[发明专利]船用驱动装置和用于运行船用驱动装置的方法

说明书

本发明涉及一种船用特别是帆船用驱动装置(1)，包括电机(4)、与电机(4)连接的螺旋桨(2)和控制装置，该电机设置用于在第一象限和第四象限中运行，其中，控制装置设置为能够使电机在第四象限中如此运行(4)，以至于该电机将通过螺旋桨传递给电机的流动能量再生为电能并且螺旋桨(2)的坡度和螺旋桨(2)的转速的乘积小于水与驱动装置之间的相对流速。

技术领域

本发明涉及一种船用、特别是帆船用驱动装置以及一种用于运行船用驱动装置的方法。

背景技术

已知的是，为了使船运动、例如为了让船进行机动动作，使用具有电机的船用驱动装置。

为了给电驱动装置供能，通常使用随船携带的电池，其例如可以通过设有岸连接端的充电装置充电。如果没有岸连接端可用，例如由于船正在运动，可以在船上设置具有内燃机的发电机，以便给电池充电，或者已知太阳能电池或风力发电机，借助于它们可以给电池充电。

船用驱动装置中的电机通常在第一象限中运行用于提供向前驱动并且由此用于向前行驶，并且在第三象限中运行用于提供向后驱动并且由此用于向后行驶或用于停止。电机或其控制装置在此通常通过远程操控杆从船的操作者获得相应的行驶指令。

发明内容

从已知的现有技术出发，本发明的任务在于，提供一种船用、特别是帆船用驱动装置，其提供用于给电池充电的替换措施。

该任务通过按照独立权利要求的驱动装置以及方法解决。有利的改进由从属权利要求以及本说明书和附图得出。

相应地，提出一种船用、特别是帆船用驱动装置，其包括电机、与电机连接的螺旋桨和控制装置。控制装置设置为能够使电机在第四象限中如此运行，以至于该电机将环绕螺旋桨的水的通过螺旋桨传递给电机的流动能量再生为电能。

电能由流动能量的再生在这里并且在下文中为将水的流动能量至少部分转换为电能。由此，可能的是，船载电池通过船运动通过水进行充电。这特别优选地可以在帆船中实现，因为在此通过帆产生的推力可部分转换为电能。因此，帆船可以在滑翔期间由其行驶通过水转换电能，借助于该电能又可以给船载电池充电。

此外，控制装置设置为能够使电机在第四象限中如此运行，以至于螺旋桨的坡度和螺旋桨的转速的乘积小于水与驱动装置之间的相对流速。通过这种方式可以实现优化的运行并且可以提供电能的过剩，其随后可以用于电池充电。

术语“象限”在这里并且在下文中涉及笛卡尔坐标系统的象限，其中，电机的转速记录在横坐标上，而电机的扭矩记录在横坐标上。电机的转速在同步电机中也伴随比例感应电压出现。扭矩也通过相电流矢量的长度和方向表示，其描述扭矩的高度和方向。

在第一象限中运行时(所谓的向前运行)，扭矩和转动方向两者都是正的并且因此是并行的。在第二象限中运行时(所谓的向后运行制动)，扭矩是正的但是转动方向是负的并且因此是反并行的。在第三象限中运行时(所谓的向后运行)，扭矩和转动方向两者都是负的并且因此也是并行的。在第四象限中运行时(所谓的再生或向前运行制动)，扭矩是负的但是转动方向是正的并且因此是反并行的。也就是说，在第四象限中的再生运行中，螺旋桨的转动方向是正的，而螺旋桨的扭矩是负的。

在此，电机在第四象限中的运行相应地如此实现，以至于转速和螺旋桨坡度的乘积、特别是其量值小于相对流速、特别是其量值。转速和螺旋桨坡度的乘积可以是螺旋桨理论上的推力，其在相同转速和螺旋桨坡度的情况下可以在第一象限中运行时实现。在这里并且在下文中，转速和螺旋桨坡度的乘积与相对流速的比例也称为放大系数。特别是，该放大系数可以是不变的并且小于1。螺旋桨坡度在这里并且在下文中相应于螺旋桨的几何坡度。特别是，螺旋桨坡度可以相应于如下路程，螺旋桨在转动一圈期间在固体材料中经过该路程。螺旋桨坡度可以是螺旋桨的恒定的或者平均累加的坡度。

通过驱动装置作为再生器在第四象限中运行，可以将水的流动能量和/或船的动能转换为用于运行驱动装置的电能。