一种新型航空发动机电起动机的制作方法

本发明属于航空发动机起动技术，具体涉及一种新型航空发动机电起动系统。

背景技术：

常用航空发动机常用的起动形式有三种：燃气涡轮起动机、空气涡轮起动机和电起动机。早期的飞机由于电起动机的低功重比、对飞机供电系统的高需求，起动功率不能满足发动机要求等问题，多采用燃气涡轮起动机和空气涡轮起动机的起动形式，只有小功率/推力的发动机采用电起动机的形式，且均为起动发电机。

随着多/全电飞机以及清洁能源技术的发展，传统的机械、液压、气动等能量均逐渐被电能替代，在此基础上电起动机相对于传统的燃气涡轮起动机和空气涡轮起动机在飞机整体的综合能源管理上有很大的优势。

技术实现要素：

本发明的目的：提供一种可使输出的转速扭矩特性最大程度的与发动机起动所需的转速扭矩曲线匹配，起动时对发动机冲击小的新型航空发动机电起动系统。

本发明的技术方案：一种新型航空发动机电起动系统，包括控制器、交流电动机和传动机构，其中，所述控制器与交流电动机连接，交流电动机和减速器同轴相连，减速器与发动机直接相连，所述控制器变频变压后输出给交流电动机，驱动交流电动机转动，再带动减速器转动，使减速器的转速和输出扭矩与发动机起动所需的一致以起动发动机。

一台控制器可以依次控制两台交流电动机用于起动两台发动机。

所述交流电动机为交流异步电动机。

所述控制器输入为地面或机载115v交流电源，控制器根据交流电动机的转速信号反馈，采用变频变压控制方法，将115v交流电源调节后输出给交流电动机。

传动机构内部设计有离合器，防止发动机起动成功后反带交流电动机发电，消耗发动机功率。

本发明的有益效果：本发明所述的航空发动机电起动系统可以使起动机输出的转速、扭矩与发动机起动所需的转速扭矩曲线匹配，减小起动时对发动机的冲击，提高能源总体使用效率。

附图说明：

图1是电起动系统原理示意图。

图2是电起动机原理示意图。

其中，1-控制器、2-电起动机、3-交流电动机、4-传动机构。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，请参阅图1及图2。

如图1及图2所示，一种新型航空发动机电起动系统，所述机构包括一台控制器1和两台电起动机2；所述电起动机2包括交流电动机3和传动机构4。

其中，所述控制器1：安装在飞机本体上，采用变频变压控制策略，将115v交流电源变频变压后输出给电起动机2，驱动电起动机2转动，同时根据电起动机2反馈的转速信号，自动调节控制器1输出的电压和频率，使得电起动机2输出的转速和扭矩与发动机需求匹配。控制器1可根据上位机的指令，依次起动两台电起动机2，实现一台控制器依次起动两台发动机。

所述电起动机2：安装在发动机上，与控制器1通过电源电缆和控制电缆连接，将收控制器1输出的电源经交流电动机3转化为机械能后通过传动机构4输出，从而起动发动机；同时电起动机2上设计有霍尔传感器，将电起动机2的实际工作转速反馈给控制器1，用于调节电起动机2的输入电压和频率。

所述交流电动机3：为交流异步电动机，与传动机构4通过法兰连接、花键轴传递转速和扭矩，与控制器1通过电缆相连接，根据控制器输出的电压和频率，将电能转化为机械能，输出相应的转速和扭矩，带动传动机构。

所述传动机构4：与发动机通过法兰连接、花键轴传递转速和扭矩，将交流电动机3产生的转速和扭矩经减速增扭后带动发动机转子转动，从而起动发动机；传动机构4内设计有离合器，用于防止发动机起动成功后反带电起动机2发电，消耗发动机功率。

本发明采用基于vf控制的交流异步电动机的方案构建了航空发动机电起动机，实际工作时。采用变频变压控制方法，将地面或机上115v交流电源经控制器变频变压后输出给交流异步电动机，以驱动交流电动机按照给定的转速转动，并输出给定的扭矩，交流电动机和减速器相连，使电动机的转速和输出扭矩与发动机起动所需的匹配，减速器与发动机直接相连以起动发动机。

由于通过控制器采用变频变压控制，通过频率可以控制电动机转速，通过电压可以控制输出扭矩，因此可使减速器输出的转速扭矩曲线最大程度的符合发动机起动所需的转速扭矩曲线，有效减小起动时对发动机冲击，提高发动机启动质量，减少磨损，有利于增加航空发动机工作寿命。

技术特征：

技术总结
本发明属于航空发动机起动技术，具体涉及一种新型航空发动机电起动系统。所述新型航空发动机电起动系统包括一台控制器(1)和两台电起动机(2)，每台电起动机(2)由交流电动机(3)和传动机构(4)组成。所述控制器(1)与电起动机(2)通过电缆连接，交流电动机(3)和传动机构(4)通过花键轴和法兰盘机械连接后直接与发动机相连。所述控制器(1)将地面电源或机上电源经变频变压后输出给电起动机(2)，驱动交流电动机(3)，带动传动机构(4)转动，控制器根据电起动机(2)的转速信号反馈调整输出的电压和频率，使电起动机(2)的输出转速和扭矩满足发动机起动所需转速和扭矩，以起动发动机。本发明可使起动机输出的转速、扭矩与发动机起动所需的转速扭矩曲线匹配，减小起动时对发动机的冲击，提高能源总体使用效率。

技术研发人员：马辉;刘冕;朱叶;张辉;张奇
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心
技术研发日：2017.11.08
技术公布日：2018.04.20