[发明专利]发电机系统

说明书

本发明涉及发电机系统，包括可旋转轴和辅助永磁发电机(PMG)，可旋转轴配置成围绕轴的中心纵轴旋转，并且辅助永磁发电机(PMG)安装在轴上，使得辅助PMG配置成围绕中心纵轴而随可旋转轴旋转。该系统包括具有转子和定子的绕场磁通切换电机。转子安装在轴上，使得转子配置成围绕中心纵轴而随轴旋转。定子包括直流(DC)励磁线圈和交流(AC)电枢线圈。DC励磁线圈操作地连接在用于激励DC励磁线圈的辅助PMG上。

技术领域

旋转电机用于各种广泛的应用，例如汽车应用、航空和航天应用、船舶应用、工业应用等等。旋转电机包括转子和定子。旋转电机可能是电动机，其中转子相对于定子旋转，从而将电能转换成机械能。旋转电机还包括发电机，其中在转子和定子之间的相对旋转将机械能转换成电能。发电机的一个示例是一种在飞机上使用的发电机，例如，但不局限于用于为飞机的电系统供应电源。

背景技术

至少某些已知的发电机系统包括三相绕场同步旋转电机(即，绕场同步发电机)。无电刷激励器操作地连接在绕场同步发电机上，用于激励场绕组。无电刷激励器包括可控制的固定的直流(DC)激励和连接在旋转整流器上的三相旋转电枢，其为绕场同步发电机的旋转场绕组供应主激励要求。电源通过辅助永磁发电机(PMG)(pilot permanent magnetgenerator)供应至无电刷激励器。

包括绕场同步发电机的已知的发电机系统不是没有缺点。例如，这种发电机系统的无电刷激励器和旋转整流器可能增加了成本，并且/或者降低了系统的可靠性。此外，可能难以充分地从绕场同步发电机的转子的旋转的主动绕组中移除热量，其可能降低系统的可靠性。此外，因为旋转整流器和主动绕组的原因，绕场同步发电机可能不适合于在相对苛刻的环境中使用，在这种苛刻的环境中，绕场同步发电机暴露于相对较高的温度、相对较低的温度、湿气、化学制品、灰尘、磨损材料、冲击负载、振动等等中。

发明内容

在一个实施例中，一种发电机系统包括可旋转轴和辅助永磁发电机，可旋转轴配置成围绕轴的中心纵轴旋转，并且辅助永磁发电机(PMG)安装在轴上，使得辅助PMG配置成围绕中心纵轴随可旋转轴旋转。该系统包括具有转子和定子的绕场磁通切换电机。转子安装在轴上，使得转子配置成围绕中心纵轴而随轴旋转。定子包括直流(DC)励磁线圈和交流(AC)电枢线圈。DC励磁线圈操作地连接在用于激励DC励磁线圈的辅助PMG上。

在一个实施例中，飞机包括机身和载于机身上的发动机。发动机包括可旋转轴，其配置成围绕轴的中心纵轴旋转。发电机系统载于机身上。发电机系统包括安装在发动机轴上的辅助永磁发电机(PMG)，使得辅助PMG配置成围绕中心纵轴而随轴旋转。该系统包括具有转子和定子的绕场磁通切换电机。转子安装在发动机轴上，使得转子配置成围绕中心纵轴而随轴旋转。定子包括直流(DC)励磁线圈和交流(AC)电枢线圈。DC励磁线圈操作地连接在用于激励DC励磁线圈的辅助PMG上。

在一个实施例中，发电机系统包括可旋转轴、直流(DC)电源和绕场磁通切换电机，可旋转轴配置成围绕轴的中心纵轴旋转。电机包括转子和定子。转子安装在轴上，使得转子配置成围绕中心纵轴而随轴旋转。定子包括DC励磁线圈和交流(AC)电枢线圈。DC励磁线圈操作地连接在用于激励DC励磁线圈的DC电源上。

一种发电机系统包括：

可旋转轴，其配置成围绕轴的中心纵轴旋转；

辅助永磁发电机(PMG)，其安装在轴上，使得辅助PMG配置成围绕中心纵轴而随轴旋转；以及

绕场磁通切换电机，其包括转子和定子，转子安装在轴上，使得转子配置成围绕中心纵轴而随轴旋转，定子包括直流(DC)励磁线圈和交流(AC)电枢线圈两者，DC励磁线圈操作地连接在用于激励DC励磁线圈的辅助PMG上。

优选地，还包括电压调节器，其操作地连接在辅助PMG和DC励磁线圈之间。

优选地，定子的DC励磁线圈沿着定子的弧长而与定子的AC电枢线圈重叠。