치함으로써 증가될 수 있다.

구동부를 작동시키기 위한 방법에서, 예를 들어 오류가 데이터 연결부 내에서 검출된 후에, 중복형 기능 데이터 연결부로 절환될 수 있다.

구동부를 작동시키기 위한 방법에서, 예를 들어, 제1 냉각제 펌프 및 제2 냉각제 펌프는 제1 냉각제 펌프 공급 유닛에 의해 작동될 수 있다.

구동부를 작동시키기 위한 방법에서, 예를 들어, 제1 냉각제 펌프 및 제2 냉각제 펌프는 제2 냉각제 펌프 공급 유닛에 의해 작동될 수 있다.

구동부를 작동시키기 위한 방법에서, 예를 들어, 제1 냉각제 펌프 및 제2 냉각제 펌프는 제1 및 제2 냉각제 펌프 공급 유닛에 의해 동시에 작동될 수 있고, 이는 고도의 중복성으로 이어진다.

본 발명은 아래에서 다음의 도면에 의해 예시적으로 설명될 것이다.

도 1은 중복형 냉각부 또는 중복형 냉각제 펌프 공급 유닛을 구비한 구동부를 도시한다.
도 2는 중복형 데이터 통신부를 구비한 구동부를 도시한다.
도 3은 중복형 냉각부 및 중복형 데이터 통신부를 구비한 구동부를 도시한다.
도 4는 구동부를 구비한 잠수함을 도시한다.
도 5는 구동부를 구비한 선박을 도시한다.

도 1의 도면은 중복형 냉각부 또는 중복형 냉각제 펌프 공급 유닛(6, 7)을 구비한 구동부(1)를 도시한다. 구동부(1)는, 예를 들어 모터 또는 발전기에 작동될 수 있는 전기 모터(3)를 갖는다. 제1 냉각제 펌프(4) 및 제2 냉각제 펌프(5)가 전기 기계(3)를 냉각하기 위해 제공된다. 냉각제는 예를 들어 액체이다. 제1 냉각제 펌프(4)는 전기 기계(3)를 위한 제1 냉각제 회로(46) 내에 있다. 제2 냉각제 펌프(5)는 전기 기계(3)를 위한 제2 냉각제 회로(45) 내에 있다. 제1 냉각제 펌프(4) 및 제2 냉각제 펌프(5)는 도 1에서 분리되어 도시되지 않은, 구동부를 위한 전기 기계를 각각 갖는다. 구동부(1)는 제1 전력 변환기(10) 및 제2 전력 변환기(11)를 갖는다. 전력 변환기(10, 11)는 특히 인버터 또는 컨버터(converter)이다. 냉각제 펌프(4, 5)는 전력 케이블(29)을 거쳐 전력 변환기(10, 11)에 의해 전기 에너지를 공급받는다. 제1 전력 변환기(10)는 제1 주 접속기(12) 및 제1 회로 차단기(47)에 의해 제1 냉각제 펌프(4)에 연결된다. 제2 전력 변환기(11)는 제2 주 접속기(13) 및 제2 회로 차단기(48)에 의해 제2 냉각제 펌프(5)에 연결된다. 제1 전력 변환기(10)는 제1 전환 접속기(14) 및 제2 회로 차단기(48)에 의해 제2 냉각제 펌프(5)에 연결된다. 제2 전력 변환기(11)는 제2 전환 접속기(15) 및 제1 회로 차단기(47)에 의해 제1 냉각제 펌프(4)에 연결된다. 제1 주 접속기(12)는 제1 회로 차단기(47)와 직렬이다. 제2 주 접속기(13)는 제2 회로 차단기(48)와 직렬이다. 제1 전환 접속기(14)는 제1 전력 변환기(10)와 노드(node)(50) 사이에 있다. 노드(50)는 제2 주 접속기(13)와 제2 회로 차단기(48) 사이에 있다. 제1 주 접속기(12)는 제1 회로 차단기(47)와 직렬이다. 제2 전환 접속기(15)는 제2 전력 변환기(11)와 노드(49) 사이에 있다. 노드(49)는 제1 주 접속기(12)와 제1 회로 차단기(47) 사이에 있다. 이러한 방식으로, 제1 전력 변환기(10)는 제1 냉각제 펌프(4) 및/또는 제2 냉각제 펌프(5)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 방식으로, 제2 전력 변환기(11) 또한 제2 냉각제 펌프(5) 및/또는 제1 냉각제 펌프(4)에 전기적으로 연결될 수 있다. 그러므로, 전력 변환기들(10, 11)은 이들이 냉각제 펌프들(4, 5)을 전기 공급할 수 있으므로, 중복식으로 구성될 수 있다.

