[發明專利]一種新型航空發動機電起動機

在審

• 申請號: 201711091651.6
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107939531A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 馬輝;劉冕;朱葉;張輝;張奇
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司金城南京機電液壓工程研究中心
• 主分類號: F02C7/268
• 分類號: F02C7/268
• 代理公司: 中國航空專利中心11008
• 代理人: 張毓靈

技術領域

本發明屬于航空發動機起動技術，具體涉及一種新型航空發動機電起動系統。

背景技術

常用航空發動機常用的起動形式有三種：燃氣渦輪起動機、空氣渦輪起動機和電起動機。早期的飛機由于電起動機的低功重比、對飛機供電系統的高需求，起動功率不能滿足發動機要求等問題，多采用燃氣渦輪起動機和空氣渦輪起動機的起動形式，只有小功率/推力的發動機采用電起動機的形式，且均為起動發電機。

隨著多/全電飛機以及清潔能源技術的發展，傳統的機械、液壓、氣動等能量均逐漸被電能替代，在此基礎上電起動機相對于傳統的燃氣渦輪起動機和空氣渦輪起動機在飛機整體的綜合能源管理上有很大的優勢。

發明內容

本發明的目的：提供一種可使輸出的轉速扭矩特性最大程度的與發動機起動所需的轉速扭矩曲線匹配，起動時對發動機沖擊小的新型航空發動機電起動系統。

本發明的技術方案：一種新型航空發動機電起動系統，包括控制器、交流電動機和傳動機構，其中，所述控制器與交流電動機連接，交流電動機和減速器同軸相連，減速器與發動機直接相連，所述控制器變頻變壓后輸出給交流電動機，驅動交流電動機轉動，再帶動減速器轉動，使減速器的轉速和輸出扭矩與發動機起動所需的一致以起動發動機。

一臺控制器可以依次控制兩臺交流電動機用于起動兩臺發動機。

所述交流電動機為交流異步電動機。

所述控制器輸入為地面或機載115V交流電源，控制器根據交流電動機的轉速信號反饋，采用變頻變壓控制方法，將115V交流電源調節后輸出給交流電動機。

傳動機構內部設計有離合器，防止發動機起動成功后反帶交流電動機發電，消耗發動機功率。

本發明的有益效果：本發明所述的航空發動機電起動系統可以使起動機輸出的轉速、扭矩與發動機起動所需的轉速扭矩曲線匹配，減小起動時對發動機的沖擊，提高能源總體使用效率。

附圖說明：

圖1是電起動系統原理示意圖。

圖2是電起動機原理示意圖。

其中，1-控制器、2-電起動機、3-交流電動機、4-傳動機構。

具體實施方式

下面通過具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明，請參閱圖1及圖2。

如圖1及圖2所示，一種新型航空發動機電起動系統，所述機構包括一臺控制器1和兩臺電起動機2；所述電起動機2包括交流電動機3和傳動機構4。

其中，所述控制器1：安裝在飛機本體上，采用變頻變壓控制策略，將115V交流電源變頻變壓后輸出給電起動機2，驅動電起動機2轉動，同時根據電起動機2反饋的轉速信號，自動調節控制器1輸出的電壓和頻率，使得電起動機2輸出的轉速和扭矩與發動機需求匹配。控制器1可根據上位機的指令，依次起動兩臺電起動機2，實現一臺控制器依次起動兩臺發動機。

所述電起動機2：安裝在發動機上，與控制器1通過電源電纜和控制電纜連接，將收控制器1輸出的電源經交流電動機3轉化為機械能后通過傳動機構4輸出，從而起動發動機；同時電起動機2上設計有霍爾傳感器，將電起動機2的實際工作轉速反饋給控制器1，用于調節電起動機2的輸入電壓和頻率。

所述交流電動機3：為交流異步電動機，與傳動機構4通過法蘭連接、花鍵軸傳遞轉速和扭矩，與控制器1通過電纜相連接，根據控制器輸出的電壓和頻率，將電能轉化為機械能，輸出相應的轉速和扭矩，帶動傳動機構。

所述傳動機構4：與發動機通過法蘭連接、花鍵軸傳遞轉速和扭矩，將交流電動機3產生的轉速和扭矩經減速增扭后帶動發動機轉子轉動，從而起動發動機；傳動機構4內設計有離合器，用于防止發動機起動成功后反帶電起動機2發電，消耗發動機功率。

本發明采用基于VF控制的交流異步電動機的方案構建了航空發動機電起動機，實際工作時。采用變頻變壓控制方法，將地面或機上115V交流電源經控制器變頻變壓后輸出給交流異步電動機，以驅動交流電動機按照給定的轉速轉動，并輸出給定的扭矩，交流電動機和減速器相連，使電動機的轉速和輸出扭矩與發動機起動所需的匹配，減速器與發動機直接相連以起動發動機。

由于通過控制器采用變頻變壓控制，通過頻率可以控制電動機轉速，通過電壓可以控制輸出扭矩，因此可使減速器輸出的轉速扭矩曲線最大程度的符合發動機起動所需的轉速扭矩曲線，有效減小起動時對發動機沖擊，提高發動機啟動質量，減少磨損，有利于增加航空發動機工作壽命。