KR20220012925A - 에너지 공급 장치 - Google Patents

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지멘스 에너지 글로벌 게엠베하 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명은 전기적 에너지를 제공하기 위한 방법에 관한 것이며, 이러한 방법은 - 2행정 디젤 엔진(12)의 크랭크 축(14)에 의해 기계적 에너지를 제공하는 단계와; - 크랭크 축(14)과 기계적으로 결합된 제1 회전자 축(22)을 갖는, 제1 고정자(18) 내에 회전 가능하게 배열된 제1 회전자(20)를 포함하는 제1 회전 전기 기계(16)에 의해 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하고, 그리고/또는 크랭크 축(14)과 기계적으로 결합된 제2 회전자 축(34)을 갖는, 제2 고정자(30) 내에 회전 가능하게 배열된 제2 회전자(32)를 포함하는 제2 회전 전기 기계(28)에 의해 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 단계와; 그리고 - 전기적 에너지를 DC 전압 네트워크(26)로 공급하는 단계이며, 제2 회전 전기 기계(28)는 적어도, 제1 회전 전기 기계(16)가 비활성화될 때 에너지의 변환을 위해 활성화되는 단계;를 구비한다.

Description

에너지 공급 장치
본 발명은, 기계적 에너지를 제공하기 위한 크랭크 축을 포함하는, 기계적 에너지를 제공하기 위한 2행정 디젤 엔진; 및 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하기 위한 제1 회전 전기 기계;를 구비한, 전기적 에너지를 제공하기 위한 에너지 공급 장치에 관한 것이며, 제1 회전 전기 기계는, 제1 고정자 내에 회전 가능하게 배열된, 제1 회전자 축을 구비한 회전자를 포함하고, 제1 회전자 축은 크랭크 축과 기계적으로 결합되고, 제1 회전 전기 기계는 제1 고정자 및/또는 제1 회전자의 제1 전기 권선을 포함하고, 제1 전기 권선은 DC 전압 네트워크에 전기적 에너지를 공급하기 위해 DC 전압 네트워크와 전기적으로 결합 가능하다. 또한, 본 발명은, 2행정 디젤 엔진에 의해 기계적 에너지를 생성하는 단계이며, 기계적 에너지는 2행정 디젤 엔진의 크랭크 축에서 제공되는 단계와; 크랭크 축과 기계적으로 결합된 제1 회전자 축을 갖는, 제1 고정자 내에 회전 가능하게 배열된 제1 회전자를 포함하는 제1 회전 전기 기계에 의해 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 단계이며, 전기적 에너지는 제1 회전 전기 기계(16)의 제1 권선에 의해 제공되는 단계와; 생성된 전기적 에너지를 DC 전압 네트워크로 공급하는 단계;를 갖는, 에너지 공급 장치에 의해 전기적 에너지를 제공하기 위한 방법에 관한 것이기도 하다.
2행정 디젤 엔진들과, 전기적 에너지를 제공하기 위한 에너지 공급 장치들도 종래 기술에 널리 공지되어 있으므로, 이를 위해 문헌에 의한 별도의 증명이 필요하지 않다. 일반적 유형의 에너지 공급 장치들은 특히, 에너지 공급 장치에 연결된 전기적 부하들의 적절한 작동을 위한 전기적 에너지를 제공하는 데 사용된다. 이러한 목적을 위해, 에너지 공급 장치는 에너지 공급 네트워크에 연결될 수 있으며, 이러한 에너지 공급 네트워크에는 추가의 에너지 공급 장치들 및 전기적 부하들도 연결될 수 있다. 따라서, 에너지 공급 네트워크는 전기적 에너지를 분배하는 데에도 사용될 수 있다.
전기적 에너지를 제공하기 위해, 에너지 공급 장치가, 회전 전기 기계와 기계적으로 결합된 내연 기관을 포함하는 것이 공지되어 있다. 회전 전기 기계는, 내연 기관의 크랭크 축에서 제공되는 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환시킴으로써, 내연 기관 및 회전 전기 기계를 포함하는 에너지 공급 장치가 전기적 에너지를 원하는 방식으로 제공할 수 있도록 하는 데 사용된다.
내연 기관으로서 2행정 디젤 엔진이 사용되어야 할 때, 일반적 유형의 에너지 공급 장치들에 대한 특별한 상황이 나타난다. 2행정 디젤 엔진의 사용은 특히 선박 구동 장치 분야에서 널리 보급되어 있다. 2행정 디젤 엔진은 연료 사용과 관련하여 높은 효율이 달성될 수 있는 내연 기관이다. 또한, 이러한 엔진은 적절한 작동 시에 다른 내연 기관들에 비해 비교적 유지 관리 필요성이 적으며 신뢰 가능하다.
2행정 디젤 엔진은 일반적으로 2행정 대형 디젤 엔진으로서 형성되고, 종종 예를 들어 약 6MW 내지 약 80MW의 출력 범위를 위해 구성된다. 선박 구동 장치에서, 2행정 디젤 엔진은 선박 구동 장치의 프로펠러를 구동하는 데, 자세히 말해 바람직하게는 직접 구동하는 데 사용된다.
2행정 디젤 엔진은 2행정 원리에 따라 작동하는 디젤 엔진이다. 2행정 디젤 엔진의 기능은 공지되어 있는 것으로 전제되므로, 여기서는 그 기능과 관련한 상세한 추가 설명이 제외된다.
특히 선박 구동 장치에서 2행정 디젤 엔진을 사용하는 것은, 특히 2행정 디젤 엔진이 특히 높은 효율을 달성할 수 있기 때문에 적합성이 입증되었다. 2행정 디젤 엔진은 일반적으로 저속 작동 엔진으로서 형성된다. 이러한 엔진은 일반적으로 직렬 엔진으로서 형성된다. 적절한 작동 시에, 이러한 유형의 2행정 디젤 엔진은 종종, 분당 약 60 내지 약 120회전 범위, 바람직하게는 분당 약 80 내지 약 100회전 범위의 속도로 작동된다. 이러한 2행정 디젤 엔진의 실린더 보어의 전형적인 치수는 수 데시미터로부터 약 1m 이상까지 도달한다. 실린더 양정은, 예를 들어 수 데시미터로부터 약 3.5m까지의 범위, 바람직하게는 약 50cm로부터 약 1m까지의 범위에 놓일 수 있다.
