(57)【要約】本発明は水上運送に使用される船舶のためのプロペラ駆動装置に関し、特に推進ユニットを含むプロペラ駆動装置及び船体に対して方向転換可能な推進ユニットを含むプロペラ駆動装置に関する。特に、本発明は推進ユニットのモーターにブレーキをかけるためのシステム及び方法に関する。本発明による推進ユニットにブレーキをかけるための解決策は、永久的に磁化されたモーターを短絡させることに基づいている。
2005522170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
推進ユニットのモーターの速度を減少させるための及び／又は推進ユニットのモーターの作動を制限するためのシステムであって、前記システムが推進ユニット、プロペラ（２２，２９）、磁化装置を含むプロペラモーター（２３，３０）、及び電力ネットワーク（２４，３１）に接続された周波数変換器（２５，３２）を含むものにおいて、前記システムが切替え装置（２６，３３）をさらに含み、この切替え装置（２６，３３）がプロペラモーター（２３，３０）を電力ネットワークから接続解除するための手段、及びプロペラモーター（２３，３０）の固定子巻線を本質的に短絡させるための手段を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２】
プロペラモーター（２３）にブレーキをかける必要性が検出がされた場合、まずプロペラモーター（２３）が電力ネットワークから接続解除され、その後、プロペラモーター（２３）の固定子巻線が短絡に切替えられることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項３】
プロペラモーター（３０）にブレーキをかける必要性が検出された場合、まずプロペラモーター（３０）が電力ネットワークから接続解除され、その後、プロペラモーター（３０）の固定子巻線が周波数変換器（３２）内の短絡に切替えられることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項４】
短絡が半導体を用いて切替えられることを特徴とする請求項３記載のシステム。
【請求項５】
プロペラモーター（２３，３０）の固定子巻線が同時にアース接続されることによって短絡が実行されることを特徴とする請求項２，３又は４記載のシステム。
【請求項６】
切替え装置（２６，３３）が周波数変換器の制御セクション（２７，３４）によって制御されることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項記載のシステム。
【請求項７】
同期モーター（２３，３０）が推進ユニットのプロペラモーター（２３，３０）として使用されることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項記載のシステム。
【請求項８】
ブレーキシステムが一つより多い推進ユニットを切替えるために実行されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項記載のシステム。
【請求項９】
推進ユニットのモーターの速度を減少させるための及び／又は推進ユニットのモーターの作動を制限するためのシステムであって、前記システムが推進ユニット、プロペラ（２２，２９）、磁化装置を含む方向転換装置のモーターユニット（１０，１１）、及び電力ネットワーク（２４，３１）に接続された周波数変換器（２５，３２）を含むものにおいて、前記システムが切替え装置（２６，３３）をさらに含み、この切替え装置（２６，３３）がモーターユニット（１０，１１）を電力ネットワークから接続解除するための手段、及びモーターユニット（１０，１１）の固定子巻線を本質的に短絡させるための手段を含むことを特徴とするシステム。
【請求項１０】
モーターユニット（１０，１１）にブレーキをかける必要性が検出がされた場合、まずモーターユニット（１０，１１）が電力ネットワークから接続解除され、その後、モーターユニット（１０，１１）の固定子巻線が短絡に切替えられることを特徴とする請求項９記載のシステム。
【請求項１１】
モーターユニット（１０，１１）にブレーキをかける必要性が検出された場合、まずモーターユニット（１０，１１）が電力ネットワークから接続解除され、その後、モーターユニット（１０，１１）の固定子巻線が周波数変換器（３２）内の短絡に切替えられることを特徴とする請求項９記載のシステム。
【請求項１２】
短絡が半導体を用いて切替えられることを特徴とする請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
モーターユニット（１０，１１）の固定子巻線が同時にアース接続されることによって短絡が実行されることを特徴とする請求項１０，１１又は１２記載のシステム。
【請求項１４】
