BR102018004444A2

BR102018004444A2 - sistemas e métodos para reduzir os efeitos de oscilação de torção para a geração de energia elétrica

Info

Publication number: BR102018004444A2
Application number: BR102018004444-3A
Authority: BR
Inventors: Michael T. Fox; Kamiar J. Karimi; Sheau-Wei J. Fu; Eugene V. Solodovnik; Paul A. Mezs; Jerry E. Farstad
Original assignee: The Boeing Company
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2018-03-06
Publication date: 2018-11-21
Also published as: US10320314B2; CN108809175A; JP7195762B2; KR102509264B1; US20180316294A1; RU2018101684A3; RU2749525C2; CN108809175B; JP2019013137A; EP3396848A1; KR20180121335A; RU2018101684A

Abstract

a presente invenção refere-se a sistemas e métodos que são proporcionados para um propulsor de aeronave configurado para gerar energia elétrica através de um gerador de frequência variável em resposta à rotação de um trem de engrenagem. um propulsor de aeronave inclui circuito de compensação. um propulsor de aeronave adicionalmente inclui o circuito de excitação que, quando alimentado por um sinal de excitação, gera um campo magnético que interage com o girar do gerador de frequência variável para gerar energia elétrica. o circuito de excitação pode ser alimentado por pelo menos uma porção da energia gerada pelo gerador de frequência variável. o circuito de compensação pode ajustar o sinal de excitação para reduzir o efeito de oscilação de torção do trem de engrenagem e/ou o gerador de frequência variável na qualidade da energia produzida pelo gerador de frequência variável.

Description

(54) Título: SISTEMAS E MÉTODOS PARA REDUZIR OS EFEITOS DE OSCILAÇÃO DE TORÇÃO PARA A GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA (51) Int. Cl.: H02P 9/02; H02P 9/06; H02P 9/42; H02P 101/30; B64D 33/00; (...).

(30) Prioridade Unionista: 28/04/2017 US 15/582,421.

(71) Depositante(es): THE BOEING COMPANY.

(72) Inventor(es): MICHAEL T. FOX; KAMIAR J. KARIMI; SHEAU-WEI J. FU; EUGENE V. SOLODOVNIK; PAUL A. MEZS; JERRY E. FARSTAD.

(57) Resumo: A presente invenção refere-se a sistemas e métodos que são proporcionados para um propulsor de aeronave configurado para gerar energia elétrica através de um gerador de frequência variável em resposta à rotação de um trem de engrenagem. Um propulsor de aeronave inclui circuito de compensação. Um propulsor de aeronave adicionalmente inclui o circuito de excitação que, quando alimentado por um sinal de excitação, gera um campo magnético que interage com o girar do gerador de frequência variável para gerar energia elétrica. O circuito de excitação pode ser alimentado por pelo menos uma porção da energia gerada pelo gerador de frequência variável. O circuito de compensação pode ajustar o sinal de excitação para reduzir o efeito de oscilação de torção do trem de engrenagem e/ou o gerador de frequência variável na qualidade da energia produzida pelo gerador de frequência variável.

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “SISTEMAS E MÉTODOS PARA REDUZIR OS EFEITOS DE OSCILAÇÃO DE TORÇÃO PARA A GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA”.

Antecedentes [0001] A descrição refere-se em geral a aeronaves e mais especificamente à geração de energia elétrica de propulsor de aeronave. Determinados propulsores de aeronaves podem acionar um gerador de frequência variável (VFG) para proporcionar energia elétrica para a aeronave. O referido VFG pode ser acoplado a um núcleo do motor de um propulsor de aeronave através de um trem de engrenagem de acionamento direto, onde o trem de engrenagem de acionamento direto pode ter um fator de amortecimento tipicamente não maior do que cerca de 0,02, ou 2%. Em virtude do referido baixo fator de amortecimento, uma oscilação de torção pode surgir dentro do trem de engrenagem na forma de limitar o comportamento do ciclo através de oscilação em uma ou mais frequências naturais (por exemplo, ressonante). As oscilações de torção nas referidas frequências podem ser amplificadas por controle de feedback, o que leva a uma oscilação de torção sustentada (STO), também conhecida como oscilação subsincrônica (SSRO).

