专利名称：防风力旋转的起动器发电机的制作方法
技术领域：
本申请涉及起动器发电机，其主要用于飞机上，其中所述起动器发电机有防风力旋转的特征。
背景技术：
飞机通常都备有辅助动力装置，其可以安装在飞机的尾部。辅助动力装置(APU) 通常包括燃气涡轮发动机，启动这台发动机是为了驱动发电机，发电机用来为启动主飞机发动机提供电能。发电机也为很多应用提供电力。APU通常配有进气道，来为其燃气涡轮发动机提供其使用的空气，以及在交通工具的尾部处的排气装置。APU通常在飞机飞行过程中不需要时被关闭。但是，有时在飞行过程中也有可能启动APU。在飞行过程中，周围的空气有可能穿过不带门的进气道，并有可能带动燃气涡轮发动机的部件。举例来说，空气有可能驱动压缩机转子或涡轮机转子。当这些转子被空气驱动而旋转时，从燃气涡轮发动机引向发电机的输出轴也有可能被驱动。这叫做“风力旋转”，并且有多个原因使得其不受欢迎。首先，发电机的部件有可能转动，但是有可能未能对发电机的部件提供用于APU内部的轴承的足够润滑剂。同样的， 驱动发电机会产生电能，其会增加对飞机电网的整体控制的难度。最后，有时有可能需要在飞机飞行过程中启动APU。风力旋转使得启动APU更加困难。
发明内容
APU具有燃气涡轮发动机以及由燃气涡轮发动机选择性驱动的起动器发电机。传感器感测与起动器发电机相关联部件的风力旋转。锁定特征在感测到风力旋转的时候限制了起动器发电机内的转动。同时对操作方法进行公开及要求保护。可以通过下列详述及附图更好地理解本发明的上述和其他特征，以下为简要说明。
图I示意性地展示了一架飞机。图2A展示了起动器发电机的一部分。图2B展示了起动器发电机的一个细节。图2C是一个流程图。图3展示了起动器发电机的多个细节。
具体实施例方式图I展示了包含本发明的飞机7。如图所示，APUlO接收来自进气道11的空气，并将空气传送到出口喷嘴12。如所知，APU通常会包括燃气涡轮发动机，其包括压缩机转子和涡轮转子。APU的输出轴104的作用是用于与飞机相关联的APU燃气涡轮发动机28的起动器轴。如上所述，在飞行过程中，当空气通过气道11并穿过APUlO内的燃气涡轮发动机的时候会发生风力旋转。图2A展示了解决风力旋转效应的系统。起动器发电机26驱动轴104来为APU燃气涡轮发动机28提供起动器能量。齿轮箱30通过轴104和轴9将起动器发电机26同APU燃气涡轮发动机连接起来。如图2A所示，在正常操作中，发电机26也将为直流总线32提供直流电源。同时， 直流总线32能够为起动器发电机26提供直流电，从而为其作为电动机提供能量。动力控制38与交流总线36相关联，其能够选择性为起动器发电机26提供交流电。传感器34感测齿轮箱30内齿轮的转动。如果当不希望发生转动时感应到齿轮的转动 (比如风力旋转)，则向控制器38传输一个信号，并且来自总线36的交流电能够传至起动器发电机26。如图2B所示，起动器发电机26有可能包括转子102，其有输入轴103，输入轴可被驱动来转动输出轴104，输出轴将连接入齿轮箱30。定子100包括电线圈，并且通常与直流总线32相连接。但是，当控制器38将来自总线36的交流电供应到定子线圈100时，这就形成锁定特征，并且防止或限制了起动器发电机26的转子102的转动。定子100，以及转子102设计成通常用由直流电供能。这就是说，它们被设计成希望电流以单一方向流动。对直流定子提供交流电应该会导致交流转子不会被驱动产生转动，而是被锁定而不会发生任何明显的转动。这是因为交流电(AC)从负极性到正极性的正弦变化。直流电动机将以非常小量的角运动模拟沿一个方向转动并且随后倒转方向，没有任何持续转动。因此，如图2C所示，如感测到风力旋转，随后供给发电机26交流电以锁定发电机 26。当然，可以利用一些定期的感测，以确定是否仍然有风力旋转发生，并且如果风力旋转已经停止则交流电供应也会停止。“感测”到的风力旋转可以发生在图3中示出的若干齿轮中的任何一个齿轮上。如图所示，齿轮箱30包括大型泵传动齿轮106，其驱动多个泵轴108，和发电机输入齿轮204， 其驱动其他轴以驱动大型齿轮106。速度传感器34可以感测这些齿轮中任何一个的转动。 当然，也可使用其他感测转动的位置，以及采用其他感测风力旋转的方式。如在不应发生转动的时候感测到转动，即作出判断发生了风力旋转，并将信号传至控制器38。在操作中，交流电的供应可能不会实际消除所有的转动，但是，它会很大程度上降低任何不需要的转动，比如由风力旋转导致的转动。权利要求书中使用了术语“锁定以限制转动”，在解释时要考虑上述内容。尽管本发明的实施例被公开，本领域技术人员应能认识到某些改变会落入本发明范围内。鉴于此，下列权利要求应被研读以确定本发明的真实范围及内容。
权利要求
1.一种辅助动力装置(APU)包括燃气涡轮发动机，以及由所述燃气涡轮发动机选择性驱动的起动器发电机；以及传感器，其用于感测与所述起动器发电机相关的风力旋转，以及锁定特征，其用于在感测到风力旋转时限制在所述起动器发电机内的转动。
2.根据权利要求I所述的APU，其中所述起动器发电机连接入齿轮箱，且所述传感器感测所述齿轮箱内齿轮的转动。
3.根据权利要求I所述的APU，其中所述起动器发电机包括直流电供能的定子和转子， 且所述锁定特征包括向所述定子选择性供应交流电以限制所述转子发生相对于所述定子的转动。
4.根据权利要求3所述的APU，其中控制器仅在感测到风力旋转时选择性将交流电传至所述定子。
5.一种辅助动力装置(APU)及空气供给系统包括燃气涡轮发动机，以及由所述燃气涡轮发动机选择性驱动的起动器发电机；传感器，其用于感测与所述起动器发电机相关联的部件的非期望转动，以及锁定特征， 其用于在感测到非期望转动时限制在所述起动器发电机内所述部件的转动；且锁定特征包括向与直流电供能的转子相关联的直流电供能的定子供应交流电，以及与所述传感器相通信的控制器，控制器在感测到非期望转动时接收信号来为所述定子供应交流电。
6.根据权利要求5所述的APU及空气供给系统，其中所述起动器发电机连接入齿轮箱， 且所述传感器感测所述齿轮箱内齿轮的非期望转动。
7.操作辅助动力装置(APU)的方法，包括以下步骤(a)感测与APU相关联的起动器发电机内的非期望转动；并且(b)在感测到非期望转动时锁定起动器发电机的部件以防止发生非期望转动。
8.根据权利要求7中所述方法，其中起动器发电机是直流部件，且在感测到非期望转动时对起动器发电机内的定子选择性供应交流电。
全文摘要
本发明涉及防风力旋转的起动器发电机。APU具有燃气涡轮发动机以及由燃气涡轮发动机选择性驱动的起动器发电机。传感器感测与起动器发电机相关联部件的风力旋转。锁定特征在感测到风力旋转的时候限制了起动器发电机内的转动。同样公开操作方法。
文档编号H02K7/18GK102594018SQ201210009489
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月13日 优先权日2011年1月13日
发明者J.M.弗兰西斯科 申请人:哈米尔顿森德斯特兰德公司