전기적 에너지를 생성하기 위한 2행정 디젤 엔진은 현재 매우 제한적으로만 사용된다. 2행정 대형 디젤 엔진이 예를 들어 4행정 디젤 엔진에 비해 훨씬 더 양호한 효율을 가짐에도 불구하고, 2행정 디젤 엔진은 지금까지 물리적 사정으로 인하여, 전기적 에너지 생성의 용도를 위해 거의 고려되지 않았다. (선박의 프로펠러를 구동하기 위해 2행정 디젤 엔진을 사용할 때와는 달리) 전기 기계는 속도 안정화를 위한, 그리고 이에 따라 마찬가지로 과속 보호로서의 적절한 관성 모멘트를 제공할 수 없다는 것이 중요한 이유이다. 또한, 일반적으로 2행정 디젤 엔진이 적절한 작동 시에 대체로 분당 약 100회전 미만의 속도에서 작동되는 것이 바람직하지 않은 것으로 판명되었다. 그 결과, 회전 전기 기계가 많은 극수를 필요로 하게 되고, 이로 인해 회전 전기 기계의 구조적 구현과, 이에 따라 에너지 공급 장치의 구조적 구현이 전체적으로 바람직하지 않게 될 것이다. 무엇보다도, 비교적 느린 속도 및 점화 순서로 인한 토크 변동이 바람직하지 않은 것으로 판명되었으며, 이러한 토크 변동은 발전기 주파수에서의 큰 변동을 야기할 수 있으며, 결과적으로 전류의 상응하는 전류 곡선에 대한 바람직하지 않은 영향이 뒤따를 수 있다.
선박 분야의 2행정 디젤 엔진을 포함하는 에너지 공급 장치를 사용할 때, 상술한 문제에 대한 해결책은 공지되어 있지 않다. 일반적 유형의 육상 기반 에너지 공급 장치에서는, 2행정 디젤 엔진의 속도 변동을 감소시키기 위해 크고 육중한 플라이휠이 사용된다. 그러나, 이러한 해결책은 매우 복잡하고, 그 어떤 유형의 탈것들에도 적합하지 않다.
회전 전기 기계가 그리고/또는 회전 전기 기계의, 바람직하게는 DC 전압 네트워크인 에너지 공급 네트워크와의 전기적 결합부가 갑자기 고장을 일으키는 경우가 특히 문제가 되는 것으로 판명되었다. 즉, 이때 큰 실린더 용적 및 낮은 속도로 인하여, 이미 연료로 채워진 실린더가 점화되고 연료의 에너지가 방출되지만, 이러한 방출된 에너지는 회전 전기 기계를 통해 수용될 수 없는 문제가 발생할 수 있다. 이 경우 구현되는 에너지량이 많을 때, 적어도 2행정 디젤 엔진의 상당한 손상이 결과적으로 발생할 수 있다.
또한, 매우 짧은 시간 내에 크랭크 축의 최대 허용 속도가 초과될 수 있으므로, 2행정 디젤 엔진은 과속의 범위에 도달한다. 이 경우, 2행정 디젤 엔진의 지속적인 손상이 결과적으로 발생할 수 있다. 본원에서 다뤄지는 대형 기계에서, 이는 극도로 위험할 뿐만 아니라 극도로 비용 집약적이기도 하다.
본 발명의 과제는, 일반적 유형의 에너지 공급 장치 및 그 작동 방법을 개선함으써, 신뢰 가능하며 지속적인 작동이 보장될 수 있도록 하는 것이다.
해결책으로서, 본 발명에 의해 독립 청구항들에 따른 에너지 공급 장치 및 방법이 제안된다.
바람직한 개선예들은 종속 청구항들의 특징들에 의해 나타난다.
일반적 유형의 에너지 공급과 관련하여 특히, 에너지 공급 장치는 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하기 위한 제2 회전 전기 기계를 포함하고, 제2 회전 전기 기계는, 제2 고정자 내에 회전 가능하게 배열된, 제2 회전자 축을 구비한 제2 회전자를 포함하고, 제2 회전자 축은 크랭크 축과 기계적으로 결합되며, 제2 회전 전기 기계는, DC 전압 네트워크에 전기적 에너지를 공급하기 위해 DC 전압 네트워크와 전기적으로 결합 가능한 제2 전기 권선을 포함하는 것이 제안된다.
일반적 유형의 방법과 관련하여, 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 것은 보완적으로 또는 대안적으로, 제2 고정자 내에 회전 가능하게 배열된 제2 회전자를 포함하는 제2 회전 전기 기계에 의해 실행되고, 제2 회전자의 제2 회전자 축은 크랭크 축과 기계적으로 결합되며, 전기적 에너지는 제2 회전 전기 기계의 제2 권선에 의해 제공되고, 전기적 에너지는 DC 전압 네트워크에 공급되며, 제2 회전 전기 기계는 적어도, 제1 회전 전기 기계가 비활성화될 때 에너지의 변환을 위해 활성화되는 것이 제안된다.
본 발명은 특히, 적절한 작동 시에 그 안전성이 더 잘 구현될 수 있다면 전기적 에너지의 획득을 위한 2행정 디젤 엔진의 사용이 개선될 수 있다는 개념에 기초한다. 이러한 목적을 위해, 본 발명은, 크랭크 축이 2개의 분리된 전기 기계들과 기계적으로 결합됨으로써, 2개의 전기 기계들 중 하나의 전기 기계 및/또는 DC 전압 네트워크와의 그 전기적 결합부들이 고장을 일으키거나 비활성화되는 경우에도 2행정 디젤 엔진에 충분한 부하를 가할 수 있도록 하는 용장성이 제공될 수 있는 것을 제안한다. 이를 통해, 2행정 디젤 엔진의 안전한 작동과 관련한 도입부에 설명된 문제점이 방지될 수 있는데, 이는 즉, 상술한 위험한 상태를 방지하기 위하여 회전 전기 기계들 중 적어도 항상 하나의 회전 전기 기계 및 그 각각의 전기적 결합부가 활성화됨으로써, 영구적으로 2행정 디젤 엔진에 충분한 방식으로 부하가 가해질 수 있기 때문이다.