[0002] As referidas oscilações de torção podem ocasionar uma redução na qualidade da energia elétrica gerada pelo VFG. Em particular, as oscilações de torção podem resultar em que a energia elétrica exiba oscilações em voltagem e/ou corrente associadas com uma ou mais frequências naturais do trem de engrenagem. As referidas oscilações podem assim introduzir ruído indesejável na energia elétrica proporcionada para a aeronave o qual, se deixado sem correção, pode ocasionar excessivo desgaste e/ou danos para os sistemas elétricos da aeronave.

Sumário

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2/29 [0003] Sistemas e métodos são descritos para atenuar efeitos indesejáveis de geração de energia causados por oscilação de torção de um trem de engrenagem de um propulsor de aeronave acoplado a um gerador de energia. Em um exemplo, um sistema de geração de energia em aeronave pode ser descrito. Um sistema de geração de energia em aeronave pode incluir um gerador de frequência variável acoplado a um trem de engrenagem, o trem de engrenagem tendo uma frequência de oscilação de torção associada, circuito de excitação para induzir um campo magnético no gerador de frequência variável em resposta a um sinal de excitação para gerar energia elétrica pelo gerador de frequência variável em resposta à rotação do trem de engrenagem, e circuito de compensação eletricamente acoplado ao circuito de excitação para ajustar o sinal de excitação para filtrar os efeitos da frequência da oscilação de torção do trem de engrenagem na energia elétrica proporcionada pelo gerador de frequência variável.

[0004] Em um exemplo adicional, um método de operar um sistema de geração de energia pode ser descrito. O método pode incluir girar um gerador de frequência variável com um trem de engrenagem, o trem de engrenagem tendo uma frequência de oscilação de torção associada, induzir um campo magnético no gerador de frequência variável com circuito de excitação em resposta a um sinal de excitação, gerar energia elétrica com o gerador de frequência variável e receber a energia elétrica com circuito de compensação, ajustar o sinal de excitação com circuito de compensação, e aplicar o sinal de excitação ajustado ao circuito de excitação para filtrar os efeitos da frequência da oscilação de torção do trem de engrenagem na energia elétrica proporcionada pelo gerador de frequência variável.

[0005] Em outro exemplo, uma aeronave pode ser descrita. A aeronave pode incluir uma fuselagem, uma asa, e um propulsor de aeronave acoplado à fuselagem e/ou asa. Um propulsor de aeronave pode

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3/29 incluir uma unidade de força, um trem de engrenagem acoplado à unidade de força, o trem de engrenagem tendo uma frequência de oscilação de torção associada, um gerador de frequência variável acoplado ao trem de engrenagem, circuito de excitação para induzir um campo magnético no gerador de frequência variável em resposta a um sinal de excitação para gerar energia elétrica pelo gerador de frequência variável em resposta à rotação do trem de engrenagem, e circuito de compensação eletricamente acoplado ao circuito de excitação para ajustar o sinal de excitação para filtrar os efeitos da frequência da oscilação de torção do trem de engrenagem na energia elétrica proporcionada pelo gerador de frequência variável.

[0006] O âmbito da presente invenção é definido pelas reivindicações, que são incorporados nessa seção por referência. Um entendimento mais completo da descrição será proporcionado para aqueles versados na técnica, assim como a realização de vantagens adicionais da mesma, por uma consideração da descrição detalhada a seguir de uma ou mais implementações. Referência será feita às folhas em anexo de desenhos que serão primeiramente descritos de modo reduzido. Breve Descrição dos Desenhos [0007] A figura 1A ilustra uma vista de topo de uma aeronave de acordo com uma modalidade da descrição.

[0008] A figura 1B ilustra uma vista em perspectiva de um propulsor de aeronave de acordo com uma modalidade da descrição.

[0009] A figura 2A ilustra uma vista em perspectiva de um exemplo de um sistema de geração de energia elétrica de propulsor de aeronave com um sistema de compensação de oscilação de torção de acordo com uma modalidade da descrição.

