[发明专利]发电机

说明书

技术领域

本发明涉及发电机。

背景技术

涡轮发动机且特别是燃气涡轮发动机(也称为燃气透平发动机)是旋转式发动机，其从通过发动机传送到多个涡轮叶片上的燃烧气体流中抽取能量。燃气涡轮发动机已经用于陆地和海上移动和功率发生，但是最普遍地用于航空应用，诸如用于飞机，包括直升机。在飞机中，燃气涡轮发动机用于推进航空器。

燃气涡轮发动机可具有两个或更多个轴(spool)，包括提供整个推进系统推力的大部分的低压(LP)轴，以及高压(HP)轴，高压轴驱动一个或多个压缩机，并且通过在向后方向上引导排气产物来产生额外的推力。三轴燃气涡轮发动机包括第三中压(IP)轴。

燃气涡轮发动机通常还对许多不同的附件提供功率，诸如发电机、启动器/发电机、永磁交流发电机(PMA)、燃料泵和液压泵，例如，用于在航空器上需要的、推进以外的功能的装备。例如，当代航空器需要电功率用于航空电子器件、马达和其它电气装备。与燃气涡轮发动机联接的发电机将把发动机的机械功率转化成对附件提供功率所需要电能。

自耦变压器(ATU)通常用于功率应用中，以互连以不同的电压级别运行的系统，以及减少发电机的谐波含量和在整流器的输出处的脉动。在航空器中，自耦变压器典型地用来在发电机和整流器之间升高或降低电压。ATU与发电机分离，并且会增加发动机的重量和体积。此外，ATU通常需要强制液体冷却系统，这会对发动机增加额外的重量和体积。

发明内容

在一个实施例中，一种发电机包括：定子，其具有三个主绕组；至少两个次绕组，其连接到三个主绕组中的各个上，以形成集成式自耦变压器单元；第一组导体，其连接到三个主绕组上；以及第二组导体，其连接到至少两个次绕组中的各个上。

在另一个实施例中，一种燃气涡轮发动机具有发电机，发电机包括：定子，其具有三个主绕组；至少两个次绕组，其连接到三个主绕组中的各个上，以形成集成式自耦变压器单元；第一组导体，其连接到三个主绕组上；以及第二组导体，其连接到至少两个次绕组中的各个上。

附图说明

在附图中：

图1是用于航空器的燃气涡轮发动机的示意性横截面图；

图2是用于图1的燃气涡轮发动机的电功率系统架构的示意性框图，该系统架构具有根据本发明的第一实施例的具有集成式自耦变压器单元的发电机；

图3是具有图2的电功率系统架构的集成式自耦变压器单元和AC-DC功率转换器的发电机的电气图。

图4是用于具有图3的集成式自耦变压器单元的发电机的定子绕组的电气图；

图5是用于图4的定子绕组的绕组向量图；

图6是用于图1的燃气涡轮发动机的电功率系统架构的示意性框图，该系统架构具有根据本发明的第二个实施例的集成式自耦变压器单元；

图7是具有图6的电功率系统架构的集成式自耦变压器单元和AC-DC功率转换器的发电机的电气图。

图8是用于具有图3的集成式自耦变压器单元的发电机的定子绕组的电气图；

图9是用于图8的定子绕组的绕组向量图；

图10是用于图1的燃气涡轮发动机的电功率系统架构的示意性框图，该系统架构具有根据本发明的第三实施例的集成式自耦变压器单元的发电机；

图11是具有图10的电功率系统架构的集成式自耦变压器单元和AC-DC功率转换器的发电机的电气图。

部件列表：

10 燃气涡轮发动机

12 风扇区段

14 风扇

16 LPC

18 HPC

20 燃烧区段

22 HPT

24 LPT

26 HP轴

28 LP轴

30 HPT转子

32 叶片

34 叶片平台

36 叶片尖部

40 电功率系统架构

42 左发动机系统

44 右发动机系统

46 辅助功率单元(APU)

48 外部功率源(EPS)

50 DC输出(APU)

52 DC输出(EPS)

54 APU启动器-发电机

56 ATU集成式启动器-发电机(HP)

58 ATU集成式发电机(LP)

60 功率发生区段

62 ATU区段

64 副齿轮箱

66 三相输出功率供应

68 九相功率输出