이를 통해, 2행정 디젤 엔진을 구비한 에너지 공급 장치를 개선된 방식으로 구현하고, 4행정 엔진에 비한 2행정 디젤 엔진의 에너지 기술적 장점들을 전기적 에너지의 제공을 위해 사용하는 것이 가능하다. 이 경우, 본 발명은 플라이휠의 사용이 실질적으로 생략될 수 있도록 하는데, 이는 즉, 상응하는 부하가 두 회전 전기 기계들 중 적어도 하나 이상의 회전 전기 기계를 통해 구현될 수 있기 때문이다.
물론, 적절한 작동 시에 두 회전 전기 기계들이 특히 공동으로, 바람직하게는 동시에 전기 에너지의 생성을 위해 사용되는 것도 가능하다. 그럼에도 불구하고, 본 발명에 따른 용장성을 통해서는, 2개의 회전 전기 기계들 중 하나의 회전 전기 기계 또는 전기적 결합부들 중 하나의 전기적 결합부가 고장을 일으키거나 비활성화되는 경우에 2행정 디젤 엔진의 신뢰 가능한 부하가 두 회전 전기 기계들 중 남아있는 다른 회전 전기 기계 및 그 전기적 결합부에 의해 보장될 수 있는 것이 달성 가능하다. 이를 통해, 도입부에 설명한 문제적인 시나리오는 방지될 수 있다.
DC 전압 네트워크는 바람직하게는 에너지 공급 네트워크, 특히 예를 들어 DC 전압 중간 회로를 포함할 수 있는 DC 전압 에너지 공급 네트워크일 수 있다. 물론, DC 전압 네트워크는 추가의 에너지 공급 네트워크, 예를 들어 공공 에너지 공급 네트워크 등과 같은 AC 전압 네트워크와도 결합될 수 있는데, 자세히 말하면 바람직하게는 적절한 에너지 컨버터의 사용 하에 결합될 수 있다. 그러나, DC 전압 네트워크에는 자신의 적절한 작동을 위해 전기적 에너지를 필요로 하는 하나 이상의 전기적 부하도 연결될 수 있다. 또한, DC 전압 네트워크는, 예를 들어 축전지 등의 유형에 따른 하나 이상의 전기적 에너지 저장기도 물론 포함할 수 있다.
회전 전기 기계는 바람직하게는 DC 전압 네트워크와 직접 전기적으로 결합된다. 이 경우, 회전 전기 기계는 예를 들어 DC 전압 기계 등으로 형성될 수 있다. 물론, DC 전압 기계는, 제공된 DC 전압이 설정 및/또는 조절될 수 있도록 하는 제어 유닛을 포함할 수 있다. 그러나, 특히 바람직하게 회전 전기 기계는 AC 전압 기계를 통해 형성된다. 이 경우, 회전 전기 기계는 간접적으로 DC 전압 네트워크와 전기적으로 결합되는데, 자세히 말해 예를 들어 정류기 등과 같은 에너지 컨버터의 개재 하에 전기적으로 결합된다.
이는, 물론 두 회전 전기 기계들을 위해 제공될 수 있다. 두 회전 전기 기계들은 바람직하게는 실질적으로 동일하게 형성된다. 그러나, 기본적으로 이들은 동일하게 형성될 필요는 없다. 요구에 따라 또는 가용성에 따라, 제1 회전 전기 기계 및 제2 회전 전기 기계를 위해 서로 상이한 전기 기계들도 제공될 수도 있다.
각각의 회전 전기 기계들은, 고정자 내에 또는 회전자 내에 배열될 수 있는 적어도 하나의 각각의 권선을 포함한다. 그러나, 권선은 고정자 내에 뿐만 아니라 회전자 내에도 배열될 수도 있다. 이는 각각의 회전 전기 기계의 각각의 구조에 의존한다. 회전 전기 기계의 기능은 마찬가지로 공지된 것으로 전제되므로, 자세한 설명은 제외된다.
전기적 결합부는, 물론 상응하는 전기적 부하를 위해 구성되어야 한다. 예를 들어, 전기적 결합부가 각각의 다이오드 기반 정류기에 의해 구현되는 경우, 다이오드들은 단 시간에 발생하는 짧은 고출력을 위해서도 구성되어야 한다.
또한, 제1 회전 전기 기계뿐만 아니라 제2 회전 전기 기계도, 적어도 2행정 디젤 엔진의 피스톤 양정 동안 제공되는 기계적 에너지를 회전 전기 기계들 중 각각 다른 회전 전기 기계와는 독립적으로 전기적 에너지로 변환하도록 각각 형성되는 것이 제안된다. 이를 통해, 두 회전 전기 기계들 중 하나의 회전 전기 기계가 비활성화되거나 고장을 일으키는 경우에, 두 회전 전기 기계들 중 각각 다른 회전 전기 기계를 통해 2행정 디젤 엔진에 충분한 부하가 가해질 수 있음으로써, 신뢰 가능하고 안전한 작동이 유지될 수 있는 것이 달성 가능하다. 이 경우, 회전 전기 기계는, 2행정 디젤 엔진을 통해 제공되는 기계적 에너지를 적어도 단 시간에, 사전 결정된 시간 범위 동안 변환할 수 있도록 형성될 수 있다. 이 경우, 2행정 디젤 엔진이 일반적으로 큰 실린더 용적을 제공함으로써, 이미 개별 피스톤 양정을 통해서도 많은 양의 에너지가 방출된다는 것이 고려될 수 있다. 제1 회전 전기 기계가 피스톤 양정 중에 비활성화되거나 고장을 일으킨다면, 따라서, 제2 회전 전기 기계가 피스톤 양정을 통해 제공되는 2행정 디젤 엔진의 기계적 에너지를 가능한 한 즉시 변환할 수 있도록 구성되는 경우가 바람직하다. 바람직하게, 두 회전 전기 기계들이 상응하게 구성됨으로써, 적어도 단 시간에 상응하는 출력을 변환할 수 있다. 이를 통해, 필요한 용장성이 제공될 수 있다.
전체적으로, 2행정 디젤 엔진의 적절한 작동을 위해서는, 피스톤 양정 시의 연료 함량과 관련한 2행정 디젤 엔진의 조절이 피스톤 양정 동안 물론 변화될 수 없다는 사실을 유념해야 한다. 따라서, 상응하는 기계적 에너지를 유도하는, 각각의 실린더의 연소실 내에 사전 결정된 연료의 연소를 통해 방출되는 에너지는 바람직하게는 두 회전 전기 기계들 중 적어도 하나의 회전 전기 기계를 통하여 변환되어야 한다. 이 경우, 예를 들어 2개의 회전 전기 기계들 중 하나의 회전 전기 기계의 비활성화 또는 고장에 반응하기 위하여, 실린더의 연소실에는 이미 다음 피스톤 양정에서 이에 상응하게 연료가 다르게 공급될 수 있다.