[0010] A figura 2B ilustra um diagrama de bloco do circuito de compensação de acordo com uma modalidade da descrição.

[0011] A figura 2C ilustra um diagrama de bloco de um exemplo de

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4/29 sistema de geração de energia elétrica de propulsor de aeronave de acordo com uma modalidade da descrição.

[0012] A figura 3 é um gráfico de fluxo que detalha a operação de um sistema de geração de energia elétrica de propulsor de aeronave com um sistema de compensação de oscilação de torção de acordo com uma modalidade da descrição.

[0013] A figura 4 ilustra o comportamento modelado de um sistema de geração de energia elétrica de propulsor de aeronave sem um sistema de compensação de oscilação de torção.

[0014] A figura 5 ilustra o comportamento modelado de um propulsor de aeronave com um sistema de compensação de oscilação de torção de acordo com uma modalidade da descrição.

[0015] Exemplos da descrição e as suas vantagens são melhor entendidos por referência à descrição detalhada a seguir. Deve ser observado que os numerais de referência similares são usados para identificar elementos similares ilustrados em uma ou mais das figuras. Descrição Detalhada [0016] Sistemas e técnicas são proporcionados para reduzir os efeitos de oscilação de torção na energia elétrica gerada, por exemplo, por filtrar a energia elétrica gerada através de aplicação de um sinal de excitação ajustado proporcionado pelo circuito de compensação como adicionalmente discutido aqui. Em determinados exemplos, os sistemas e técnicas descritos aqui podem ser incorporados em um gerador acoplado a uma usina de força, tal como um propulsor de aeronave. Um propulsor de aeronave inclui a unidade de força (por exemplo, um núcleo motor de um propulsor de aeronave e/ou outro sistema de força apropriado) acoplado a um gerador de frequência variável (VFG). A unidade de força pode ser acoplada ao VFG por meio de um trem de engrenagem de acionamento direto. O referido trem de engrenagem de acionamento direto pode ter um baixo fator de amortecimento.

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5/29 [0017] O baixo fator de amortecimento pode levar a uma oscilação de torção dentro do trem de engrenagem na forma de limitar o comportamento do ciclo através de oscilação em uma ou mais frequências naturais (por exemplo, ressonante). As referidas oscilações de torção podem ocasionar uma redução na qualidade da energia elétrica gerada pelo VFG. Em particular, as oscilações de torção podem resultar na energia elétrica exibindo oscilações em voltagem e/ou corrente associadas com o comportamento do ciclo limite do trem de engrenagem. Por exemplo, a energia elétrica gerada pelo VFG pode ser representada como uma forma de onda composta que inclui componentes em múltiplas frequências e pelo menos um dos referidos componentes (por exemplo, um componente a uma determinada frequência) pode ser em virtude do comportamento do ciclo limite e pode ser indesejável.

[0018] Um propulsor de aeronave pode também incluir o circuito de excitação. Um sinal de excitação pode ser usado para energizar o circuito de excitação para gerar um campo magnético dentro do VFG. O sinal de excitação pode ser com base na energia elétrica gerada pelo VFG. Assim um ciclo de feedback pode existir entre o VFG e o circuito de excitação que pode ocasionar uma amplificação do componente de frequência indesejável da energia elétrica gerada pelo VFG.

[0019] Para efetivamente filtrar o componente de frequência indesejável, o circuito de compensação pode ser usado para gerar um sinal de excitação ajustado. O circuito de compensação pode incluir um regulador de voltagem, um processador, e uma memória. O circuito de compensação pode ajustar o sinal de excitação para fazer com que o circuito de excitação interaja com o VFG em uma maneira que efetivamente filtre o componente de frequência indesejável. Assim, o circuito de compensação minimiza ou reduz os efeitos de oscilação de torção do trem de engrenagem na energia gerada pelo VFG, o que leva a

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6/29 um aumento em qualidade de energia assim como se evita a amplificação adicional dos componentes de frequências indesejáveis. Assim sendo, a vida útil dos componentes elétricos pode ser aumentada e/ou as necessidades de manutenção podem ser reduzidas. Embora a presente descrição em geral descreva efetivamente implementar um filtro de entalhe com o circuito de compensação, outros exemplos do circuito de compensação podem efetivamente implementar outros tipos de filtros tais como filtros de baixa passagem, filtros de alta passagem, e/ou filtros de passa banda.

