專利名稱：防風力旋轉(zhuǎn)的起動器發(fā)電機的制作方法
技術領域：
本申請涉及起動器發(fā)電機，其主要用于飛機上，其中所述起動器發(fā)電機有防風力旋轉(zhuǎn)的特征。
背景技術：
飛機通常都備有輔助動力裝置，其可以安裝在飛機的尾部。輔助動力裝置(APU) 通常包括燃氣渦輪發(fā)動機，啟動這臺發(fā)動機是為了驅(qū)動發(fā)電機，發(fā)電機用來為啟動主飛機發(fā)動機提供電能。發(fā)電機也為很多應用提供電力。APU通常配有進氣道，來為其燃氣渦輪發(fā)動機提供其使用的空氣，以及在交通工具的尾部處的排氣裝置。APU通常在飛機飛行過程中不需要時被關閉。但是，有時在飛行過程中也有可能啟動APU。在飛行過程中，周圍的空氣有可能穿過不帶門的進氣道，并有可能帶動燃氣渦輪發(fā)動機的部件。舉例來說，空氣有可能驅(qū)動壓縮機轉(zhuǎn)子或渦輪機轉(zhuǎn)子。當這些轉(zhuǎn)子被空氣驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)時，從燃氣渦輪發(fā)動機引向發(fā)電機的輸出軸也有可能被驅(qū)動。這叫做“風力旋轉(zhuǎn)”，并且有多個原因使得其不受歡迎。首先，發(fā)電機的部件有可能轉(zhuǎn)動，但是有可能未能對發(fā)電機的部件提供用于APU內(nèi)部的軸承的足夠潤滑劑。同樣的， 驅(qū)動發(fā)電機會產(chǎn)生電能，其會增加對飛機電網(wǎng)的整體控制的難度。最后，有時有可能需要在飛機飛行過程中啟動APU。風力旋轉(zhuǎn)使得啟動APU更加困難。

發(fā)明內(nèi)容
APU具有燃氣渦輪發(fā)動機以及由燃氣渦輪發(fā)動機選擇性驅(qū)動的起動器發(fā)電機。傳感器感測與起動器發(fā)電機相關聯(lián)部件的風力旋轉(zhuǎn)。鎖定特征在感測到風力旋轉(zhuǎn)的時候限制了起動器發(fā)電機內(nèi)的轉(zhuǎn)動。同時對操作方法進行公開及要求保護?？梢酝ㄟ^下列詳述及附圖更好地理解本發(fā)明的上述和其他特征，以下為簡要說明。


圖I示意性地展示了一架飛機。圖2A展示了起動器發(fā)電機的一部分。圖2B展示了起動器發(fā)電機的一個細節(jié)。圖2C是一個流程圖。圖3展示了起動器發(fā)電機的多個細節(jié)。
具體實施例方式圖I展示了包含本發(fā)明的飛機7。如圖所示，APUlO接收來自進氣道11的空氣，并將空氣傳送到出口噴嘴12。如所知，APU通常會包括燃氣渦輪發(fā)動機，其包括壓縮機轉(zhuǎn)子和渦輪轉(zhuǎn)子。APU的輸出軸104的作用是用于與飛機相關聯(lián)的APU燃氣渦輪發(fā)動機28的起動器軸。如上所述，在飛行過程中，當空氣通過氣道11并穿過APUlO內(nèi)的燃氣渦輪發(fā)動機的時候會發(fā)生風力旋轉(zhuǎn)。圖2A展示了解決風力旋轉(zhuǎn)效應的系統(tǒng)。起動器發(fā)電機26驅(qū)動軸104來為APU燃氣渦輪發(fā)動機28提供起動器能量。齒輪箱30通過軸104和軸9將起動器發(fā)電機26同APU燃氣渦輪發(fā)動機連接起來。如圖2A所示，在正常操作中，發(fā)電機26也將為直流總線32提供直流電源。同時， 直流總線32能夠為起動器發(fā)電機26提供直流電，從而為其作為電動機提供能量。動力控制38與交流總線36相關聯(lián)，其能夠選擇性為起動器發(fā)電機26提供交流電。傳感器34感測齒輪箱30內(nèi)齒輪的轉(zhuǎn)動。如果當不希望發(fā)生轉(zhuǎn)動時感應到齒輪的轉(zhuǎn)動 (比如風力旋轉(zhuǎn))，則向控制器38傳輸一個信號，并且來自總線36的交流電能夠傳至起動器發(fā)電機26。如圖2B所示，起動器發(fā)電機26有可能包括轉(zhuǎn)子102，其有輸入軸103，輸入軸可被驅(qū)動來轉(zhuǎn)動輸出軸104，輸出軸將連接入齒輪箱30。定子100包括電線圈，并且通常與直流總線32相連接。但是，當控制器38將來自總線36的交流電供應到定子線圈100時，這就形成鎖定特征，并且防止或限制了起動器發(fā)電機26的轉(zhuǎn)子102的轉(zhuǎn)動。定子100，以及轉(zhuǎn)子102設計成通常用由直流電供能。這就是說，它們被設計成希望電流以單一方向流動。對直流定子提供交流電應該會導致交流轉(zhuǎn)子不會被驅(qū)動產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，而是被鎖定而不會發(fā)生任何明顯的轉(zhuǎn)動。這是因為交流電(AC)從負極性到正極性的正弦變化。直流電動機將以非常小量的角運動模擬沿一個方向轉(zhuǎn)動并且隨后倒轉(zhuǎn)方向，沒有任何持續(xù)轉(zhuǎn)動。