또한, 제1 전기 기계 및 제2 전기 기계가 다상 동기기로서 형성되는 것이 제안된다. 다상 동기기는 특히 전기적 에너지의 제공에 적합하다. 이는 특히 유리하게 조절 가능하다. 다상 동기기가 바람직하게 3상 동기기임으로써, 특히 이용 가능한 전기 기계가 유리하게 사용될 수 있다. 또한, 대안적인 구성에서, 필요한 경우에는 회전 전기 기계들 중 하나 또는 2개의 회전 전기 기계가 비동기기, 특히 이중 급전식 비동기기로서도 형성될 수 있거나 직류기로서도 형성될 수 있다.
일 개선예에 따르면, 에너지 공급 장치는 DC 전압 네트워크와 제1 전기 권선 및/또는 제2 전기 권선의 전기적 결합을 위한 적어도 하나의 에너지 컨버터를 포함한다. 이러한 에너지 컨버터는, 교류 전압 기계로서 형성된 회전 기계, 예를 들어 다상 동기기에서 정류기 유닛으로서, 특히 브릿지 정류기로서, 예를 들어 다이오드, 사이리스터, 트랜지스터 등의 사용 하에 형성될 수 있다. 바람직하게는, 회전 전기 기계들 각각에 대해 별도의 에너지 컨버터가 제공된다. 에너지 컨버터가 정류기로서 형성된 경우, 에너지 컨버터는 전압 컨버터도 마찬가지로 포함할 수 있으며, 이러한 전압 컨버터에 의해서는 정류기 유닛으로부터 제공되는 맥동 DC 전압이, DC 전압 네트워크를 위해 제공되는 DC 전압에 도달될 수 있다. 그러나, 에너지 컨버터는 예를 들어 인버터, 특히 전류 인버터 등일 수도 있다. 회전 전기 기계의 유형에 따라 에너지 컨버터는 DC/DC 컨버터 등일 수도 있다. 회전 전기 기계의 유형 및 용도에 따라, 이들의 조합들도 제공될 수 있다.
추가의 일 개선예에 따라, 에너지 공급 장치가 DC 전압 네트워크와 제1 전기 권선 및/또는 제2 전기 권선의 결합을 위한 적어도 하나의 전기적 스위칭 유닛을 포함하는 것이 제안된다. 이러한 스위칭 유닛을 통해서는, DC 전압 네트워크와 제1 권선 및/또는 제2 권선의 사전 결정된 전기적 결합부가 달성될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 스위칭 유닛은 예를 들어, 각각의 회전 전기 기계의 제1 권선 또는 제2 권선을 각각 DC 전압 네트워크와 전기적으로 결합하는 전환 유닛으로서 형성될 수 있다. 또한, 회전 전기 기계들의 권선들 각각에 대해, 개별적으로 할당된 각각의 스위칭 유닛이 제공되며, 이러한 스위칭 유닛에 의해 전기적 결합이 사전 결정된 방식으로 형성될 수 있는 것이 물론 가능하다. 예를 들어, 스위칭 유닛은 예를 들어 스위칭 접점 등과 같이 이에 적합한 전자 기계식 스위칭 소자를 구비한 전자 기계식 스위칭 유닛으로서 형성될 수 있다. 또한, 스위칭 유닛은 물론 전자식 스위칭 유닛으로서도 형성될 수 있으며, 이러한 목적을 위해 전자식 스위칭 소자를 포함할 수 있다.
이 경우, 본 명세서의 의미에서의 스위칭 소자는 바람직하게는, 예를 들어 2개의 트랜지스터들이 역직렬로 접속된 상태로 스위칭 소자에 포함되고, 역병렬로 접속된 2개의 사이리스터들이 스위칭 소자에 포함되고, 이의 조합 회로들이, 특히 병렬 접속된 역 다이오드들과의 조합 회로들이, 예를 들어 게이트 턴오프 사이리스터(Gate-Turn-Off-Thyristor: GTO), 절연 게이트 양극성 트랜지스터(Insulated-Gate-Bipolar-Transistor: IGBT), 이들의 조합 또는 이와 유사한 것의 사용 하에 포함됨으로써, 바람직하게 양방향 차단을 위해 형성된 제어 가능한 전자식 스위칭 소자, 예를 들어 제어 가능한 전자식 반도체 스위치이다. 그러나, 기본적으로 스위칭 소자는 전계 효과 트랜지스터, 특히 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor: MOSFET) 등을 포함할 수도 있다.
에너지 컨버터의 원하는 에너지 변환 기능을 제공하기 위해, 스위칭 소자들은 스위칭 모드에서 작동된다. 트랜지스터의 사용 하의 반도체 스위치와 같은 전자식 스위칭 소자와 관련하여, 스위칭 모드란, 스위치 온된 스위칭 상태에서 트랜지스터가, 스위칭 경로를 형성하는 트랜지스터의 연결부들 사이에 매우 작은 전기 저항을 제공함으로써, 매우 낮은 잔류 전압에서의 높은 전류가 가능하게 되는 것을 의미한다. 반면, 스위치 오프된 스위칭 상태에서는, 트랜지스터의 스위칭 경로가 고임피던스이고, 즉 높은 전기 저항을 제공함으로써, 스위칭 경로에 높은 전압이 인가될 때에도 실질적으로 전류 흐름이 존재하지 않거나 단지 매우 낮은, 특히 무시 가능한 전류 흐름만이 존재하게 된다. 이는 트랜지스터들에서의 선형 모드와 상이하지만, 이러한 선형 모드는 일반적 유형의 인버터에서는 일반적으로 사용되지 않는다.