[0020] Em geral, os sistemas e técnicas descritos aqui compensam os distúrbios para a energia elétrica gerada pelo VFG que resulta a partir de vibração e/ou oscilação indesejada (por exemplo, comportamento do ciclo limite) do trem de engrenagem que acopla a unidade de força ao VFG em determinadas frequências naturais. Exemplos das referidas frequências incluem as frequências mais baixa do que 20 Hertz, entre 20 a 40 Hertz, entre 40 a 60 Hertz, e maior do que 60 Hertz. Exemplos específicos não limitantes das referidas frequências incluem 25 Hertz, 34 Hertz, 37 Hertz, e 60 Hertz. O circuito de compensação pode efetivamente filtrar uma porção estreita do conteúdo de frequência da energia elétrica produzida pelo VFG. Em determinados exemplos não limitantes, o circuito de compensação pode efetivamente filtrar menos do que +/- 0,5 Hertz, menos do que +/- 1 Hertz, e/ou mais do que +/- 1 Hertz de uma faixa de frequência de interesse (por exemplo, 25 Hertz, 34 Hertz, 37 Hertz, e/ou 60 Hertz) dentro do conteúdo de frequência da energia elétrica.

[0021] Embora os propulsores de aeronaves das referências da presente descrição (por exemplo, os sistemas de força de uma aeronave que geram impulso e energia elétrica), os sistemas e técnicas descritos aqui podem também ser aplicados a outros sistemas de propulsão que geram impulso para frente e energia elétrica (por exemplo,

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7/29 motores de combustão interna, sistemas de força marinhos, e sistemas de propulsão de espaçonave).

[0022] A figura 1A ilustra uma vista de topo de uma aeronave de acordo com uma modalidade da descrição. A aeronave 50 da figura 1A inclui a fuselagem 170, as asas 172, estabilizadores horizontais 174, propulsores de aeronaves 100A e 100B, e um estabilizador vertical 178. Vários controles e sensores estão presentes na aeronave 50. Por exemplo, a aeronave 50 inclui uma plataforma de voo 104 onde um piloto pode acrescentar instruções para a operação de uma aeronave 50. A plataforma de voo 104 da aeronave 50 pode incluir controles que podem ser manipulados pelo(s) piloto(s) da aeronave 50 para proporcionar instruções para a operação de a aeronave. Por exemplo, a plataforma de voo 104 pode incluir um controle ou controles configurados para controlar a operação dos propulsores de aeronaves 100A e 100B. A plataforma de voo 104 pode também incluir controles para determinar a configuração do estabilizador horizontal ou outro dispositivo aerodinâmico da aeronave 50 assim como a configuração do estabilizador vertical.

[0023] As informações podem ser comunicadas ao controlador do sistema 108, que pode então proporcionar saída de informação aos vários sistemas da aeronave 50 (por exemplo, propulsores de aeronaves 100A e 100B). Os vários sistemas da aeronave 50 são ligados com comunicações digitais 106, que proporciona sinais a partir de um componente da aeronave 50 a um ou mais outros componentes. O canal de comunicação digital 106 pode, por exemplo, ser um circuito de comunicação com fio ou um sistema de comunicações sem fio. O canal de comunicação digital 106 pode ligar os vários componentes ao controlador do sistema 108.

[0024] O controlador do sistema 108 pode incluir, por exemplo, um processador ou microprocessador de único núcleo ou de múltiplos núPetição 870180018041, de 06/03/2018, pág. 126/157

8/29 cleos, um microcontrolador, um dispositivo lógico, um dispositivo de processamento de sinal, memória para armazenar instruções executáveis (por exemplo, software, firmware, ou outras instruções), e/ou quaisquer elementos para realizar qualquer uma das várias operações descritas aqui. Em vários exemplos, o controlador do sistema 108 e/ou as suas operações associadas pode ser implementada como um único dispositivo ou como múltiplos dispositivos (por exemplo, ligados em modo de comunicação através de conexões com fio ou sem fio, tais como o canal de comunicação digital 106) para coletivamente constituir o controlador do sistema 108.

