[发明专利]飞机并列式混合励磁应急发电机及其应用、以及控制方法

权利要求书

1.一种飞机并列式混合励磁应急发电机，其特征在于，发电机为三级式结构，包括永磁副励磁机、主励磁机和主电机；三部分安装在同一机壳内，同轴旋转；其中，所述主电机为并列式混合励磁结构，包括同轴相连的永磁部分和电励磁部分两部分，两部分定子铁心拓扑相同且相互对齐，共用一套电枢绕组，主励磁机安装在电励磁部分一侧；

所述电枢绕组同时绕在永磁部分和电励磁部分定子对应的定子齿上，即一个电枢绕组的元件边同时放在两部分定子相同的槽内。

2.根据权利要求1所述的一种飞机并列式混合励磁应急发电机，其特征在于，

所述电励磁部分包括电励磁部分定子铁心、电励磁部分转子铁心、励磁绕组和阻尼绕组，以及与永磁部分共用的定子电枢绕组；所述励磁绕组缠绕在电励磁部分转子铁心上；所述阻尼绕组安放在电励磁部分转子铁心的极靴内，通过端板连接在一起；

所述永磁部分包括永磁部分定子铁心、永磁部分转子铁心，在所述永磁部分转子铁心上设有永磁体，所述永磁体安放形式为表贴式的，或者是内置式的，永磁体磁场为径向或者切向，此外所述转子铁心上还设有与电励磁部分共用的电枢绕组；

两个转子与各自对应的定子对齐，两部分转子铁心的轴向间隙与两部分定子铁心的轴向间隙相同，两部分铁心之间能够容纳包括电励磁部分励磁绕组端部在内的部件的轴向间隙；永磁部分和电励磁部分极对数相同，永磁部分的N极与电励磁部分的N极对齐，永磁部分的S极与电励磁部分的S极对齐；永磁部分和电励磁部分的磁路相互独立，互不影响。

3.根据权利要求1所述的一种飞机并列式混合励磁应急发电机，其特征在于，所述应急发电机还包括旋转整流器，所述旋转整流器安装于主电机与主励磁机之间的轴内或主励磁机的转子上。

4.根据权利要求3所述的一种飞机并列式混合励磁应急发电机，其特征在于，

所述永磁部分和电励磁部分的尺寸比例受以下两个约束条件制约：

1）在不提供励磁电流的情况下，主电机仅依靠永磁磁链在所有工况下输出的最大电压值小于等于额定电压；

2）主电机电枢绕组发生三相短路故障时，切除励磁电流之后，电机由于永磁磁链的存在而产生的短路电流应限制在一定范围内，要求短路电流不造成起火，且不能对其它设备产生影响；

发电机控制器根据电机实际工况控制励磁电流，通过主电机电励磁部分的增磁维持稳定的输出电压。

5.根据权利要求1所述的飞机并列式混合励磁应急发电机的控制方法，其特征在于，

永磁副励磁机的输出经过发电控制器的整流调压之后提供给主励磁机励磁绕组，主励磁机电枢绕组产生三相交流电，经过旋转整流器整流之后通入主电机电励磁部分的励磁绕组；

通过发电控制器调节主励磁机励磁电流的大小以维持输出电压的稳定，当输出电压小于额定电压时，发电控制器增大主励磁机励磁电流，主电机电励磁部分获得的励磁电流同时增大，从而将输出电压提高到额定值；

当输出电压大于额定电压时，发电控制器减小主励磁机励磁电流，主电机电励磁部分获得的励磁电流同时减小，从而将输出电压降低到额定值。

6.根据权利要求5所述的飞机并列式混合励磁应急发电机控制方法，其特征在于，

发电运行时，主励磁机为主电机的电励磁部分提供励磁电流，且励磁电流是单向的，主电机的电励磁部分和永磁部分提供的磁势方向相同，电励磁部分总是起增磁作用。

7.采用如权利要求5所述的飞机并列式混合励磁应急发电机的飞机应急电源系统，其特征在于，

所述飞机应急电源系统由冲压空气涡轮直接驱动，所述应急发电机与涡轮同轴安装，在应急情况下向飞机供电；冷却方式为强迫风冷，通过引气管道从迎风面直接引气，电机内部同时安装有风扇。