一种非接触式磁力传扭系统及其传扭方法与流程

1.本发明涉及非电变量的控制系统技术领域，具体来说，涉及一种非接触式磁力传扭系统及其传扭方法。


背景技术：

2.涡轮喷气发动机，简称涡喷发动机，其主要转动部件为压气机叶轮、轴、轴承和涡轮部件。其起动过程通常需要先给转动部件一个起始的助推速度，此过程需要外力介入。
3.目前，常规采用的助推力主要是压缩空气，通过气流作用力带动叶轮产生旋转初速度。此外，还有一种比较先进的电机助推方式，主要是通过电机和头部的超越离合器共同作用带转，其工作原理是首先电机快运转，带动超越离合器前端在转速差和惯性作用下转动并产生轴向延伸，延伸后与转子部件同轴接触，通过摩擦力带动转子部件旋转，产生初速度。当发动机启动完成后，转动部件在燃油带动下转速提升，超过电机最大转速，超越离合器因转速差和惯性，轴向收缩与转动部件脱转。
4.第一种方案需要外场提供高压气瓶、压缩机、发电机和地面控制箱，附带设备较多，操作繁琐。第二种方案虽然解决了第一种方案的缺陷，但是电机仅具有启动功能，无法实现电机对外供电，且一旦超越离合器脱转异常，将导致电机形成逆向电压，烧毁电机及相关控制元件。
5.针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