切替え装置（２６，３３）が周波数変換器の制御セクション（２７，３４）によって制御されることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか一項記載のシステム。
【請求項１５】
同期モーター（１０，１１）が推進ユニットの方向転換装置のモーターユニット（１０，１１）として使用されることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか一項記載のシステム。
【請求項１６】
ブレーキシステムが一つより多い推進ユニットを切替えるために実行されることを特徴とする請求項９〜１５のいずれか一項記載のシステム。
【請求項１７】
システム中の推進ユニットのモーターの速度を減少させるための及び／又はシステム中の推進ユニットのモーターの作動を制限するための方法であって、前記システムが推進ユニット、プロペラ（２２，２９）、磁化装置を含むプロペラモーター（２３，３０）、電力ネットワーク（２４，３１）に接続された周波数変換器（２５，３２）、及び切替え装置（２６，３３）を含む場合において、まずプロペラモーター（２３，３０）にブレーキをかける必要性が検出され（３５）、次にプロペラモーター（２３，３０）が電力ネットワーク（２４，３１）から接続解除され（３６）、その後、プロペラモーター（２３，３０）の固定子巻線が短絡される（３７）ことを特徴とする方法。
【請求項１８】
プロペラモーター（２３，３０）の固定子巻線が短絡される（３７）前に、プロペラモーター（２３，３０）が電力ネットワークから接続解除されていることを確実にするために検査が行われる（３８）ことを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
ブレーキをかける方法が一つより多い推進ユニットを切替えるために実行されることを特徴とする請求項１７又は１８記載の方法。
【請求項２０】
システム中の推進ユニットのモーターの速度を減少させるための及び／又はシステム中の推進ユニットのモーターの作動を制限するための方法であって、前記システムが推進ユニット、プロペラ（２２，２９）、磁化装置を含む方向転換装置のモーターユニット（１０，１１）、電力ネットワーク（２４，３１）に接続された周波数変換器（２５，３２）、及び切替え装置（２６，３３）を含む場合において、まずモーターユニット（１０，１１）にブレーキをかける必要性が検出がされ（３５）、次にモーターユニット（１０，１１）が電力ネットワーク（２４，３１）から接続解除され（３６）、その後、モーターユニット（１０，１１）の固定子巻線が短絡される（３７）ことを特徴とする方法。
【請求項２１】
モーターユニット（１０，１１）の固定子巻線が短絡される（３７）前に、モーターユニット（１０，１１）が電力ネットワークから接続解除されていることを確実にするために検査が行われる（３８）ことを特徴とする請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
ブレーキをかける方法が一つより多い推進ユニットを切替えるために実行されることを特徴とする請求項２０又は２１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水上運送に使用される船舶のためのプロペラ駆動装置に関し、特に推進ユニットを含むプロペラ駆動装置に関する。本発明はさらに、船体に関連して回転されることが可能な推進ユニットを含む装置に関する。本発明はさらに、ブレーキをかけるための、即ち推進ユニットのモーターの速度を減少させるための及び／又は推進ユニットのモーター作動を制限するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ほとんどの場合、様々な船または同種の船舶（旅客船、旅客フェリー、貨物船、艀、石油タンカー、砕氷船、外洋船、軍用艦、その他）は、回転式の１つまたは複数のプロペラで生成される押す力または引く力によって推進される。船舶は、別個のラダー装置を使用して操舵されてきた。
【０００３】
伝統的に、プロペラ作動式、即ち回転式の装置は、船体内部に配置されたディーゼルエンジン、ガスエンジンまたは電動式モーター等のプロペラ軸駆動装置を包含しており、プロペラ軸はこの駆動装置から防水のために密閉された開孔を通って船体の外側に通じている。プロペラ自体は、モーターに直接接続された、もしくは可能な歯車装置に接続されたプロペラ軸の他端、即ち船舶の外側を伸長する端部に位置づけられている。この方法は、水上運送に使用されるあらゆる船舶の大部分で、移動に必要な力を取得するために採用されている。
【０００４】
以下、添付の図面を参照して従来技術が記述される。図中、図１は従来技術による推進ユニットの構造を示す。図２は方向転換装置を有する従来技術の推進ユニットを示す。図３は推進ユニットに電力を供給するための従来技術の装置を示す。
【０００５】