스위칭 기능의 구현을 위해, 스위칭 소자는 적어도 하나의 제어 연결부를 포함하고, 이러한 제어 연결부에는 제어 장치에 의해 제공되는 스위칭 신호가 공급 가능함으로써, 스위칭 소자의 원하는 스위칭 기능이 구현될 수 있다. 스위칭 신호는, 스위칭 소자의 원하는 스위칭 기능을 제공할 수 있도록 하기 위해 2개의 상태 값들을 취할 수 있는 이진 스위칭 신호일 수 있다. 예를 들어, 스위칭 신호는, 제어 연결부가 작동될 수 있도록 하는 펄스 시퀀스를 포함할 수 있다. 이는 특히 사이리스터 및 GTO에서 바람직하다. 또한, 트랜지스터에서는, 스위칭 신호가 구형파 신호로서 형성되고, 스위칭 소자의 각각의 스위칭 상태가 구형파 신호의 전위들 중 하나의 전위에 할당될 수 있는 것이 가능하다. 이러한 신호는 예를 들어 트랜지스터, 특히 바이폴라 트랜지스터, 전계 효과 트랜지스터 등을 위해 바람직하다. 두 전위들 사이의 시간적 비율은 일반적으로 마크스페이스 비율을 결정한다.
바람직하게, 에너지 공급 장치는 제1 회전 전기 기계 및/또는 제2 회전 전기 기계 및/또는 적어도 하나의 에너지 컨버터 및/또는 적어도 하나의 전기적 스위칭 유닛의 제어를 위한 제어 장치를 포함한다. 이를 통해, 에너지 공급 장치는 적절한 방식으로 제어될 수 있다. 특히, 제어 장치에 의해서는 제1 회전 전기 기계 및/또는 제2 회전 전기 기계의 적절한 작동이 모니터링될 수 있다. 제어 장치는 바람직하게, 두 회전 전기 기계들 중 하나의 회전 전기 기계가 비활성화되거나 고장을 일으키는 경우, 두 회전 전기 기계들 중 다른 회전 전기 기계를 직접 활성화함으로써, 적어도 피스톤 양정에 의해 방출되는 기계적 에너지가 변환될 수 있도록 하기 위해 형성된다. 회전 전기 기계들의 적절한 작동은 예를 들어 하나 이상의 적절한 센서에 의해, 예를 들어 적절한 전기적 변수, 예를 들어 전류, 또는 마찬가지로 기계적 변수, 예를 들어 토크 등이 검출됨으로써 검출될 수 있다. 물론, 이들의 조합도 제공될 수 있다.
또한, 제어 장치는, 특히 적어도 하나의 에너지 컨버터 및/또는 스위칭 유닛을 위한 스위칭 소자들에 대한 스위칭 신호들과 같은 제어 신호들을 제공할 수 있다. 단지 이러한 목적을 위해서 뿐만 아니라, 제어 장치는 하드웨어 회로 및/또는 프로그램 제어된 컴퓨터 유닛 등을 포함할 수 있다. 물론, 제어 장치는 분리된, 바람직하게는 전자식 모듈로서 형성될 수 있다. 또한, 제어 장치는 적어도 부분적으로는, 예를 들어 DC 전압 네트워크, 예를 들어 DC 전압 네트워크를 통해 전기적 에너지가 공급되는 구동 장치의 제어부 등을 위한 상위 제어부에도 포함될 수 있다.
또한, 제1 회전자 축은 크랭크 축의 제1 단부와 기계적으로 결합되고, 제2 회전자 축은 제1 단부 반대편에 있는 크랭크 축의 제2 단부와 기계적으로 결합되는 것이 제안된다. 이러한 구성은, 크랭크 축이 회전자 축들과의 결합 영역에서, 두 회전 전기 기계들이 크랭크 축의 동일한 단부와 결합되는 경우보다 더 적은 응력에 대해 구성되면 된다는 장점을 갖는다. 그러나, 에너지 공급 장치의 구조에 따라서는, 필요한 경우 두 회전 전기 기계들이 단지 크랭크 축들의 단부들 중 하나의 단부와만 기계적으로 결합되는 것도 가능하다. 회전 전기 기계들과 크랭크 축의 기계적 결합은 바람직하게는, 예를 들어 회전자 축들이 크랭크 축과 기계적으로 연결됨으로써 직접적으로 실행될 수 있다. 또한, 기계적 결합을 하나 이상의 변속기에 의해 구현할 가능성이 물론 존재한다.
바람직하게, 제2 회전 전기 기계는 적어도, 제1 회전 전기 기계가 비활성화될 때 에너지의 변환을 위해 활성화된다. 이러한 활성화는 특히, 피스톤 양정에 필요한 시간 범위보다 더 짧은, 매우 짧은 시간 범위에서 실행된다. 이를 통해, 피스톤 양정 시에 방출된 기계적 에너지가 적어도 두 회전 전기 기계들 중 하나의 회전 전기 기계에 의하여 신뢰 가능하게 전기적 에너지로 변환될 수 있도록 보장 가능하다.
전체적으로, 회전 전기 기계들은, 2행정 디젤 엔진에 의해 제공 가능한 최대의 기계적 에너지가, 사전 결정된 시간 범위 동안만 수용되면 되도록 형성될 수 있다. 이러한 사전 결정된 시간 범위는 적어도 피스톤 양정의 시간 또는 사전 결정된 수의 피스톤 양정을 포함할 수 있다. 그러나, 2행정 디젤 엔진의 제어 특성 또는 조절 특성에 따라 시간 범위가 복수의 피스톤 양정들을 포함하는 것도 가능하다.
특히, 제1 회전 전기 기계의 비활성화와 제2 회전 전기 기계의 활성화 사이의 시간 범위가, 2행정 디젤 엔진의 피스톤 양정의 양정 시간 범위보다 더 짧은 것이 제안된다. 이를 통해, 이미 단 하나의 양정 시간 범위 동안, 제1 회전 전기 기계로부터 제2 회전 전기 기계로의 또는 그 반대로의 에너지 변환의 전환이 실행될 수 있다. 이는, 양정 시간 범위 동안에도 2행정 디젤 엔진의 크랭크 축에 적절한 방식으로 부하가 가해질 수 있다는 장점을 갖는다.
또한, 활성화 및/또는 비활성화가 적어도 하나의 에너지 컨버터의 상응하는 제어부에 의해 그리고/또는 전기적 스위칭 유닛에 의해 실행되는 것이 제안된다. 이러한 목적을 위해, 적어도 하나의 스위칭 유닛이 적절한 방식으로, 예를 들어 제어 장치에 의해 작동되는 것이 가능하다. 대안적으로 또는 보완적으로, 활성화 및/또는 비활성화가 구현될 수 있도록, 적어도 하나의 에너지 컨버터도 그에 상응하게 제어될 수 있다. 이와 같이, 활성화 및/또는 비활성화는 예를 들어 에너지 변환 기능의 상응하는 활성화 또는 상응하는 비활성화를 통해 구현 등이 이루어질 수 있다. 적어도 하나의 에너지 컨버터는, 예를 들어 제어 장치에 의해 적절한 방식으로 제어될 수 있는 기능을 갖는, 제어 가능한 정류기 등을 통해 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 에너지 공급 장치에 대해 언급된 장점들 및 효과들은 물론, 본 발명에 따른 방법을 위해서도 동일하게 적용되며, 그 반대의 경우도 가능하다. 이와 관련하여 장치의 특징들이 방법의 특징들로서도 표현될 수 있으며, 그 반대의 경우도 가능하다.