因此，如圖2C所示，如感測到風力旋轉(zhuǎn)，隨后供給發(fā)電機26交流電以鎖定發(fā)電機 26。當然，可以利用一些定期的感測，以確定是否仍然有風力旋轉(zhuǎn)發(fā)生，并且如果風力旋轉(zhuǎn)已經(jīng)停止則交流電供應也會停止?！案袦y”到的風力旋轉(zhuǎn)可以發(fā)生在圖3中示出的若干齒輪中的任何一個齒輪上。如圖所示，齒輪箱30包括大型泵傳動齒輪106，其驅(qū)動多個泵軸108，和發(fā)電機輸入齒輪204， 其驅(qū)動其他軸以驅(qū)動大型齒輪106。速度傳感器34可以感測這些齒輪中任何一個的轉(zhuǎn)動。 當然，也可使用其他感測轉(zhuǎn)動的位置，以及采用其他感測風力旋轉(zhuǎn)的方式。如在不應發(fā)生轉(zhuǎn)動的時候感測到轉(zhuǎn)動，即作出判斷發(fā)生了風力旋轉(zhuǎn)，并將信號傳至控制器38。在操作中，交流電的供應可能不會實際消除所有的轉(zhuǎn)動，但是，它會很大程度上降低任何不需要的轉(zhuǎn)動，比如由風力旋轉(zhuǎn)導致的轉(zhuǎn)動。權利要求書中使用了術語“鎖定以限制轉(zhuǎn)動”，在解釋時要考慮上述內(nèi)容。盡管本發(fā)明的實施例被公開，本領域技術人員應能認識到某些改變會落入本發(fā)明范圍內(nèi)。鑒于此，下列權利要求應被研讀以確定本發(fā)明的真實范圍及內(nèi)容。
權利要求
1.一種輔助動力裝置(APU)包括燃氣渦輪發(fā)動機，以及由所述燃氣渦輪發(fā)動機選擇性驅(qū)動的起動器發(fā)電機；以及傳感器，其用于感測與所述起動器發(fā)電機相關的風力旋轉(zhuǎn)，以及鎖定特征，其用于在感測到風力旋轉(zhuǎn)時限制在所述起動器發(fā)電機內(nèi)的轉(zhuǎn)動。
2.根據(jù)權利要求I所述的APU，其中所述起動器發(fā)電機連接入齒輪箱，且所述傳感器感測所述齒輪箱內(nèi)齒輪的轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權利要求I所述的APU，其中所述起動器發(fā)電機包括直流電供能的定子和轉(zhuǎn)子， 且所述鎖定特征包括向所述定子選擇性供應交流電以限制所述轉(zhuǎn)子發(fā)生相對于所述定子的轉(zhuǎn)動。
4.根據(jù)權利要求3所述的APU，其中控制器僅在感測到風力旋轉(zhuǎn)時選擇性將交流電傳至所述定子。
5.一種輔助動力裝置(APU)及空氣供給系統(tǒng)包括燃氣渦輪發(fā)動機，以及由所述燃氣渦輪發(fā)動機選擇性驅(qū)動的起動器發(fā)電機；傳感器，其用于感測與所述起動器發(fā)電機相關聯(lián)的部件的非期望轉(zhuǎn)動，以及鎖定特征， 其用于在感測到非期望轉(zhuǎn)動時限制在所述起動器發(fā)電機內(nèi)所述部件的轉(zhuǎn)動；且鎖定特征包括向與直流電供能的轉(zhuǎn)子相關聯(lián)的直流電供能的定子供應交流電，以及與所述傳感器相通信的控制器，控制器在感測到非期望轉(zhuǎn)動時接收信號來為所述定子供應交流電。
6.根據(jù)權利要求5所述的APU及空氣供給系統(tǒng)，其中所述起動器發(fā)電機連接入齒輪箱， 且所述傳感器感測所述齒輪箱內(nèi)齒輪的非期望轉(zhuǎn)動。
7.操作輔助動力裝置(APU)的方法，包括以下步驟(a)感測與APU相關聯(lián)的起動器發(fā)電機內(nèi)的非期望轉(zhuǎn)動；并且(b)在感測到非期望轉(zhuǎn)動時鎖定起動器發(fā)電機的部件以防止發(fā)生非期望轉(zhuǎn)動。
8.根據(jù)權利要求7中所述方法，其中起動器發(fā)電機是直流部件，且在感測到非期望轉(zhuǎn)動時對起動器發(fā)電機內(nèi)的定子選擇性供應交流電。
全文摘要
本發(fā)明涉及防風力旋轉(zhuǎn)的起動器發(fā)電機。APU具有燃氣渦輪發(fā)動機以及由燃氣渦輪發(fā)動機選擇性驅(qū)動的起動器發(fā)電機。傳感器感測與起動器發(fā)電機相關聯(lián)部件的風力旋轉(zhuǎn)。鎖定特征在感測到風力旋轉(zhuǎn)的時候限制了起動器發(fā)電機內(nèi)的轉(zhuǎn)動。同樣公開操作方法。
文檔編號H02K7/18GK102594018SQ201210009489
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月13日 優(yōu)先權日2011年1月13日
發(fā)明者J.M.弗蘭西斯科 申請人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司