図１は従来技術による推進ユニットの構造を示す。従来技術の推進ユニットはモーター１、プロペラ２、及びチャンバー３を含み、このチャンバー３は中空軸４によって船体５に接続されている。船舶の建造者は船舶にこの種類のプロペラユニットを最近用いはじめた。そこではプロペラ軸及び歯車装置に駆動力を与えるモーター１は、船体５の外側に位置する特別なチャンバー３の内側に配置されており、前記チャンバー３は前記船体５に関連して回転可能に支持されている。
【０００６】
モーター１を含むチャンバー３は、船の底を通って延びる中空軸４によって船体に関連して回転可能に支持されている。従って、このユニットは船体５に関連して方向転換されることが可能であり、これは、同ユニットが独立したラダー装置の代わりに船舶の舵取りのためにも使用可能であることを意味している。この種の推進ユニットは、特に本出願人によるＦＩ特許第７６９７７号においてより詳細に開示されている。これらのユニットは、概してアジマス推進ユニットとも呼ばれ、また例えば同出願の出願人は、この種のアジマスユニットをＡＺＩＰＯＤ（登録商標）という商品名で提供している。
【０００７】
長いプロペラ軸と独立したラダー装置とを省くことによって取得される優位点に加えて、この装置は、船舶の操縦性の根本的な改良を達成することも分かっている。船舶のエネルギー節約もまた、改善されることが分かっている。水上運送用に設計された様々な船舶におけるアジマス推進ユニットの使用は、実際にこの数年でより一般的になっており、その人気は高まり続けるものと思われる。
【０００８】
図２は方向転換装置を有する従来技術の推進ユニットを示す。従来技術による推進ユニットはモーターユニット６、プロペラ７、支持部８、及び方向転換装置のケーブルユニット９及びモーターユニット１０，１１を含む。推進ユニットのモーターユニット６及びプロペラ７は支持部８によって船体に支持されている。駆動電力はケーブルユニット９によって電動式モーターユニット６に供給される。従来技術の方向転換装置のモーターユニット１０，１１は好適な歯車組合せを介して推進ユニットを方向転換させる。従来技術の推進ユニットはアジマス推進ユニットの方向転換速度を減少させるための及び／又は制限するための機械的ブレーキ手段も含む。
【０００９】
図３は推進ユニットのための従来技術による電力供給装置を示す。推進ユニットのための従来技術による電力供給装置はエンジンユニット１２、発電機ユニット１３、電力ネットワーク切替えパネル１４、推進システムのための変圧器ユニット１５、推進システムのための周波数変換器１６、方向転換装置のための周波数変換器１７，１８、推進ユニット１９，２０及び操舵システム２１を含む。
【００１０】
従来技術による電力供給システムでは、エンジンユニット１２は電力を生成し、発電機ユニット１３はそれを電力ネットワークへの入力としての電気エネルギーに変換する。電力ネットワークでは、電力は切替えパネル１４及び推進システムのための変圧器ユニット１５を介して推進システムのための周波数変換器１６及び方向転換装置のための周波数変換器１７，１８に向けられる。周波数変換器１６〜１８は、推進ユニット１９，２０のプロペラ及び方向転換装置のためのモーターに対する駆動電圧をさらに確立する。操舵システム２１の役割は、方向転換装置の操作を制御することである。
【００１１】
周波数変換器１６〜１８の作動原理は当業者には公知の技術であり、従ってここで説明される必要はない。ただし、周波数変換器の主要部分は整流器、中間直流回路及びインバーターであるということは言及しておく必要がある。周波数変換器１６〜１８は現在、例えば交流モーターのための供給装置として一般的に使用されているが、様々な制御可能な電気装置に使用されることが特に好ましい。ＰＷＭ周波数変換器と称される周波数変換器（ＰＷＭとはパルス幅変調（ｐｕｌｓｅ  ｗｉｄｔｈ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）のことである）は、パルス幅変調技術に基づくものであり、いわゆる電圧中間回路を有しており、最も頻繁に利用されている周波数変換器である。
【００１２】
万が一プロペラの一つ以上が損傷された場合、船舶を修理のために移動させることができるべきである。問題は、船舶が移動される場合、損傷されたプロペラは容易に回転しはじめ、推進システムにそしてたぶん船舶にも追加の損傷を与えるであろうということである。
【００１３】
従って、推進ユニットのための方向転換装置のモーターへの電力供給において絶縁破壊が起こった場合、推進ユニットの突然の方向転換が推進装置にそしてたぶん船舶にも追加の損傷を与えるかもしれない。もし推進装置がこのように無制限に無謀に方向転換すると、船舶の操作性はひどく損なわれてしまう。
【００１４】
従来技術による推進ユニットでは、機械的に作動するブレーキ手段が工夫されている。ブレーキ手段の目的は、プロペラの回転を防止して本質的に標準位置でプロペラを保持するか又は推進ユニットの方向転換の動きを防止して本質的に標準位置で推進ユニットを保持することである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、従来技術の欠点を除去し、推進ユニットのモーターの速度を減少させるための及び／又は推進ユニットのモーターの作動を制限するための新規の解決策を提供することである。