추가적인 장점들 및 특징들은 도면을 참조하여 실시예의 하기 설명 내용으로부터 나타난다. 실시예에서 동일한 도면 부호들은 동일한 특징부들 및 기능부들을 나타낸다.
단 하나의 도면은 2행정 디젤 엔진 및 2개의 동기기들을 구비한 에너지 공급 장치의 개략적인 블록 회로도를 도시한다.
도면은 2행정 디젤 엔진(12)에 의해 전기적 에너지를 제공하기 위한 전기적 에너지 공급 장치(10)를 개략적인 블록 회로도로 도시하며, 이러한 2행정 디젤 엔진에 의해서는 적절한 작동 시에 적합한 연료의 연소를 통해 2행정 디젤 엔진(12)의 크랭크 축(14)에서 기계적 에너지가 제공된다. 이 경우, 2행정 디젤 엔진(12)은 약 80MW의 출력을 위한 내연 기관으로서 형성된다. 대안적인 구성에서, 출력은 그와는 다를 수도 있고, 예를 들어 약 6MW 내지 약 80MW의 범위이거나 이러한 범위와는 다를 수도 있다. 2행정 디젤 엔진(12)의 기본적인 기능은 하기 실시예들에 있어서 통상의 기술자에게 공지되어 있는 것으로 전제된다.
오늘날, 2행정 디젤 엔진은 일반적으로 선박, 특히 배의 구동을 위해 사용되며, 수중에 배열된 선박 프로펠러를 회전 구동시키는 데 사용된다. 이러한 목적을 위해, 2행정 디젤 엔진은 일반적으로 분당 약 60회전 내지 분당 약 120회전의 속도 범위에서 작동된다. 이를 통해, 구동을 목적으로 2행정 디젤 엔진의 크랭크 축과 프로펠러를 직접 연결하는 것이 가능하다. 이 경우, 변속기는 제공될 필요가 없다.
2행정 디젤 엔진(12)은 선박의 구동 유닛으로서 사용하기에 적합한 것으로 입증되었다. 그럼에도 불구하고, 전기적 에너지의 사용을 위해 2행정 디젤 엔진(12)을 사용하는 것은 문제가 있는 것으로 판명되었다. 이러한 목적을 위해, 2행정 디젤 엔진이 과속으로부터 보호될 수 있도록 보장하는 것이 중요한다. 선박 구동 장치에서, 이는 일반적으로 프로펠러를 통해 달성된다.
전기적 에너지의 제공에 사용하기 위해 2행정 디젤 엔진(12)을 사용하기 위하여, 도면에 따라, 에너지 공급 장치(10)는 2행정 디젤 엔진(12)과 더불어, 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하기 위한 제1 동기기(16)와, 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하기 위한 제2 회전 전기 기계(28)를 포함한다. 제1 회전 전기 기계(16)는 제1 고정자(18) 내에 회전 가능하게 배열되는, 회전자 축(22)을 구비한 제1 회전자(20)를 포함한다. 이 경우, 회전자(20)는 영구 자석 여기식으로 형성된다. 대안적인 구성에서는, 이 경우 외부 여기식 회전자도 물론 제공될 수 있다. 제1 회전자 축(22)은 기계적으로 크랭크 축(14)의 제1 단부와, 이 경우 직접 결합되며, 즉 변속기가 제공되지 않는다. 또한, 이 경우 3상으로 형성되는 제1 전기 권선(24)이 고정자 측에 제공된다.
제2 동기기(28)는, 제2 회전자 축(34)을 구비한 제2 회전자(32)가 내부에 회전 가능하게 배열되는 제2 고정자(30)를 포함한다. 제2 회전자 축(34)은 크랭크 축(14)의 제2 단부와, 마찬가지로 직접 연결된다. 제2 동기기(28)는 마찬가지로 영구 자석 여기식 동기기로서 형성되고, 고정자 측에 제2 전기 권선(36)을 포함한다.
제1 전기 권선 및 제2 전기 권선(24, 36)은, (하기에 더 설명되는 바와 같이) 각각 결합된 상태에서 전기적 에너지가 공급될 수 있는 DC 전압 네트워크(26)와 전기적으로 결합 가능하다. 이 경우, DC 전압 네트워크(26)는 약 3kV의 DC 작동 전압을 위해 형성된다.
본 실시예에서, DC 전압 네트워크(26)는, 스위칭 유닛(48)을 통해 서로 결합 가능한 2개의 네트워크 분기부들, 즉 제1 네트워크 분기부(52) 및 제2 네트워크 분기부(54)를 포함한다. 스위칭 유닛(48)은 예를 들어 접촉기로서 형성될 수 있다. 네트워크 분기부(52, 54)들 각각에는, 자신들의 적절한 작동을 위해 전기적 에너지를 필요로 하는 전기적 부하(50)들이 연결된다. 이 경우, 전기적 부하(50)들은 추가로 상세 설명되지 않으며, 전기적 에너지 저장기를 포함하거나 전기적 에너지 저장기에 의해 형성될 수도 있다.
본 실시예에서, 제1 동기기 및 제2 동기기(16, 28)는, 적어도 2행정 디젤 엔진(12)의 피스톤 양정 중에 제공되는 기계적 에너지를 동기기(16, 28)들 중 각각 다른 동기기와는 독립적으로 각자 전기적 에너지로 변환시킬 수 있도록 하기 위해 형성된다. 이는, 적어도 단 시간에 두 동기기(16, 28)들 각각이, 피스톤 양정을 통해 제공되는 전체 기계적 에너지를 각자 전기적 에너지로 변환시킬 수 있음을 의미한다. 이를 통해, 에너지 변환과 관련한 용장성이 제공되고, 이러한 용장성은, 두 동기기(16, 28)들 중 하나의 동기기가 비활성화되었을 때 나머지 동기기(16, 28)들 중 각각 다른 동기기에 의해, 단 시간에 전체적으로 제공되는 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환시키는 것을 가능하게 한다. 이를 통해, 두 동기기(16, 28)들 중 나머지 동기기에 의해 2행정 디젤 엔진(12)의 상응하는 부하가 달성될 수 있으므로, 2행정 디젤 엔진(12)은 과속으로부터 보호될 수 있다.