전력 변환기들(10, 11)은 예를 들어 통신 연결부(28)에 의해 연결될 수 있다. 이는 예를 들어 동기화를 위해 사용될 수 있다. 제1 전력 변환기(10)는 제1 예비 충전 접속기(8)에 의해 급전된다. 제2 전력 변환기(11)는 제2 예비 충전 접속기(9)에 의해 급전된다. 제1 전력 변환기(10) 및 제2 전력 변환기(11)는 제어기(16)에 의해 조절 및/또는 제어된다. 이러한 목적으로, 제1 전력 변환기(10) 및 제2 전력 변환기(11)는 통신 케이블과 같은 통신 연결부(27)를 거쳐 데이터 기술에 의해 제어기(16)에 각각 연결된다.

제1 냉각제 펌프 공급 유닛(6)은 제1 예비 충전 접속기(8), 제1 전력 변환기(10), 제1 주 접속기(12), 제1 회로 차단기(47), 및 제1 전환 접속기(14)를 갖는다. 제2 냉각제 펌프 공급 유닛(7)은 제2 예비 충전 접속기(9), 제2 전력 변환기(11), 제2 주 접속기(13), 제2 회로 차단기(48), 및 제2 전환 접속기(15)를 갖는다. 주 접속기들(12, 13) 및 전환 접속기들(14, 15)의 상호 연결은 회로(51)를 생성한다.

결함이 냉각제 펌프 공급 유닛 내에서 검출되면, 도 1에 도시된 상호 연결 로직은 결함이 있는 냉각제 펌프 공급 유닛 라인을 아직 가용한 냉각제 펌프 공급 유닛으로 절환하는 것을 가능케 한다. 공급 유닛, 바꾸어 말하면 특히 전력 변환기의 설계의 개념은 예를 들어 중복 작동이 보장되도록 구현된다. 그러므로, 제1 전력 변환기(10)는 제1 냉각제 펌프(4) 및 제2 냉각제 펌프(5)가 이러한 전력 변환기에 의해 공칭 전력에서 작동될 수 있도록 설계될 수 있다. 이와 같이, 제2 전력 변환기(11)도 제1 냉각제 펌프(4) 및 제2 냉각제 펌프(5)가 이러한 전력 변환기에 의해 공칭 전력에서 작동될 수 있도록 설계될 수도 있다. 그러므로, 냉각제 펌프 활성화 또는 전력 변환기 또는 냉각제 펌프 공급 유닛(6, 7)의 고장에도 불구하고, 전기 기계(3), 바꾸어 말하면, 예를 들어, 잠수함의 견인 모터가 더 이상 제한되지 않는다. 제한은, 예를 들어, 견인 모터의 공칭 작동을 위한 또는 최대 전력에서의 견인 모터의 작동을 위한 부적절한 냉각으로 인해 생성된다. 견인 모터는, 예를 들어, 컨테이너 선박, 여객선, 호위함, 화물선 등과 같은 선박의 견인 모터일 수도 있다. 냉각제 펌프 공급 유닛(6, 7)은 중복식으로 구성되고 구현된다. 냉각제 펌프 활성화 또는 냉각제 펌프 공급 유닛(6, 7)의 고장의 경우에 견인 모터(3)의 출력의 감소가 반드시 있는 것은 아니므로, 이는 물에서 가동되는 운송 수단의 증가된 작동 준비에 대한 이점을 생성한다.

도 1에서 사용되는 도면 부호들은 또한 추가의 도면의 다음의 설명에서 사용되고, 동일한 도면 부호가 유사한 요소들에 대해 사용된다.

