具有永磁电机的发动机的制作方法

本主题大体涉及一种具有永磁电机的发动机。

背景技术：

1、典型的飞行器推进系统包括一个或多个燃气涡轮发动机。对于某些推进系统，燃气涡轮发动机通常包括布置成彼此流动连通的风扇和核心。另外，燃气涡轮发动机的核心通常以串行流动顺序包括压缩机区段，燃烧区段，涡轮区段和排气区段。在操作中，从风扇向压缩机区段的入口提供空气，其中一个或多个轴向压缩机逐渐压缩空气直到其到达燃烧区段。在燃烧区段内燃料与压缩空气混合并燃烧以提供燃烧气体。燃烧气体被从燃烧区段导向到涡轮区段。通过涡轮区段的燃烧气体流驱动涡轮区段，并且然后被导向通过排气区段，例如通向大气。

2、对于包括上述燃气涡轮发动机的至少某些推进系统，包括电动风扇以补充由推进系统包括的一个或多个燃气涡轮发动机提供的推进动力可能是有益的。然而，包括足够量的能量存储装置和推进系统以给电扇提供动力可能在空间和重量上是禁止的。因此，至少某些推进系统包括一个或多个电机，其可与燃气涡轮发动机中的一个或多个一起旋转，以在操作期间产生电力以驱动电动风扇。

3、此外，本公开的发明人已经确定，利用永磁电机可以具有优于其他电机构造的某些益处。这些益处可包括功率密度，效率和简单性。然而，永磁电机的一个负面特性涉及它们在发生内部线圈故障之后的行为。具体地，在这样的事件之后，只要转子旋转，永磁电机就可能产生故障，可能导致驱动发动机的显着阻力并在故障线圈内产生热量。这种不希望的产生可能具有负面后果，并且在现有技术中，停止这种不希望的产生的唯一方法是停止旋转(即关闭驱动发动机)。这种动作可能会造成进一步的负面后果，即推力和动力的损失。其他类型的电机不具有相同的问题，因为它们的转子可以被有效地停用。

4、因此，可以与发动机(诸如燃气涡轮发动机)一起使用以克服上述障碍的永磁电机的安全系统将是有用的。

技术实现思路

1、本发明的方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本发明来学习。

2、在本公开的一个示例性方面，提供了一种用于操作发动机的永磁电机的方法。该方法包括：确定永磁电机的故障状况；响应于确定永磁电机的故障状况，通过增加永磁电机的一个或多个永磁体的温度来减小一个或多个永磁体的磁性。

3、在某些示例性实施例中，发动机是内燃机。

4、在某些示例性实施例中，发动机是涡轮轴发动机，涡轮螺旋桨发动机或涡轮风扇发动机中的至少一种。

5、在某些示例性实施例中，发动机构造成在操作期间产生最大动力量，其中永磁电机能够从发动机提取最大动力量，并且其中永磁电机能够从发动机提取的最大动力量在发动机被构造成在操作期间产生的最大动力量的大约2.5％和大约75％之间。

6、例如，在某些示例性方面，永磁电机能够从发动机提取的最大动力量大于发动机被构造成在操作期间产生的最大动力量的大约25％。

7、在某些示例性实施例中，确定永磁电机的故障状况包括确定永磁电机的内部线圈故障。

8、在某些示例性实施例中，通过增加一个或多个永磁体的温度来减小一个或多个永磁体的磁性包括驱动电流通过永磁电机的定子组件以引起永磁电机的转子组件中的涡流损耗。

9、例如，在某些示例性方面，永磁电机限定设计的电流频率操作范围，并且其中驱动电流通过永磁电机的定子组件以引起涡流损耗包括以不同于设计的电流频率操作范围的频率驱动电流通过永磁电机的定子组件。

10、在某些示例性实施例中，通过增加一个或多个永磁体的温度来减小一个或多个永磁体的磁性包括将加热流体提供给永磁电机。

11、例如，在某些示例性方面，将加热流体提供给永磁电机包括向永磁电机提供引气。

12、在某些示例性实施例中，通过增加一个或多个永磁体的温度来减小一个或多个永磁体的磁性包括使用热管理系统来减少永磁电机的冷却。

13、例如，在某些示例性方面，使用热管理系统来减少永磁电机的冷却包括绕过热管理系统的散热器热交换器。

14、在某些示例性实施例中，通过增加一个或多个永磁体的温度来减小一个或多个永磁体的磁性包括将流体注入到永磁电机的气隙中。

15、例如，在某些示例性方面，流体限定的粘度大于空气的粘度。

16、在某些示例性实施例中，通过增加一个或多个永磁体的温度来减小一个或多个永磁体的磁性包括添加大约五千瓦至大约五百千瓦之间的热能。

17、在某些示例性实施例中，永磁电机包括转子组件，转子组件具有多个叠层和轴，其中多个叠层适配到轴上，并且其中通过增加一个或多个永磁体的温度来减小一个或多个永磁体的磁性包括降低多个叠层和轴之间的接触压力。

18、例如，在某些示例性方面，发动机包括热管理系统，用于通过轴中的一个或多个开口提供冷却流体。

19、在本公开的示例性实施例中，提供了一种限定轴线的发动机。该发动机包括：固定部件；旋转部件，其相对于固定部件可绕发动机的轴线旋转；永磁电机，其包括联接到固定部件的定子组件和联接到旋转部件的转子组件，转子组件包括一个或多个永磁体；控制器，其可与永磁电机一起操作，控制器被构造为确定永磁电机的故障状况并且响应于确定故障状况来增加永磁电机的一个或多个永磁体的温度。

20、在某些示例性实施例中，发动机还包括与永磁电机电连通的电传输总线，其中控制器还可操作地连接到电传输总线。

21、例如，在某些示例性实施例中，发动机构造成在操作期间产生最大动力量，其中永磁电机能够从发动机提取最大动力量，并且其中永磁电机能够从发动机提取的最大动力量在发动机能够在操作期间产生的最大动力量的大约2.5％至大约75％之间。

22、参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解本发明的这些和其他特征，方面和优点。包含在本说明书中并构成其一部分的附图示出了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

技术特征：

1.一种用于操作发动机的永磁电机的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中通过增加所述一个或多个永磁体的所述温度来减小所述一个或多个永磁体的所述磁性包括将所述流体注入所述永磁电机的所述气隙中。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中所述流体限定的粘度大于空气的粘度。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中所述流体是空气。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，进一步包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中通过增加所述一个或多个永磁体的所述温度来减小所述一个或多个永磁体的所述磁性包括使用热管理系统来减少所述永磁电机的冷却。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，其中使用所述热管理系统来减少所述永磁电机的所述冷却包括绕过所述热管理系统的散热器热交换器。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述发动机构造成在操作期间产生最大动力量，其中所述永磁电机能够从所述发动机提取最大动力量，并且其中所述永磁电机能够从所述发动机提取的所述最大动力量在所述发动机被构造成在操作期间产生的所述最大动力量的大约2.5％和大约75％之间。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，其中所述永磁电机能够从所述发动机提取的所述最大动力量大于所述发动机被构造成在操作期间产生的所述最大动力量的大约25％。

技术总结
一种用于操作发动机的永磁电机的方法，该方法包括：确定永磁电机的故障状况；响应于确定永磁电机的故障状况，通过增加一个或多个永磁体的温度来减小永磁电机的一个或多个永磁体的磁性。

技术研发人员：罗伯特·查尔斯·弘,潘迪,巴勃罗·加百利·皮亚扎·加拉扎,保罗·罗伯特·杰明
受保护的技术使用者：通用电气公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15