[0025] O controlador do sistema 108 pode incluir um ou mais componentes de memória ou dispositivos para armazenar dados e informação. A memória pode incluir memória volátil e não volátil. Exemplos das referidas memórias incluem RAM (Memória de acesso aleatório), ROM (Memória de apenas leitura), EEPROM (Memória de apenas leitura eletricamente apagável), memória flash, ou outros tipos de memória. Em determinados exemplos, o controlador do sistema 108 pode ser adaptado para executar instruções armazenadas dentro da memória para realizar vários métodos e processos descritos aqui, que incluem a implementação e a execução de algoritmos de controle que respondem a informações acrescentadas por sensor e/ou operador (por exemplo, tripulação de voo).

[0026] A aeronave 50 descrita na figura 1A é exemplificativa e é observado que em outras modalidades, a aeronave 50 pode incluir menos ou mais componentes (por exemplo, nenhum estabilizador horizontal, estabilizadores adicionais, sensores adicionais, e/ou controladores adicionais). Adicionalmente, os conceitos descritos aqui podem ser estendidos a outras aeronaves tais como helicópteros, Veículos aéreos não nomeados, etc.

[0027] A figura 1B ilustra uma vista em perspectiva de um propulPetição 870180018041, de 06/03/2018, pág. 127/157

9/29 sor de aeronave de acordo com uma modalidade da descrição. Propulsor de aeronave 100 (por exemplo, propulsores de aeronaves 100A e 100B mostrados na figura 1A) incluem a nacela 102 e a unidade de força 136. No exemplo mostrado na figura 1B, a nacela 102 contém a unidade de força 136 (em comunicação com um trem de engrenagem 210 tendo a eixo giratório, como mostrado na figura 2A) e outros componentes de um propulsor de aeronave 100 usados para produzir impulso, mas outros exemplos de um propulsor de aeronave podem arranjar a ventoinha de modo que a ventoinha não seja contida pela nacela (por exemplo, em, por exemplo, uma configuração de turbo propulsão). A nacela 102 pode também incluir uma ou mais porções que podem ser movidas e/ou removidas para permitir que um técnico ou outro pessoal para avaliar os componentes internos de um propulsor de aeronave 100 para, por exemplo, inserir e/ou montar um ou mais componentes elétricos (por exemplo, instrumentos) para monitorar uma ou mais condições de um propulsor de aeronave 100.

[0028] A unidade de força 136 inclui um ou mais ventoinhas que captam e/ou energizam o ar que flui para dentro da nacela 102, tal como em uma direção de fluxo de ar 140A. O ar que flui para dentro da nacela 102 por meio da direção de fluxo de ar 140A pode fluir através de vários trajetos de fluxo interno dentro da nacela 102 e/ou unidade de força 136. A unidade de força 136 pode incluir uma ou mais ventoinhas e uma ou mais câmaras de combustão e outros componentes que podem ser configurados para enviar e/ou comburir combustível proporcionado às câmaras de combustão. A unidade de força 136 pode produzir impulso para energizar uma aeronave na qual um propulsor de aeronave 100 está acoplado. Em determinados exemplos, a operação da unidade de força 136 pode incluir a rotação de pelo menos determinadas porções da unidade de força 136. A unidade de força 136 pode ser acoplada a e/ou pode incluir a VFG. O movimento roPetição 870180018041, de 06/03/2018, pág. 128/157

10/29 tacional da unidade de força 136 pode, através de um trem de engrenagem, ser usado para girar a VFG de um propulsor de aeronave 100. [0029] A figura 2A ilustra uma vista em perspectiva de um exemplo de um sistema de geração de energia elétrica de propulsor de aeronave com um sistema de compensação de oscilação de torção de acordo com uma modalidade da descrição. A figura 2A pode incluir a unidade de força 136, um trem de engrenagem 210, a VFG 212, um circuito de excitação 214, circuito de compensação 222, sistemas elétricos da aeronave 218, e um controlador de filtro 220.