【００１６】
本発明の目的は、いかなる別個の機械的ブレーキ手段の使用及びかかる手段に関連する問題が回避される解決策を提供することである。
【００１７】
本発明の目的は、推進ユニットが無謀に方向転換する際の、いかなる別個の機械的ブレーキ手段の使用も回避される解決策を提供することである。
【００１８】
本発明の目的は、アジマス推進ユニットの方向転換機構の信頼性及び総合的な経済性が公知の解決策と比較して改善されている解決策を提供することである。
【００１９】
本発明の第一の側面によれば、推進ユニットのモーターの速度を減少させるための及び／又は推進ユニットのモーターの作動を制限するためのシステムであって、前記システムが推進ユニット、プロペラ、磁化装置を含むプロペラモーター、及び電力ネットワークに接続された周波数変換器を含むものにおいて、前記システムが切替え装置をさらに含み、この切替え装置がプロペラモーターを電力ネットワークから接続解除するための手段、及びプロペラモーターの固定子巻線を本質的に短絡させるための手段を含むことを特徴とするシステムが提供される。
【００２０】
好ましくは、プロペラモーターにブレーキをかける必要性が検出がされた場合、まずプロペラモーターが電力ネットワークから接続解除され、その後、プロペラモーターの固定子巻線が短絡に切替えられる。代わりに、プロペラモーターにブレーキをかける必要性が検出された場合、まずプロペラモーターが電力ネットワークから接続解除され、その後、プロペラモーターの固定子巻線が周波数変換器内の短絡に切替えられる。好ましくは、短絡は半導体を用いて切替えられる。
【００２１】
好ましくは、短絡は、プロペラモーターの固定子巻線が同時にアース接続されることによって実行される。好ましくは、切替え装置は周波数変換器の制御セクションによって制御される。
【００２２】
好ましくは、同期モーターが推進ユニットのプロペラモーターとして使用される。好ましくは、ブレーキシステムは一つより多い推進ユニットを切替えるために実行される。
【００２３】
本発明の別の側面によれば、推進ユニットのモーターの速度を減少させるための及び／又は推進ユニットのモーター作動を制限するためのシステムであって、前記システムが推進ユニット、プロペラ、磁化装置を含む方向転換装置のモーターユニット、及び電力ネットワークに接続された周波数変換器を含むものにおいて、前記システムが切替え装置をさらに含み、この切替え装置がモーターユニットを電力ネットワークから接続解除するための手段、及びモーターユニットの固定子巻線を本質的に短絡させるための手段を含むことを特徴とするシステムが提供される。
【００２４】
好ましくは、モーターユニットにブレーキをかける必要性が検出がされた場合、まずモーターユニットが電力ネットワークから接続解除され、その後、モーターユニットの固定子巻線が短絡に切替えられる。代わりに、モーターユニットにブレーキをかける必要性が検出された場合、まずモーターユニットが電力ネットワークから接続解除され、その後、モーターユニットの固定子巻線が周波数変換器内の短絡に切替えられる。好ましくは、短絡は半導体を用いて切替えられる。
【００２５】
好ましくは、短絡はモーターユニットの固定子巻線が同時にアース接続されることによって実行される。好ましくは、切替え装置は周波数変換器の制御セクションによって制御される。
【００２６】
好ましくは、同期モーターが推進ユニットの方向転換装置のモーターユニットとして使用される。好ましくは、ブレーキシステムは一つより多い推進ユニットを切替えるために実行される。
【００２７】
本発明の第三の側面によれば、システム中の推進ユニットのモーターの速度を減少させるための及び／又はシステム中の推進ユニットのモーターの作動を制限するための方法であって、前記システムが推進ユニット、プロペラ、磁化装置を含むプロペラモーター、電力ネットワークに接続された周波数変換器、及び切替え装置を含む場合において、まずプロペラモーターにブレーキをかける必要性が検出がされ、次にプロペラモーターが電力ネットワークから接続解除され、その後、プロペラモーターの固定子巻線が短絡されることを特徴とする方法が提供される。
【００２８】
好ましくは、プロペラモーターの固定子巻線が短絡される前に、プロペラモーターが電力ネットワークから接続解除されていることを確実にするために検査が行われる。好ましくは、ブレーキをかける方法は一つより多い推進ユニットを切替えるために実行される。
【００２９】