동기기(16, 28)들이 2행정 디젤 엔진(12)에 대한 상응하는 부하를 마찬가지로 제공할 수 있도록, DC 전압 네트워크(26)와 2개의 동기기(16, 28)들의 전기적 결합도, 상응하는 출력을 위해 적어도 단 시간에 형성되는 것이 필요하다. 또한, DC 전압 네트워크(26)가 적어도 단 시간에 이러한 전력을 수용할 수도 있어야 하는 것도 물론 필요하다. 이것은 하기 내용에서 전제된다. 이러한 목적을 위해, DC 전압 네트워크(26)는 전기적 에너지 저장기로서의 하나 이상의 축전지 등을 포함할 수 있다. 물론, 대안적으로 또는 보완적으로, 전기적 에너지를 수용할 수 있도록 하기 위해 적합한 부하들도 단 시간에 스위치 온될 수 있다.
제1 권선 및 제2 권선(24, 36) 각각은, 제1 권선 및 제2 권선(24, 36)을 통해 각각 제공되는 3상 AC 전압을 정류하고, DC 전압 네트워크(26)에 대한 DC 전압을 제공하는 각각의 정류기(38, 40)와 전기적으로 결합된다. 이 경우, 제1 정류기 및 제2 정류기(38, 40)는 다이오드들의 사용 하에 3상 브릿지 정류기로서 형성된다. 대안적인 구성에서, 경우에 따라 DC 전압 네트워크(26)에 대한 매칭을 제공할 수 있도록 하기 위해 보완적인 전압 변환도 물론 제공될 수 있다.
DC 전압 측에서, 제1 정류기 및 제2 정류기(38, 40)는, 자신의 각각의 전기적 스위칭 상태에 따라 각각의 제1 네트워크 분기부(52) 또는 제2 네트워크 분기부(54)에 대한 전기적 연결을 형성하는 각각의 스위칭 유닛(42, 44)들과 전기적으로 결합된다. 스위칭 유닛(42, 44)들은 예를 들어 접촉기로서 형성될 수 있다. 이러한 방식으로, DC 전압 네트워크(26) 그리고 이 경우 특히 제1 네트워크 분기부(52) 및 제2 네트워크 분기부(54)와 제1 전기 권선 또는 제2 전기 권선(24, 36)의 전기적 결합이 형성될 수 있다.
본 실시예에서, 또한 에너지 공급 장치(10)는, 동기기(16, 28)들, 정류기(38, 40)들 및 스위칭 유닛(42, 44, 48)들과 통신 기술적으로 결합되고 이들을 사전 결정 가능한 방식으로 제어할 수 있는 제어 장치(46)를 포함한다. 또한, 통신 기술적 결합을 통해서는, 도시되지 않은 센서 유닛들에 의해 검출된 작동 상태가 제어 장치(46)에 전송될 수 있으므로, 제어 장치(46)는 작동 상태를 평가할 수 있으며, 상응하는 제어 신호를 송출할 수 있다.
예시적인 작동 상태에서, 스위칭 유닛(48)이 스위치 오프된 스위칭 상태가 됨으로써, 네트워크 분기부(52, 54)들이 서로 전기적으로 분리되는 것이 가능하다. 반면, 스위칭 유닛(42, 44)들이 스위치 온된 스위칭 상태가 됨으로써, 제1 브릿지 정류기(38) 및 제1 스위칭 유닛(42)을 통한 제1 네트워크 분기부(52)로의 제1 권선(24)의 전기적 결합이 실행된다. 따라서, 제1 네트워크 분기부(52)에는 에너지 기술적으로 제1 동기기(16)를 통해 전기적 에너지가 공급된다.
이에 상응하게, 제2 권선(36)이 제2 정류기(40) 및 제2 스위칭 유닛(44)을 통해 제2 네트워크 분기부(54)와 전기적으로 결합됨으로써, 제2 동기기(28)는 제2 네트워크 분기부(54)에 전기적 에너지를 공급한다. 제어 장치(46)는 기능을 모니터링하고, 상응하는 유닛들 또는 장치들을 제어한다.
제1 동기기(16)의 기술적 결함으로 인해 에너지 공급에 이상이 발생하면, 이는 제어 장치(46)에 의해 검출될 수 있다. 이후, 제어 장치(46)는 스위칭 유닛(48)에 제어 명령을 즉시 송출하므로, 이는 스위치 오프된 스위칭 상태로부터 스위치 온된 스위칭 상태로 변경된다. 이에 상응하게, 제1 스위칭 유닛(42)이 활성화됨으로써, 이는 스위치 온된 스위칭 상태로부터 스위치 오프된 스위칭 상태로 변경된다. 이를 통해, 제1 동기기(16)와, 마찬가지로 제1 정류기(38)는 에너지 생성으로부터 분리된다.
2행정 디젤 엔진(12)이 피스톤 양정에서의 느린 속도 및 높은 에너지 함량으로 인하여 단지 비교적 느리게 반응할 수 있으므로, 기계적 에너지로 변환되는, 현재 2행정 디젤 엔진(12) 내에 아직 존재하는 에너지는, 보완적으로 제2 동기기(28) 및 제2 정류기(40)를 통하여 DC 전압 네트워크(26)에 전체적으로 공급될 수 있다. 이를 통해, 2행정 디젤 엔진(12)의 부하가 유지될 수 있으므로, 2행정 디젤 엔진(12)은 바람직하지 않은 작동 상태, 특히 과속에 의한 작동 상태에 도달할 수 없다. 이를 통해, 2행정 디젤 엔진(12)은 보호된다.
본 실시예에서, 제1 동기기(16)의 결함이 발생할 때 제어 장치(46)를 통해 실행되는, 예시적으로 설명된 스위칭 과정은 수 밀리초 이내에, 예를 들어 약 1ms 내지 약 8ms의 시간 범위 내에, 바람직하게는 약 1.5ms 내지 약 5ms의 범위 내에 실행된다.