[0030] A unidade de força 136 pode ser qualquer tipo de usina de força tal como um motor ou unidade de força de um propulsor de aeronave. Assim sendo, a unidade de força 136 pode ser uma unidade de força de um turboventilador, turbopropulsor, turboeixo, turbopropulsor, turbojato, Wankel, pistão, e/ou outro tipo de motor. A unidade de força 136 é conectada ao VFG 212 por meio do trem de engrenagem 210. Em determinados exemplos, o trem de engrenagem 210 pode ser um trem de engrenagem de acionamento direto, mas outros exemplos podem incluir outros tipos de trens de engrenagem.

[0031] Durante a operação de um propulsor de aeronave 100, um ou mais componentes (por exemplo, um eixo de saída) da unidade de força 136 gira o trem de engrenagem 210 e o trem de engrenagem 210 subsequentemente gira o VFG 212. Quando o circuito de excitação 214 recebe um sinal de excitação, o circuito de excitação 214 produz ondas eletromagnéticas que interagem com as bobinas do gerador do VFG 212 para produzir energia elétrica 232, que podem ser usadas para energizar aeronave sistemas. Pelo menos uma porção da energia elétrica 232 gerada pode também ser usada para subsequentemente energizar o circuito de excitação 214 na forma de sinal de excitação 230 e assim formar um ciclo de feedback que inclui pelo menos o VFG 212 e o circuito de excitação 214.

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11/29 [0032] O trem de engrenagem 210 pode ser um trem de engrenagem que tem um baixo coeficiente de amortecimento. Em determinados exemplos, o trem de engrenagem 210 pode ser um trem de engrenagem de acionamento direto. Em determinados exemplos, a operação do trem de engrenagem 210 pode resultar em comportamento do ciclo limite em uma ou mais frequências ressonantes.

[0033] Na medida em que o trem de engrenagem 210 pode ser diretamente acoplado ao VFG 212, a referida ressonância e/ou comportamento do ciclo limite pode reduzir a qualidade de energia elétrica 232 produzida pelo VFG 212 por gerar energia elétrica que inclui determinados componentes indesejáveis (por exemplo, componentes de frequências indesejáveis). A qualidade reduzida de energia elétrica pode ser compensada e/ou minimizada por meio do uso de circuito de compensação 222. Adicionalmente, o circuito de compensação 222 pode minimizar e/ou evitar a amplificação da ressonância.

[0034] O circuito de compensação 222 pode incluir, pelo menos, um regulador de voltagem 216 e um controlador de filtro 220. Em determinados dos referidos exemplos, o circuito de compensação 222 pode ajustar o sinal de excitação 230 proporcionado ao circuito de excitação 214 de modo que o circuito de excitação 214 interage com o VFG 212 para efetivamente entalhar o filtro de energia elétrica 232 gerada pelo VFG 212. O circuito de compensação 222 pode ajustar o sinal de excitação 230, por exemplo, por aplicar uma equação de diferença ao sinal de excitação 230 para atenuar determinados componentes de frequências do sinal de excitação 230. Por exemplo, em determinados exemplos, a energia elétrica 232 gerada pelo VFG 212 pode ser representada como uma forma de onda composta que inclui componentes em múltiplas frequências. Pelo menos um dos referidos componentes (por exemplo, um componente de uma determinada frequência) pode resultar a partir de e/ou pode ser amplificado por comPetição 870180018041, de 06/03/2018, pág. 130/157

12/29 portamento do ciclo limite do trem de engrenagem 210 e pode ser indesejável. Em determinados exemplos do circuito de compensação 222, um sinal de compensação na forma de uma forma de onda negativa a uma frequência do componente indesejável é aplicado para eliminar ou reduzir o componente indesejável da energia elétrica.

