[发明专利]一种燃气轮机起动机/发电机的分布式结构

说明书

技术领域

本发明涉及燃气轮机，尤指在变速箱或辅助变速箱上安装起动机/发电机(S/G)的燃气轮机。本发明的领域涉及飞机或直升机的航空引擎的燃气轮机，以及辅助电源单元(APUs)。

背景技术

在燃气轮机中，一些设备或“附件”的某些部件是由机械传动装置来驱动的，该机械传动装置使用的是涡轮轴产生的机械力，其包括一组安装在机箱内(如变速箱或辅助变速箱)的齿轮。附件包括多种用于产生水压的泵，以便输送燃料和润滑剂，附件还包括一个或多个电起动机/发电机(S/G)。

当燃气轮机工作时，每个S/G起电力发电机的作用，产生电力供给飞机或直升机及其引擎的一个或多个电力分配中心。

当燃气轮机停止工作时，通过将S/G连接到外部电源，S/G即可被用作起动机，以通过旋转由变速箱连接的涡轮轴来启动燃气轮机工作。

已知的S/G包括主同步发电机，其具有主转子和主定子，以及励磁机(exciter)，该励磁机具有带有次级磁路的转子和带有初级磁路的定子。励磁机的次级电路通过整流器(例如旋转二极管桥式电路)向同步发电机的主转子供电。在发电模式，同步发电机的初级电路在励磁机二极管桥式电路输送的直流电(DC)作用下旋转，从而使次级电路产生出交流电，该交流电的频率变化是旋转速度的函数。在启动模式，由励磁机供电的主转子，和由外部交流电供电的主定子是作用为同步发电机。

这种已知的S/G是一种体积相对较大的设备，其通常安装在变速箱一侧的一个特殊的箱体内，并且采用机械连接。这导致其占用的空间很大，重量很重，因此需要有足够重量的附加装置以便使其能安装在变速箱上。

发明内容

本发明的目的是提出一种能够减少重量和体积，同时为了维护或修理目的易于拆卸的S/G结构。

该目的通过燃气轮机的起动机/发电机来实现，该起动机/发电机包括：发电机，其带有构成初级磁路的转子和构成次级磁路的定子；以及励磁机，其带有构成初级磁路的定子和构成次级磁路的转子，该起动机/发电机包括：

第一模块或发电机模块，其包括第一箱体和第一轴，发电机安装在第一箱体内，第一轴与发电机的转子一同旋转，该第一轴伸出第一箱体外，并且承载第一机械连接部件；

第二模块或励磁机模块，其包括第二箱体和第二轴，励磁机安装在第二箱体内，第二轴与励磁机的转子一同旋转，第二轴与第一轴不同，其伸出第二箱体外，并且承载第二机械连接部件；以及

电气连接，其包括整流器和至少一个连接器，该连接器用于将励磁机的次级电路与发电机的初级电路相连。

由于S/G的模块结构，具有不同的机械连接轴的发电机模块和励磁机模块可以分别安装在变速箱上。因此，可以减小变速箱向外伸出的重量(the weight cantileveredout)。此外，由于电器连接是可以断开的，所以就可以为维护或更换的目的而单独移除发电机模块或单独移除励磁机模块。

根据本发明的一个特征，电气连接至少部分地安装在第一和第二轴内，第和第二轴可以是中空的，或者另设通道以便使电气连接从其中穿过。

根据本发明的另一个特征，S/G进一步包括永久磁铁发电机，其具有承载永久磁铁的转子和构成次级电路的定子，永久磁铁发电机构成所述模块之一的一部分，其安装在该模块的箱体内，其转子与模块的轴一同旋转。较佳地，永久磁铁发电机构成励磁机模块的一部分。

至少有一个模块连接到一专用于该模块的设备，以便向该模块提供冷却液/润滑液。在这种情况下，有益的是，模块的轴连接到一专用设备以便为其提供冷却液/润滑液，该轴通过开口伸出所述模块的箱体外，该开口上具有密封装置。

本发明也提供一种组件，其包括燃气轮机变速箱，该变速箱具有安装在箱内的多个齿轮构成的齿轮组，以及至少一个与变速箱连接的S/G，带有第一和第二连接部件的上述S/G与变速箱的一个齿轮相连，第一和第二箱体中的每一个都与变速箱的箱体相连。

在一个实施例中，第一和第二轴共轴，并且与变速箱的公共齿轮结合，第一和第二模块的箱体分别连接到变速箱箱体的两相对侧。