도 2의 도면은 중복형 데이터 통신부를 구비한 구동부(1)를 도시한다. 도 1과 유사하게, 도 2는 제1 냉각제 펌프 공급 유닛(6) 및 제2 냉각제 펌프 공급 유닛(7)을 다소 개략적인 형태로 도시한다. 상호 연결부(51)(도 1에 비교하여 더 상세하게 도시되지 않음)를 갖는 냉각제 펌프 공급 유닛들(6, 7)은, 냉각 회로(45, 46)에 의해 전기 기계(3)를 냉각하기 위해 냉각제 펌프(4, 5)와 연결된다. 제1 냉각제 펌프 공급 유닛(6)은 제1 데이터 연결부(21) 및 제2 데이터 연결부(25)를 갖는다. 제2 냉각제 펌프 공급 유닛(7) 또한 제1 데이터 연결부(22) 및 제2 데이터 연결부(26)를 갖는다. 특히 고가용성 또는 오류 중복형 제어기인 제어기(16)는 제1 제어 하위 유닛(17) 및 제2 제어 하위 유닛(18)을 갖는다. 제1 제어 하위 유닛(17)은 제1 데이터 연결부(19) 및 제2 데이터 연결부(23)를 갖는다. 제2 제어 하위 유닛(18)은 제1 데이터 연결부(20) 및 제2 데이터 연결부(24)를 갖는다. 제어 하위 유닛(17, 18)의 데이터 연결부 및 냉각제 펌프 공급 유닛(6, 7)의 데이터 연결부는 특히, 예를 들어, 프로피버스(Profibus)와 같은 버스 연결부이다. 제1 냉각제 펌프 공급 유닛(6)의 데이터 연결부(21, 25)는 도 1에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 냉각제 펌프 공급 유닛(6)의 전력 변환기(10) 상에 위치된다. 제2 냉각제 펌프 공급 유닛(7)의 데이터 연결부(22, 26)는 도 1에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 냉각제 펌프 공급 유닛(6)의 전력 변환기(11) 상에 위치된다. 도 2에 따르면, 다음의 통신 연결부(27)는 제1 냉각제 펌프 공급 유닛(6)의 제1 데이터 연결부(21)와 제1 제어 하위 유닛(17)의 제1 데이터 연결부(19) 사이; 제1 냉각제 펌프 공급 유닛(6)의 제2 데이터 연결부(25)와 제2 제어 하위 유닛(18)의 제1 데이터 연결부(20) 사이; 제2 냉각제 펌프 공급 유닛(7)의 제1 데이터 연결부(22)와 제1 제어 하위 유닛(17)의 제2 데이터 연결부(23) 사이; 그리고 제2 냉각제 펌프 공급 유닛(7)의 제2 데이터 연결부(26)와 제2 제어 하위 유닛(18)의 제2 데이터 연결부(24) 사이에 존재한다.

중복형 통신으로 인해, 냉각 회로의 냉각 능력은 냉각제 펌프 공급 유닛(6 또는 7)의 더 높은 수준의 제어기(16)와의 통신이 소실되어도 더 이상 완전히 중단되지 않는다. 그러므로, 제어기(16)에 대한 냉각제 펌프 공급 유닛들(6, 7) 사이의 통신은 유지된다. 이를 위해, 제어기는 특히 둘다 각각 냉각제 펌프 공급 유닛(6 또는 7)과 데이터를 전달할 수 있는 제1 제어 하위 유닛(17) 및 제2 제어 하위 유닛(18)을 갖는다. 그러므로, 통신 오류, 바꾸어 말하면, 제어기(16)와 냉각제 펌프 공급 유닛(6 또는 7) 사이의 데이터 전달에서의 오류가 전체 구동부 또는 전기 모터(3)의 최대 출력의 감소로 더 이상 반드시 이어지지는 않는다. 결과적으로, 그러므로, 예를 들어 잠수함의 활용 가능성을 감소시키는 출력 제한이 더 이상 없다.

제어기는, 예를 들어, 각각 펌프(4, 5)에 공급하는 전력 변환기(6, 7)로서 예를 들어 2개의 마스터 구동부와 통신하는 SIMATIC S7-400H이다. 냉각 라인, 바꾸어 말하면, 냉각제 펌프 공급 유닛(5 또는 6) 내의 결함의 경우에, 전체 구동부(1)에 대한 결과는 감소될 수 있다. 예를 들어, 잠수함 상의 구동 시스템의 가용성의 증가는, 예를 들어 2개의 전력 변환기를 갖는 2개의 냉각제 펌프가 이미 프로펠러를 구동하기 위한 전기 모터를 냉각하기 위해 제공되었다면, 보조 유닛의 개수를 증가시키지 않고서 달성될 수 있다.