本発明の第四の側面によれば、システム中の推進ユニットのモーターの速度を減少させるための及び／又はシステム中の推進ユニットのモーターの作動を制限するための方法であって、前記システムが推進ユニット、プロペラ、磁化装置を含む方向転換装置のモーターユニット、電力ネットワークに接続された周波数変換器、及び切替え装置を含む場合において、まずモーターユニットにブレーキをかける必要性が検出がされ、次にモーターユニットが電力ネットワークから接続解除され、その後、モーターユニットの固定子巻線が短絡されることを特徴とする方法が提供される。
【００３０】
好ましくは、モーターユニットの固定子巻線が短絡される前に、モーターユニットが電力ネットワークから接続解除されていることを確実にするために検査が行われる。好ましくは、ブレーキをかける方法は一つより多い推進ユニットを切替えるために実行される。
【００３１】
本発明によれば、いくつかの考えられる利点が達成される。本発明は機械的ブレーキ手段の使用に基づく公知のシステムの置換を可能とし、かくして上述の問題点の除去を可能とする。電動式モーターの利用に基づく解決策における良好な総合的経済性が得られる。また、電気装置に基づくブレーキ装置は極めて信頼性が高い。
【００３２】
電動式モーターの使用に基づくブレーキ解決策のために必要な基本的な要素は現代の船舶に既に存在している。従って、別個の機械的ブレーキシステムの構築が回避される。
【００３３】
図面の簡単な記述
本発明は以下、添付の図面を参照して詳細に記述される。図中、
図１は従来技術による推進ユニットの構造を示す。
図２は方向転換装置を有する従来技術の推進ユニットを示す。
図３は推進ユニットに電力を供給するための従来技術の装置を示す。
図４は推進ユニットのモーターにブレーキをかけるための本発明によるシステムを示す。
図５は本発明による推進ユニットの永久的に磁化されたモーターのための典型的な短絡曲線を示す。
図６は推進ユニットのモーターにブレーキをかけるための本発明による代替的システムを示す。
図７は推進ユニットのモーターにブレーキをかけるための本発明による方法を示す。
図８は推進ユニットのモーターにブレーキをかけるための本発明による代替的方法を示す。
図９は推進ユニットのモーターにブレーキをかけるための本発明による他の代替的方法を示す。
図１〜３は上述した。本発明による解決策は、本発明による解決策の実行を示す図４〜９を参照して以下に示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図４は推進ユニットのモーターにブレーキをかけるための本発明によるシステムを示す。本発明による推進ユニットのモーターのためのブレーキシステムは推進ユニットの負荷２２、推進ユニットの永久的に磁化されたモーター２３、電力ネットワーク２４に接続された周波数変換器２５、及び切替え装置２６を含む。負荷２２としては、プロペラ２２又は推進ユニットのための方向転換装置２２が存在することができる。参照符号２７は周波数変換器の制御セクションを指す。
【００３５】
推進ユニットのモーターのためのブレーキシステムの本発明による切替え装置２６は、モーター２３を電力ネットワークから接続解除するための手段、及び永久的に磁化されたモーター２３の固定子巻線を短絡させるための手段を含む。モーター２３にブレーキをかける必要性が検出がされた場合、まずモーター２３が電力ネットワークから接続解除される。続いてモーター２３の固定子巻線が短絡に切替えられる。短絡は、モーター２３の固定子巻線が同時にアース接続されることによって実行されることもできる。
【００３６】
切替え装置２６は例えば周波数変換器の制御セクション２７によって制御されることができる。例えば、同期モーター２３が推進ユニットの永久的に磁化されたモーター２３として使用されることができる。方向転換装置のモーターユニット１０，１１は例えば永久的に磁化されたモーター２３を構成することもできる。推進ユニットのモーターのための本発明によるブレーキ方法は一つより多いモーターを切替えるために実行されることもできる。
【００３７】
図５は本発明による推進ユニットの永久的に磁化されたモーターの典型的な短絡曲線を示す。モーターの短絡曲線は参照符号２８によって示される。永久的に磁化されたモーターの固定子巻線が短絡された場合、短絡モーメントは大きいので、船の動き及び海流によって誘導されるモーメントに抵抗するには一般的に十分である。従って、それは常にモーメント曲線のピーク値の左に留まる。その場合、プロペラの回転速度は公称速度の１０％未満であり、典型的には公称速度の約２〜５％である。
【００３８】
図６は推進ユニットのモーターにブレーキをかけるための本発明による代替的なシステムを示す。本発明による推進ユニットのモーターのための代替的なブレーキシステムはプロペラ２９、推進ユニットの永久的に磁化されたモーター３０、電力ネットワーク３１に接続された周波数変換器３２、及び切替え装置３３を含む。参照符号３４は周波数変換器の制御セクションを指す。
【００３９】