6.针对相关技术中的问题，本发明提出一种非接触式磁力传扭系统及其传扭方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
7.本发明的技术方案是这样实现的：
8.本发明一个方面：
9.一种非接触式磁力传扭系统，包括：三相异步电机模组、磁力盘模组和传扭盘模组，其中；
10.所述三相异步电机模组，用于通过电调进行转速控制，并带转所述磁力盘模组，且具备反向输电能力，将发动机转子动能转化为电能；
11.所述磁力盘模组，用于固定于所述三相异步电机模组转动轴，且内嵌若干偶数圆柱磁铁，若干所述圆柱磁铁按相同间距和磁力方向进行环形排布；
12.所述传扭盘模组，用于非接触式适配所述磁力盘模组在径向区域内产生均布的多个磁通区域进行联动运动，且进行转速信号输出，反馈联动所述磁力盘模组带动三相异步电机模组，对外输出电功。
13.进一步的，所述三相异步电机模组为三相无刷电机。
14.进一步的，所述传扭盘模组装配于所述磁力盘模组远离所述三相异步电机模组一侧，且所述传扭盘模组与所述磁力盘模组留有间隙。
15.进一步的，所述传扭盘模组，包括传力螺母、铜盘和两组磁铁单元，其中；
16.所述铜盘通过安装螺钉固定于所述传力螺母一侧，两组所述磁铁单元对称内嵌装配于所述传力螺母另一侧，且所述铜盘设置于靠近所述磁力盘模组一侧。
17.进一步的，所述传力螺母连接于所述发动机转子。
18.本发明另一个方面：
19.一种非接触式磁力传扭方法，用于非接触式磁力传扭系统的传扭方法，包括以下步骤：
20.步骤s1，预先进行电调控制三相异步电机，产生扭力通过电机轴传递给磁力盘；
21.步骤s2，随着磁力盘转动，其上排布有n级和s级相邻且均布的偶数圆柱磁铁，在相对位置的传扭盘的铜盘径向区域内产生均布的多个磁通区域，该区域内的磁通量由于磁力盘旋转，产生磁通变化形成若干个电流回路，电流在磁场作用下产生与磁力盘同旋转切向的磁场力，进行带动传扭盘运动；
22.步骤s3，传扭盘与发动机转动轴紧固链接，带动整个转子产生初速度，完成启动。
23.其中，还包括以下步骤：
24.步骤s4，启动过程结束后，发动机转子部件转速超过三相同步电机的速度，此时电调控制切换至发电模式；
25.步骤s5，传扭盘铜盘切割磁感线，产生感应磁场，并与磁力盘之间产生磁场力，带动磁力盘旋转；
26.步骤s6，磁力盘带动三相异步电机电机轴运转，在三相异步电机输出端产生交流电动势，对外输出电功。
27.其中，所述发动机转子部件转速超过三相同步电机的速度，包括以下步骤：
28.传扭盘内配置两组磁铁，作为转速传感器的信号源，用于实现转速信号输出。
29.本发明的有益效果：
30.本发明非接触式磁力传扭系统及其传扭方法，通过三相异步电机操控磁力盘传扭转速，且发动机启动电机和发动机转子之间为非接触式传扭，可控安全，同时三相异步电机体积小，占用进气道面积小，可以减小进气阻力，且三相异步电机可实现逆向输电，对外提供电能。
31.另外，三相异步电机通过飞机电源供电，无繁重的地面保障设备，所需配套控制元件体积小可机载携带，其启动能源清洁环保，可用于开发燃油介质点火方案，代替传统的燃气介质点火方案。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1是根据本发明实施例的一种非接触式磁力传扭系统的示意图；
34.图2是根据本发明实施例的一种非接触式磁力传扭系统的圆柱磁铁示意图；
35.图3是根据本发明实施例的一种非接触式磁力传扭系统的铜盘示意图；
36.图4是根据本发明实施例的一种非接触式磁力传扭方法的流程示意图一；
37.图5是根据本发明实施例的一种非接触式磁力传扭系统的流程示意图二。
38.图中：
39.1、三相异步电机模组；
40.2、磁力盘模组；21、圆柱磁铁
41.3、传扭盘模组；31、传力螺母；32、铜盘；33、磁铁单元；34、安装螺钉。
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.根据本发明的实施例，提供了一种非接触式磁力传扭系统。
44.如图1-图3所示，根据本发明实施例的非接触式磁力传扭系统，包括：三相异步电机模组1、磁力盘模组2和传扭盘模组3，其中；
45.所述三相异步电机模组1，用于通过电调进行转速控制，并带转所述磁力盘模组2，且具备反向输电能力，将发动机转子动能转化为电能；
46.所述磁力盘模组2，用于固定于所述三相异步电机模组1转动轴，且内嵌若干偶数圆柱磁铁21，若干所述圆柱磁铁21按相同间距和磁力方向进行环形排布；
47.所述传扭盘模组3，用于非接触式适配所述磁力盘模组2在径向区域内产生均布的多个磁通区域进行联动运动，且进行转速信号输出，反馈联动所述磁力盘模组2带动三相异步电机模组1，对外输出电功。
48.另外，如图1所示，本技术方案，所述三相异步电机模组1为三相无刷电机。所述传扭盘模组3装配于所述磁力盘模组2远离所述三相异步电机模组1一侧，且所述传扭盘模组3与所述磁力盘模组2留有间隙。
49.此外，如图3所示，本技术方案，所述传扭盘模组3，包括传力螺母31、铜盘32和两组磁铁单元33，所述铜盘32通过安装螺钉34固定于所述传力螺母31一侧，两组所述磁铁单元33对称内嵌装配于所述传力螺母31另一侧，且所述铜盘32设置于靠近所述磁力盘模组2一侧。所述传力螺母31连接于所述发动机转子。
50.借助于上述技术方案，通过电调控制三相异步电机模组1，产生扭力，通过电机轴传递给磁力盘模组2；磁力盘模组2上分布排列有n级和s级相邻且均布的偶数圆柱磁铁21，随着磁力盘模组2的转动，在相对位置的传扭盘模组3铜盘32的径向区域内产生均布的多个磁通区域。该区域内的磁通量由于磁力盘模组2旋转，产生磁通变化形成若干个电流回路。电流在磁场作用下产生与磁力盘模组2同旋转切向的磁场力，带动传扭盘模组3开始运动；而传扭盘模组3与发动机转动轴紧固链接，从而带动整个转子产生初速度，完成启动过程。
51.另外，当启动过程结束后，发动机转子部件转速超过三相异步电机模组1的速度，此时电调控制切换至发电模式，铜盘32切割磁感线，产生感应磁场，并与磁力盘模组2之间产生磁场力，带动磁力盘模组2旋转，磁力盘模组2带动三相异步电机模组1转动轴运转，在三相输出端产生交流电动势，对外输出电功。
52.此外，本技术方案，对于上述传扭盘模组3来说，其传力螺母31集成两组磁铁单元33，用于作为转速传感器的信号源，实现转速信号输出。
53.根据本发明的另一个实施例，提供了一种非接触式磁力传扭方法。
54.如图4所示，根据本发明实施例的非接触式磁力传扭方法，包括以下步骤：
55.步骤s1，预先进行电调控制三相异步电机，产生扭力通过电机轴传递给磁力盘；
56.步骤s2，随着磁力盘转动，其上排布有n级和s级相邻且均布的偶数圆柱磁铁，在相对位置的传扭盘的铜盘径向区域内产生均布的多个磁通区域，该区域内的磁通量由于磁力盘旋转，产生磁通变化形成若干个电流回路，电流在磁场作用下产生与磁力盘同旋转切向的磁场力，进行带动传扭盘运动；
57.步骤s3，传扭盘与发动机转动轴紧固链接，带动整个转子产生初速度，完成启动。
58.另外，如图5所示，还包括以下步骤：
59.步骤s4，启动过程结束后，发动机转子部件转速超过三相同步电机的速度，此时电调控制切换至发电模式；
60.步骤s5，传扭盘铜盘切割磁感线，产生感应磁场，并与磁力盘之间产生磁场力，带动磁力盘旋转；
61.步骤s6，磁力盘带动三相异步电机电机轴运转，在三相异步电机输出端产生交流电动势，对外输出电功。
62.此外，本技术方案，发动机转子部件转速超过三相同步电机的速度，传扭盘内配置两组磁铁，作为转速传感器的信号源，用于实现转速信号输出。
63.综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过三相异步电机操控磁力盘传扭转速，且发动机启动电机和发动机转子之间为非接触式传扭，可控安全，同时三相异步电机体积小，占用进气道面积小，可以减小进气阻力，且三相异步电机可实现逆向输电，对外提供电能。另外，三相异步电机通过飞机电源供电，无繁重的地面保障设备，所需配套控制元件体积小可机载携带，其启动能源清洁环保，可用于开发燃油介质点火方案，代替传统的燃气介质点火方案。
64.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。
65.应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。