2개 또는 복수의 중복형 냉각제 펌프 공급 유닛들(6, 7)과 더 높은 수준의 제어기(6), 예를 들어, S7-400H 사이의 통신을 위한 중복형 버스 연결부로 인해, 구동 모터(3)의 현저하게 더 높은 가용성이 버스 연결부의 고장의 경우에도 달성된다. 버스는 예를 들어 프로피버스 또는 프로피넷이다. 그러므로, 예를 들어 통신은 중복형 프로피넷 연결부들 중 하나의 결함 검출로 인해 기능하는 프로피넷 연결부로 절환된다. 프로피넷 연결부를 구성하고 설계할 때, 통신 라인(27)의 고장이 중복형 통신 라인에 영향을 주지 않고, 그러므로 작동 중에 제한이 없는 것이 유의될 수 있다. 이와 같이, 전체 구동 모터(전기 모터)(3)의 제한되지 않은 기능성이 통신 연결부의 고장 또는 결함의 경우에도 달성될 수 있다. 냉각제 펌프 공급 유닛들(6, 7)과 더 높은 수준의 제어기(16) 사이의 중복형 버스 연결부는 이러한 목적으로 사용된다. 통신 라인 내의 통신의 두절의 경우에도, 구동 모터의 출력의 필연적인 감소가 발생하지 않으므로, 물에서 가동되는 운송 수단의 활용성은 증가한다.

도 3의 도면은 도 1에 비교하여 추가의 세부를 도시한다. 또한, 냉각 장치들(37, 38)이 도입된다. 냉각 장치(37)는 냉각제 펌프 공급 유닛(6) 및 냉각제 펌프(4)를 갖는다. 냉각 장치(38)는 냉각제 펌프 공급 유닛(7) 및 냉각제 펌프(5)를 갖는다. 제1 전력 변환기(10)는 제1 데이터 연결부(21) 및 제2 데이터 연결부(25)를 갖는다. 제2 전력 변환기(11)는 제1 데이터 연결부(22) 및 제2 데이터 연결부(26)를 갖는다. 도 2에 도시된 바와 유사하게, 제어기(16)는 제1 제어 하위 유닛(17) 및 제2 제어 하위 유닛(18)을 갖는다. 제어 하위 유닛들(17, 18)은 중복식으로 구성된다. 통신 연결은 데이터 케이블을 거쳐 발생한다. 제1 데이터 케이블(41)이 제1 제어 하위 유닛(17)과 제1 냉각제 펌프 공급 유닛(6), 특히 제1 전력 변환기(10) 사이에 있다. 제2 데이터 케이블(42)이 제1 제어 하위 유닛(17)과 제2 냉각제 펌프 공급 유닛(7), 특히 제2 전력 변환기(11) 사이에 있다. 제3 데이터 케이블(43)이 제2 제어 하위 유닛(18)과 제1 냉각제 펌프 공급 유닛(6), 특히 제1 전력 변환기(10) 사이에 있다. 제4 데이터 케이블(44)이 제2 제어 하위 유닛(18)과 제2 냉각제 펌프 공급 유닛(7), 특히 제2 전력 변환기(11) 사이에 있다.

도 4의 도면은 프로펠러(33)를 구동하기 위한 전기 모터(3)를 구비한 잠수함(30)을 도시한다. 냉각제 회로(36)에 의해, 전기 모터(3)는 열 교환기(32)에 의해 냉각될 수 있다. 냉각제 펌프들(4, 5)은 냉각제 회로들(34, 35)을 구동한다. 냉각제 펌프(4, 5)와 관련된 냉각제 펌프 공급 유닛들(6, 7)은 중복형이 되도록 상호 연결(51)된다. 중복형 냉각제 펌프 공급 유닛 및/또는 중복형 통신부는 위에서 설명된 바와 같이 잠수함(30)에서 구현될 수 있다. 도 4의 구동부(1)는 선박에서 구현될 수도 있다.

도 5의 도면은 프로펠러(33)를 구동하기 위한 전기 모터(3)를 구비한 선박(39)을 도시한다. 전기 모터(3)는 냉각제 회로(45, 46)에 의해 냉각될 수 있다. 냉각제 펌프들(4, 5)은 냉각제 회로들(45, 46)을 구동한다. 냉각제 펌프(4, 5)와 관련된 냉각제 펌프 공급 유닛(6, 7)은 중복형이 되도록 상호 연결(51)된다. 중복형 냉각제 펌프 공급 유닛 및/또는 중복형 통신부는 위에서 설명된 바와 같이 선박(39)에서 구현될 수 있다. 도 5의 구동부(1)는 잠수함에서 구현될 수도 있다.