推進ユニットのモーターのためのブレーキシステムの本発明による切替え装置３３は、モーター３０を電力ネットワークから接続解除するための手段、及び永久的に磁化されたモーター３０の固定子巻線を短絡させるために手段を含む。モーター３０にブレーキをかける必要性が検出がされた場合、まずモーター３０が電力ネットワークから接続解除される。その後、永久的に磁化されたモーター３０の固定子巻線が周波数変換器３２内の短絡に切替えられる。
【００４０】
周波数変換器内で実行される短絡は半導体を用いて切替えられることもできる。例えば、同期モーター３０が推進ユニットの永久的に磁化されたモーター３０として使用されることができる。短絡は、モーター３０の固定子巻線が同時にアース接続されることによって実行されることもできる。
【００４１】
切替え装置３３は例えば周波数変換器の制御セクション３４によって制御されることができる。方向転換装置のモーターユニット１０，１１は例えば永久的に磁化されたモーター３０を構成することもできる。推進ユニットのモーターのための本発明によるブレーキ方法は一つより多い推進ユニットを切替えるために実行されることもできる。
【００４２】
図７は推進ユニットのモーターにブレーキをかけるための本発明による方法を示す。本発明による推進ユニットのモーターのためのブレーキシステムはプロペラ、推進ユニットの永久的に磁化されたモーター、電力ネットワークに接続された周波数変換器、及び切替え装置を含む。本発明による方法においては、まずモーターにブレーキをかける必要性が検出される（３５）。ブレーキをかける必要性が検出された場合、モーターは電力ネットワークから接続解除される（３６）。その後、モーターの固定子巻線が短絡される（３７）。本発明による推進ユニットのモーターにブレーキをかける方法は一つより多いモーターを切替えるために実行されることもできる。
【００４３】
図８は推進ユニットのモーターにブレーキをかけるための本発明による代替的な方法を示す。本発明による推進ユニットのモーターのためのブレーキシステムはプロペラ、推進ユニットの永久的に磁化されたモーター、電力ネットワークに接続された周波数変換器、及び切替え装置を含む。本発明による方法においては、まずモーターにブレーキをかける必要性が検出される（３５）。ブレーキをかける必要性が検出された場合、モーターは電力ネットワークから接続解除される（３６）。モーターが電力ネットワークから接続解除された後、電力ネットワークからのモーターの接続解除が検出される（３８）。その後、モーターの固定子巻線が短絡される（３７）。本発明による推進ユニットのモーターにブレーキをかける方法は一つより多い推進ユニットを切替えるために実行されることもできる。
【００４４】
図９は推進ユニットのモーターにブレーキをかけるための本発明による別の代替的な方法を示す。本発明による推進ユニットのモーターのためのブレーキシステムはプロペラ、推進ユニットの永久的に磁化されたモーター、電力ネットワークに接続された周波数変換器、及び切替え装置を含む。方向転換装置のモーターユニット１０，１１は例えば永久的に磁化されたモーターを構成することもできる。本発明による方法においては、まずモーターに対する供給電力の不在が検出される（３９）。供給電力の不在が検出された場合、モーターの固定子巻線が短絡される（４０）。本発明による推進ユニットのモーターにブレーキをかける代替的な方法は一つより多い推進ユニットを切替えるために実行されることもできる。
【００４５】
従って、本発明によって提供されるシステム及び方法によれば、船舶の推進ユニットのモーターにブレーキをかけるための新規の解決策が達成される。この解決策によって先行技術のいくつかの欠点が回避され、一方、より単純な設計及びより良好な総合的経済性、並びに使用の容易性及び操作上の信頼性に関する利点が達成される。
【００４６】
上述した本発明の実施態様の例は、特許請求の範囲に規定される本発明の範囲を制限するものではないこと、むしろ特許請求の範囲はそこに規定される本発明の精神及び範囲に含まれるすべての改変物、類似物及び代替物を含むことを意図されることは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】従来技術による推進ユニットの構造を示す。
【図２】方向転換装置を有する従来技術の推進ユニットを示す。
【図３】推進ユニットに電力を供給するための従来技術の装置を示す。
【図４】推進ユニットのモーターにブレーキをかけるための本発明によるシステムを示す。
【図５】本発明による推進ユニットの永久的に磁化されたモーターのための典型的な短絡曲線を示す。
【図６】推進ユニットのモーターにブレーキをかけるための本発明による代替的システムを示す。
【図７】推進ユニットのモーターにブレーキをかけるための本発明による方法を示す。
【図８】推進ユニットのモーターにブレーキをかけるための本発明による代替的方法を示す。
【図９】推進ユニットのモーターにブレーキをかけるための本発明による他の代替的方法を示す。
【図１】