또한, 정류기(38, 40)들과, 마찬가지로 제1 스위칭 유닛 및 제2 스위칭 유닛(42, 44)은, 동기기(16, 28)들과 연결된 2행정 디젤 엔진(12)에 의하여 전기적 출력으로서 제공될 수 있는 전체 출력을 위해 구성된다.
본 실시예는 단지 본 발명의 설명에만 사용되고, 본 발명을 제한하지는 않는다. 대안적인 구성에서, 필요 시에는 두 동기기(16, 28)들이 자신들의 각각의 회전자 축(22, 34)들에 의해 크랭크 축(14)의 공통 단부에 연결될 수 있다. 그러나, 이 경우 크랭크 축은 상응하는 출력에 대해 구성되어야 한다는 사실을 유념해야 한다.

Claims (10)

  1. 전기적 에너지를 제공하기 위한 에너지 공급 장치(10)로서,
    - 기계적 에너지를 제공하기 위한 크랭크 축(14)을 포함하는, 기계적 에너지를 제공하기 위한 2행정 디젤 엔진(12); 및
    - 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하기 위한 제1 회전 전기 기계(16);를 구비하고, 제1 회전 전기 기계(16)는, 제1 고정자(18) 내에 회전 가능하게 배열된, 제1 회전자 축(22)을 구비한 제1 회전자(20)를 포함하고, 제1 회전자 축(22)은 크랭크 축(14)과 기계적으로 결합되고, 제1 회전 전기 기계(16)는, DC 전압 네트워크(26)에 전기적 에너지를 공급하기 위해 DC 전압 네트워크(26)와 전기적으로 결합 가능한 제1 전기 권선(24)을 포함하는, 전기적 에너지를 제공하기 위한 에너지 공급 장치에 있어서,
    - 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하기 위한 제2 회전 전기 기계(28)를 포함하고, 제2 회전 전기 기계(28)는, 제2 고정자(30) 내에 회전 가능하게 배열된, 제2 회전자 축(34)을 구비한 제2 회전자(32)를 포함하고, 제2 회전자 축(34)은 크랭크 축(14)과 기계적으로 결합되며, 제2 회전 전기 기계(28)는, DC 전압 네트워크(26)에 전기적 에너지를 공급하기 위해 DC 전압 네트워크(26)와 전기적으로 결합 가능한 제2 전기 권선(36)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기적 에너지를 제공하기 위한 에너지 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서, 제1 회전 전기 기계(16)뿐만 아니라 제2 회전 전기 기계(28)도, 적어도 2행정 디젤 엔진(12)의 피스톤 양정 동안 제공되는 기계적 에너지를 회전 전기 기계(16, 28)들 중 각각 다른 회전 전기 기계와는 독립적으로 전기적 에너지로 변환하도록 각각 형성되는 것을 특징으로 하는, 전기적 에너지를 제공하기 위한 에너지 공급 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 회전 전기 기계(16) 및/또는 제2 회전 전기 기계(28)는 다상 동기기로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 전기적 에너지를 제공하기 위한 에너지 공급 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, DC 전압 네트워크(26)와 제1 전기 권선(24) 및/또는 제2 전기 권선(36)의 전기적 결합을 위한 적어도 하나의 에너지 컨버터(38, 40)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기적 에너지를 제공하기 위한 에너지 공급 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, DC 전압 네트워크(26)와 제1 전기 권선(24) 및/또는 제2 전기 권선(36)의 전기적 결합을 위한 적어도 하나의 전기적 스위칭 유닛(42, 44)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기적 에너지를 제공하기 위한 에너지 공급 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 회전 전기 기계(16) 및/또는 제2 회전 전기 기계(28) 및/또는 적어도 하나의 에너지 컨버터(38, 40) 및/또는 적어도 하나의 전기적 스위칭 유닛(42, 44)의 제어를 위한 제어 장치(46)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기적 에너지를 제공하기 위한 에너지 공급 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 회전자 축(22)은 크랭크 축(14)의 제1 단부와 기계적으로 결합되고, 제2 회전자 축(34)은 제1 단부 반대편에 있는 크랭크 축(14)의 제2 단부와 기계적으로 결합되는 것을 특징으로 하는, 전기적 에너지를 제공하기 위한 에너지 공급 장치.
  8. 에너지 공급 장치(10)에 의해 전기적 에너지를 제공하기 위한 방법으로서,
    - 2행정 디젤 엔진(12)에 의해 기계적 에너지를 제공하는 단계이며, 기계적 에너지는 2행정 디젤 엔진(12)의 크랭크 축(14)에서 제공되는 단계와;
    - 크랭크 축(14)과 기계적으로 결합된 제1 회전자 축(22)을 갖는, 제1 고정자(18) 내에 회전 가능하게 배열된 제1 회전자(20)를 포함하는 제1 회전 전기 기계(16)에 의해 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하고, 그리고/또는 크랭크 축(14)과 기계적으로 결합된 제2 회전자 축(34)을 갖는, 제2 고정자(30) 내에 회전 가능하게 배열된 제2 회전자(32)를 포함하는 제2 회전 전기 기계(28)에 의해 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 단계이며, 전기적 에너지는 제1 회전 전기 기계(16)의 제1 권선(24) 및/또는 제2 회전 전기 기계(28)의 제2 권선(36)에 의해 제공되는 단계와; 그리고
    - 전기적 에너지를 DC 전압 네트워크(26)로 공급하는 단계이며, 제2 회전 전기 기계(28)는 적어도, 제1 회전 전기 기계(16)가 비활성화될 때 에너지의 변환을 위해 활성화되는 단계;를 구비한, 에너지 공급 장치에 의해 전기적 에너지를 제공하기 위한 방법.
  9. 제8항에 있어서, 제1 회전 전기 기계(16)의 비활성화와 제2 회전 전기 기계(28)의 활성화 사이의 시간 범위가, 2행정 디젤 엔진(12)의 피스톤 양정의 양정 시간 범위보다 더 짧은 것을 특징으로 하는, 에너지 공급 장치에 의해 전기적 에너지를 제공하기 위한 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 활성화 및/또는 비활성화는 적어도 하나의 에너지 컨버터(38, 40)의 상응하는 제어부에 의해 그리고/또는 전기적 스위칭 유닛(42, 44)에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는, 에너지 공급 장치에 의해 전기적 에너지를 제공하기 위한 방법.
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