Claims

잠수함(30) 또는 선박(39)과 같은 물에서 가동되는 운송 수단의 구동부(1)이며,
구동부(1)는 전기 모터(3), 제1 냉각제 펌프(4), 제2 냉각제 펌프(5), 제1 냉각제 펌프 공급 유닛(6), 및 제2 냉각제 펌프 공급 유닛(7)을 갖고, 제1 냉각제 펌프 공급 유닛(6)은 데이터 기술에 의해 제1 제어 하위 유닛(17) 및 제2 제어 하위 유닛(18)에 연결되고, 제2 냉각제 펌프 공급 유닛(6)은 데이터 기술에 의해 제1 제어 하위 유닛(17) 및 제2 제어 하위 유닛(18)에 연결되는, 구동부(1).
제1항에 있어서, 제1 냉각제 펌프(4)는 제1 냉각제 펌프 공급 유닛(6) 및 제2 냉각제 펌프 공급 유닛(7)에 의해 작동될 수 있고 그리고/또는 제2 냉각제 펌프(5)는 제1 냉각제 펌프 공급 유닛(6) 및 제2 냉각제 펌프 공급 유닛(7)에 의해 작동될 수 있는, 구동부(1).
제2항에 있어서, 제1 냉각제 펌프 공급 유닛(6)은 제1 냉각제 펌프(4) 및/또는 제2 냉각제 펌프(5)와 상호 연결될 수 있는 전력 변환기(10)를 갖는, 구동부(1).
제2항 또는 제3항에 있어서, 제2 냉각제 펌프 공급 유닛(7)은 제1 냉각제 펌프(4) 및/또는 제2 냉각제 펌프(5)와 상호 연결될 수 있는 추가의 전력 변환기(10)를 갖는, 구동부(1).
제3항 또는 제4항에 있어서, 제1 전력 변환기(10) 및/또는 추가의 전력 변환기(11)는 데이터 기술에 의해 제어기(16)에 연결되고, 제어기(16)는 특히 고가용성인, 구동부(1).
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 전력 변환기(10)는 데이터 기술에 의해 추가의 전력 변환기(11)에 연결되는, 구동부(1).
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 구동부(1)는 공기 냉각 회로를 갖고, 냉각 장치(25)는 공기 냉각 회로를 냉각하기 위해 제공되는, 구동부(1).
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 데이터 기술에 의한 연결부를 형성하기 위해 프로피넷(Profinet)을 갖는, 구동부(1).
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 제어 하위 유닛(17) 및 제2 제어 하위 유닛(18)은 고가용성 제어기(16) 내에 통합되는, 구동부(1).
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 중복형 버스 연결부 및 중복형 냉각제 펌프 공급 유닛(6, 7)을 갖는, 구동부(1).
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 제어 하위 유닛(17)과 제1 냉각제 펌프 공급 유닛(6) 사이의 제1 데이터 케이블(41), 제1 제어 하위 유닛(17)과 제2 냉각제 펌프 공급 유닛(7) 사이의 제2 데이터 케이블(42), 제2 제어 하위 유닛(18)과 제1 냉각제 펌프 공급 유닛(6) 사이의 제3 데이터 케이블(43), 및 제2 제어 하위 유닛(18)과 제2 냉각제 펌프 공급 유닛(7) 사이의 제4 데이터 케이블(44)을 갖는, 구동부(1).
물에서 가동되는 운송 수단, 특히 잠수함 또는 선박이며, 물에서 가동되는 운송 수단은 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 구동부(1)를 갖는, 물에서 가동되는 운송 수단.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 구동부(1)를 작동시키기 위한 방법이며, 오류가 데이터 연결부 내에서 검출된 후에 중복형 기능 데이터 연결부로 절환되는, 구동부 작동 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 구동부(1)를 작동시키기 위한 방법이며, 제1 냉각제 펌프(4) 및 제2 냉각제 펌프(5)는 제1 냉각제 펌프 공급 유닛(6)에 의해 작동되는, 구동부 작동 방법.
제14항에 있어서, 제1 냉각제 펌프(4) 및 제2 냉각제 펌프(5)는 제2 냉각제 펌프 공급 유닛(7)에 의해 작동되는, 구동부 작동 방법.
잠수함 또는 선박을 작동시키기 위한 방법이며, 잠수함 또는 선박은 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 구동부(1)를 갖고, 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 구동부를 작동시키기 위한 방법이 사용되는, 잠수함 또는 선박의 작동 방법.