[發(fā)明專利]用于啟動電機的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310529731.0
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN103795307B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃豪;賈小川
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣航空系統(tǒng)有限責(zé)任公司
• 主分類號: H02P6/20
• 分類號: H02P6/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 肖日松,嚴志軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于啟動電機的方法。

背景技術(shù)

在同步電機中，尤其是飛機中所用的同步電機中，主機轉(zhuǎn)子上使用阻尼繞組來提高發(fā)電機的瞬態(tài)性能。由于同步電機沒有啟動扭矩，因此在異步啟動模式期間使用一些形式的輔助電力單元（APU）來供電，以驅(qū)動交流（AC）勵磁機，從而在勵磁機中生成旋轉(zhuǎn)場，從而產(chǎn)生扭矩。扭矩旋轉(zhuǎn)可旋轉(zhuǎn)的公共軸，直到同步勵磁機能夠產(chǎn)生在勵磁機轉(zhuǎn)子繞組上產(chǎn)生足夠的交流電壓來為主轉(zhuǎn)子供電，從而實現(xiàn)同步運行模式。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于啟動電機的方法，所述電機具有主機、勵磁機以及永磁發(fā)電機，這些部件各自具有定子和轉(zhuǎn)子，每個轉(zhuǎn)子安裝到公共軸，所述方法包括：以異步模式啟動所述主機，方法是將啟動電流施加到所述主機的所述定子，以在主轉(zhuǎn)子的阻尼繞組中感生阻尼電流，從而產(chǎn)生使所述公共軸旋轉(zhuǎn)的啟動扭矩；然后以同步模式運行所述主機，方法是將運行電流從所述勵磁機轉(zhuǎn)子供應(yīng)到所述主機轉(zhuǎn)子。

作為優(yōu)選，在所述阻尼繞組超出其熱限制之前，終止施加所述啟動電流。

作為優(yōu)選，施加所述啟動電流包括從直流電源產(chǎn)生所述啟動電流。

作為優(yōu)選，產(chǎn)生所述啟動電流包括轉(zhuǎn)換所述直流電源，以產(chǎn)生用于所述啟動電流的交流電流。

作為優(yōu)選，所述交流電流是三相電流。

作為優(yōu)選，感生所述PMG電流包括感生交流電流。

作為優(yōu)選，所述交流電流是三相電流。

作為優(yōu)選，將所述PMG電流供應(yīng)到所述勵磁機定子包括將所述PMG電流從三相轉(zhuǎn)換為單相。

作為優(yōu)選，將所述PMG電流供應(yīng)到所述勵磁機定子包括將所述PMG電流轉(zhuǎn)換為勵磁機定子電流。

作為優(yōu)選，將所述PMG電流轉(zhuǎn)換為所述勵磁機定子電流包括隨時間的推移提高所述勵磁機定子電流的所述頻率。

作為優(yōu)選，將所述勵磁機轉(zhuǎn)子電流供應(yīng)到所述主機的所述轉(zhuǎn)子包括整流所述勵磁機轉(zhuǎn)子電流。

作為優(yōu)選，將所述PMG電流供應(yīng)到所述勵磁機定子發(fā)生在所述阻尼繞組達到其熱限制之前。

作為優(yōu)選，終止施加所述啟動電流與將所述PMG電流供應(yīng)到所述勵磁機定子是同時進行的。

在另一方面，本發(fā)明涉及一種用于操作機器的方法，所述機器具有主機、勵磁機和永磁發(fā)電機，各自具有定子和轉(zhuǎn)子，每個轉(zhuǎn)子安裝到公共軸，所述方法包括：以異步模式啟動所述主機，方法是將啟動電流施加到所述主機的所述定子，以在所述主機轉(zhuǎn)子的阻尼繞組中感生阻尼電流，從而產(chǎn)生使所述公共軸旋轉(zhuǎn)的啟動扭矩；以及以同步模式運行所述主機，方法是將運行電流從所述勵磁機轉(zhuǎn)子供應(yīng)到所述主機轉(zhuǎn)子。

作為優(yōu)選，施加所述啟動電流包括從直流電源產(chǎn)生所述啟動電流。

作為優(yōu)選，產(chǎn)生所述啟動電流包括轉(zhuǎn)換所述直流電源，以產(chǎn)生用于所述啟動電流的交流電流。

作為優(yōu)選，所述交流電流是三相電流。

作為優(yōu)選，進一步包括在所述阻尼繞組達到其熱限制之前，從異步模式切換到同步模式。

作為優(yōu)選，所述從異步模式切換到同步模式與終止施加所述啟動電流是同時發(fā)生的。

作為優(yōu)選，進一步包括在終止施加所述啟動電流的同時，從異步模式切換到同步模式。

附圖說明

在附圖中：

圖1是啟動器/發(fā)電機組件的截面圖。

圖2是沿圖1中的線2-2截取的示出阻尼繞組組件的局部截面圖。

圖3是啟動器/發(fā)電機組件的可旋轉(zhuǎn)軸的示意圖。

圖4示出了在異步和同步運行模式期間施加扭矩時發(fā)電機的速度。

具體實施方式

盡管本發(fā)明可以在使用同步電機的任何環(huán)境中實施，但目前預(yù)計在噴氣發(fā)動機環(huán)境中使用，其中電機通常稱為機器，例如啟動器/發(fā)電機（S/G）。因此，簡述目標環(huán)境有助于更全面地理解本發(fā)明。圖1示意性地示出了安裝在燃氣渦輪飛機發(fā)動機上或內(nèi)部的S/G組件10。燃氣渦輪發(fā)動機可以是渦輪風(fēng)扇發(fā)動機，例如General Electric GEnx或CF6系列發(fā)動機，通常用于現(xiàn)代商用和軍用航空領(lǐng)域中，或者可以是各種其他已知的燃氣渦輪發(fā)動機，例如渦輪螺旋發(fā)動機（turboprop）或渦輪軸發(fā)動機（turboshaft）。所述燃氣渦輪發(fā)動機還可以具有后燃室，所述后燃室在低壓渦輪區(qū)域的下游燃燒額外量的燃料，以增加排出氣體的速度，從而增加推力。