[发明专利]电气系统

说明书

本公开涉及电气系统，提供了用于将旋转电机与气体涡轮滑阀连接的电气系统201。一种此类电气系统201包括：第一双绕组旋转电机111，该第一双绕组旋转电机与第一气体涡轮滑阀机械地联接并包括第一三相子机111‑1和第二三相子机111‑2；第二双绕组旋转电机113，该第二双绕组旋转电机与第二气体涡轮滑阀机械地联接并包括第三三相子机113‑1和第四三相子机113‑2；一组N＝4个双向转换器电路401‑404，该一组N＝4个双向转换器电路用于在交流电(ac)与直流电(dc)之间进行来回转换，每个双向转换器电路具有相关联的索引n＝(1,…,N)，并且对于所有n，第n个双向转换器电路的ac侧与第n个三相子机连接。第一转换器电路401的dc侧与第三转换器电路403的dc侧连接，第二转换器电路402的dc侧与第四转换器电路404的dc侧连接。

技术领域

本公开涉及用于将旋转电机与旋转机器诸如气体涡轮滑阀连接的电气系统。

背景技术

在航空航天中，人们提倡采用更多电动引擎(MEE)和更多电动飞行器(MEA)概念，以大幅减少它们带来的燃料消耗和复杂性。例如，一种已知的飞行器构型在其引擎中包括既能够作为马达又能够作为发电机运行的电机，以便于在飞行过程中生成电功率，还有利于引擎的启动和空气涡轮启动器的移除。这种已知飞行器的一种引擎构型包括联接到双滑阀涡轮风扇的高压滑阀的此类电机。另一种构型包括联接到三滑阀涡轮风扇的中压滑阀的此类电机。

然而，维修经验证明，此类构型中的发电方式有时可能并且确实会失效。此外，装置的电气方面被认为是复杂的系统，因此不能采用快速的认证方法。这对容错设计提出了要求。提供单一的容错是公认的惯例，其依据是生存系统发生故障之前的平均时间足够长。

越来越期望促进气体涡轮引擎的滑阀之间的功率传递。研究表明，可能会延长部件寿命并提高燃料消耗率，这在短途任务中可能是显著的。其他研究表明，使用电气系统增强核心气体涡轮允许减小涡轮机械的尺寸。

然而，显然，如果采取极端位置以使车辆的安全飞行依赖于这种电功率增强系统，则所述系统必须具有必要的容错能力，以促进在出现故障时继续运行。这种要求可概况为在存在单个故障的情况下可调度引擎，即，即使已发生单个故障，电气系统仍可以容忍不会引起危害性或灾难性事件的另一个故障。

除了用于客机的涡轮风扇的开发以外，诸如电动垂直起降(EVTOL)飞行器的车辆也在开发中，它们需要类似的方法来保证运行安全。短期建议配置有冗余涡轮发电机，为电动螺旋桨提供动力。出于重量管理的目的，涡轮发电机可能是单滑阀气体涡轮。与受益于轴功率传递的多滑阀涡轮风扇引擎类似，这种装置对于促进涡轮发电机之间的容错功率传递是有益的，例如以允许在行程中再点火。

因此，本发明的目的是提供一种用于将旋转电机连接到气体涡轮滑阀的电气系统。根据前面的论述内容，将会知道，气体涡轮滑阀可以构成相同引擎或不同引擎的一部分。

发明内容

本发明涉及用于将旋转电机与旋转机器连接的电气系统，该旋转机器可包括例如气体涡轮滑阀。因此，本发明还涉及包括此类电气系统的气体涡轮，以及包括两个气体涡轮和此类电气系统的布置结构。

在一个方面，电气系统包括：

第一双绕组旋转电机，该第一双绕组旋转电机与第一气体涡轮滑阀机械地联接，并且包括第一三相子机和第二三相子机；

第二双绕组旋转电机，该第二双绕组旋转电机与第二气体涡轮滑阀机械地联接，并且包括第三三相子机和第四三相子机；

一组N＝4个双向转换器电路，该一组N＝4个双向转换器电路用于在交流电(ac)与直流电(dc)之间进行来回转换，每个双向转换器电路具有相关联的索引n＝(1,…,N)，并且对于所有n，第n个双向转换器电路的ac侧与第n个三相子机连接；以及

第一转换器电路的dc侧与第三转换器电路的dc侧连接，并且第二转换器电路的dc侧与第四转换器电路的dc侧连接。