2005522170.tif 000003
【図２】
2005522170.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年4月24日(2003.4.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2005522170.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成16年7月5日(2004.7.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロペラモーターのローターの角位置を拘束するモーター手段の速度を減少させるための及び／又はプロペラモーターのローターの角位置を拘束するモーター手段の作動を制限するためのシステムであって、前記システムが推進ユニット、プロペラ（２２，２９）、永久的に磁化されたプロペラモーター（２３，３０）、及び電力ネットワーク（２４，３１）に接続された周波数変換器（２５，３２）を含むものにおいて、前記システムが切替え装置（２６，３３）をさらに含み、この切替え装置（２６，３３）がプロペラモーター（２３，３０）を電力ネットワークから接続解除するための手段、及びプロペラモーター（２３，３０）の固定子巻線を本質的に短絡させるための手段を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２】
プロペラモーター（２３）にブレーキをかける必要性が検出がされた場合、まずプロペラモーター（２３）が電力ネットワークから接続解除され、その後、プロペラモーター（２３）の固定子巻線が短絡に切替えられることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項３】
プロペラモーター（３０）にブレーキをかける必要性が検出された場合、まずプロペラモーター（３０）が電力ネットワークから接続解除され、その後、プロペラモーター（３０）の固定子巻線が周波数変換器（３２）内の短絡に切替えられることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項４】
短絡が半導体を用いて切替えられることを特徴とする請求項３記載のシステム。
【請求項５】
プロペラモーター（２３，３０）の固定子巻線が同時にアース接続されることによって短絡が実行されることを特徴とする請求項２，３又は４記載のシステム。
【請求項６】
切替え装置（２６，３３）が周波数変換器の制御セクション（２７，３４）によって制御されることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項記載のシステム。
【請求項７】
同期モーター（２３，３０）が推進ユニットのプロペラモーター（２３，３０）として使用されることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項記載のシステム。
【請求項８】
ブレーキシステムが一つより多い推進ユニットを切替えるために実行されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項記載のシステム。
【請求項９】
方向転換モーターユニットのローターの角位置を拘束するモーター手段の速度を減少させるための及び／又は方向転換モーターユニットのローターの角位置を拘束するモーター手段の作動を制限するためのシステムであって、前記システムが推進ユニット、プロペラ（２２，２９）、方向転換装置の永久的に磁化されたモーターユニット（１０，１１）、及び電力ネットワーク（２４，３１）に接続された周波数変換器（２５，３２）を含むものにおいて、前記システムが切替え装置（２６，３３）をさらに含み、この切替え装置（２６，３３）がモーターユニット（１０，１１）を電力ネットワークから接続解除するための手段、及びモーターユニット（１０，１１）の固定子巻線を本質的に短絡させるための手段を含むことを特徴とするシステム。
【請求項１０】
モーターユニット（１０，１１）にブレーキをかける必要性が検出がされた場合、まずモーターユニット（１０，１１）が電力ネットワークから接続解除され、その後、モーターユニット（１０，１１）の固定子巻線が短絡に切替えられることを特徴とする請求項９記載のシステム。
【請求項１１】
モーターユニット（１０，１１）にブレーキをかける必要性が検出された場合、まずモーターユニット（１０，１１）が電力ネットワークから接続解除され、その後、モーターユニット（１０，１１）の固定子巻線が周波数変換器（３２）内の短絡に切替えられることを特徴とする請求項９記載のシステム。
【請求項１２】
短絡が半導体を用いて切替えられることを特徴とする請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
モーターユニット（１０，１１）の固定子巻線が同時にアース接続されることによって短絡が実行されることを特徴とする請求項１０，１１又は１２記載のシステム。
【請求項１４】
切替え装置（２６，３３）が周波数変換器の制御セクション（２７，３４）によって制御されることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか一項記載のシステム。
【請求項１５】
同期モーター（１０，１１）が推進ユニットの方向転換装置のモーターユニット（１０，１１）として使用されることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか一項記載のシステム。
【請求項１６】
ブレーキシステムが一つより多い推進ユニットを切替えるために実行されることを特徴とする請求項９〜１５のいずれか一項記載のシステム。
【請求項１７】
システム中のプロペラモーターのローターの角位置を拘束するモーター手段の速度を減少させるための及び／又はシステム中のプロペラモーターのローターの角位置を拘束するモーター手段の作動を制限するための方法であって、前記システムが推進ユニット、プロペラ（２２，２９）、永久的に磁化されたプロペラモーター（２３，３０）、電力ネットワーク（２４，３１）に接続された周波数変換器（２５，３２）、及び切替え装置（２６，３３）を含む場合において、まずプロペラモーター（２３，３０）にブレーキをかける必要性が検出され（３５）、次にプロペラモーター（２３，３０）が電力ネットワーク（２４，３１）から接続解除され（３６）、その後、プロペラモーター（２３，３０）の固定子巻線が短絡される（３７）ことを特徴とする方法。
【請求項１８】
プロペラモーター（２３，３０）の固定子巻線が短絡される（３７）前に、プロペラモーター（２３，３０）が電力ネットワークから接続解除されていることを確実にするために検査が行われる（３８）ことを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
ブレーキをかける方法が一つより多い推進ユニットを切替えるために実行されることを特徴とする請求項１７又は１８記載の方法。
【請求項２０】
システム中の方向転換モーターユニットのローターの角位置を拘束するモーター手段の速度を減少させるための及び／又はシステム中の方向転換モーターユニットのローターの角位置を拘束するモーター手段の作動を制限するための方法であって、前記システムが推進ユニット、プロペラ（２２，２９）、方向転換装置の永久的に磁化されたモーターユニット（１０，１１）、電力ネットワーク（２４，３１）に接続された周波数変換器（２５，３２）、及び切替え装置（２６，３３）を含む場合において、まずモーターユニット（１０，１１）にブレーキをかける必要性が検出がされ（３５）、次にモーターユニット（１０，１１）が電力ネットワーク（２４，３１）から接続解除され（３６）、その後、モーターユニット（１０，１１）の固定子巻線が短絡される（３７）ことを特徴とする方法。
【請求項２１】
モーターユニット（１０，１１）の固定子巻線が短絡される（３７）前に、モーターユニット（１０，１１）が電力ネットワークから接続解除されていることを確実にするために検査が行われる（３８）ことを特徴とする請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
ブレーキをかける方法が一つより多い推進ユニットを切替えるために実行されることを特徴とする請求項２０又は２１記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
従って、推進ユニットのための方向転換装置のモーターへの電力供給において絶縁破壊が起こった場合、推進ユニットの突然の方向転換が推進装置にそしてたぶん船舶にも追加の損傷を与えるかもしれない。もし推進装置がこのように無制限に無謀に方向転換すると、船舶の操作性はひどく損なわれてしまう。
先行技術文献に関してはＵＳ特許第１５５５２４４号が参照される。この文献は非同期モーターに動的にブレーキをかけるための解決策を提示しており、そこでは固定子巻線は公知の態様で短絡される。さらに、先行技術文献に関してはＵＳ特許第５１８４０４９号が参照される。この文献はまず逆電圧を供給し次にＡＣモーターの固定子巻線を短絡させることによって光学又は磁気ディスクのモーター停止時間を減少させるための解決策を提示する。さらに、先行技術文献に関しては国際特許出願ＷＯ  ９７／０５６９１が参照される。この文献はＰＷＭ変換器によってサーボモーターを制御するための解決策を提示しており、変換器の切替えは巻線がブレーキ期間中に短絡されるように制御される。先行技術文献においては短絡されたローターを有する非同期モーターはゼロ速度ではいかなるトルクも発生させない。何故なら、ローターには回転磁場がないからである。


【国際調査報告】
2005522170.tif 000013
2005522170.tif 000014