[0035] Assim sendo, o circuito de compensação 222 pode ser configurado para atenuar (por exemplo, amortecer por reduzir ou filtrar) determinados componentes de frequências do sinal de excitação 230 (por exemplo, as frequências que podem resultar a partir de ressonância e/ou comportamento do ciclo limite dentro do trem de engrenagem 210 e/ou VFG 212). A frequência e/ou faixa de frequência pode corresponder a e/ou inclui uma frequência natural do trem de engrenagem 210 e/ou VFG 212. Exemplos não limitantes das referidas frequências incluem 25 Hertz, 34 Hertz, 37 Hertz, e 60 Hertz, mas a referida frequência e/ou faixa de frequência podem incluir outras frequências. As referidas frequências podem ser afetadas, por exemplo, pelo desenho do trem de engrenagem 210 e/ou VFG 212 tal como o número de dentes, peso das engrenagens, o número de engrenagens, a orientação das engrenagens, o desenho dos suportes, o peso, a configuração e/ou as dimensões de componentes do trem de engrenagem 210 e/ou o VFG 212, e/ou outros referidos fatores.

[0036] Embora o presente exemplo descreva o uso de efetiva filtragem do tipo de entalhe por circuito de compensação 222, outros exemplos podem utilizar um atual filtro de entalhe que pode ser configurado para filtrar determinadas frequências do sinal de excitação e o referido sinal de excitação ajustado então proporcionado ao circuito de compensação 222.

[0037] Em um exemplo ilustrativo, o trem de engrenagem 210 e/ou o VFG 212 pode exibir o comportamento do ciclo limite que resulta em oscilação de torção. A oscilação de torção pode ser a uma frequência

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13/29 de entre 1 a 1,000 Hertz (por exemplo, 25 Hertz, 34 Hertz, 37 Hertz, e/ou 60 Hertz). O sinal de excitação 230 pode usar e/ou ser com base na energia elétrica 232 gerada pelo VFG 212. O circuito de compensação 222 pode ser configurado para ajustar e/ou atenuar uma porção do sinal de excitação 230 proporcionada para acionar o circuito de excitação 214 para compensar por tal comportamento do ciclo limite (por exemplo, por filtrar os componentes da energia elétrica em uma tal frequência antes do sinal de excitação 230 é proporcionada para energizar o circuito de excitação 214). O circuito de compensação 222 assim sendo filtra e/ou minimiza os componentes em uma tal frequência (por exemplo, 34 Hertz) e assim reduz o componente do sinal de excitação 230 que é a 34 Hertz ao circuito de excitação 214. Quando o circuito de excitação 214 é alimentado pelo referido sinal de excitação filtrado e/ou ajustado 230, a qualidade da energia gerada pelo VFG 212 pode ser aprimorada. Adicionalmente, o campo magnético gerado pelo circuito de excitação 214 alimentado pelo referido sinal de excitação filtrado 230 pode interagir com o VFG 212 de tal modo que evita a amplificação do ciclo limite dentro do trem de engrenagem 210 e/ou do VFG 212.

[0038] Os sistemas elétricos da aeronave 218 podem incluir qualquer sistema elétrico da aeronave, que inclui baterias, instrumentos, luzes, sistemas da cabine, e/ou outros sistemas. Em determinados exemplos, a aeronave pode armazenar pelo menos uma porção da energia elétrica gerada pelo VFG 212, mas outros exemplos podem utilizar toda a energia gerada pelo VFG 212 aos sistemas de força da aeronave. Adicionalmente, os sistemas elétricos da aeronave 218 em determinados outros exemplos podem receber energia elétrica a partir do VFG 212 por meio de um circuito separado a partir do circuito que passa energia elétrica 232 através do circuito de compensação 222. Os referidos exemplos podem receber energia diretamente a partir do

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VFG 212 e/ou receber energia a partir do VFG 212 que foi filtrado através de outros filtros.

[0039] O controlador de filtro 220 pode incluir, por exemplo, um processador ou microprocessador de núcleo único ou de múltiplos núcleos 226, um microcontrolador, um dispositivo lógico, um dispositivo de processamento de sinal, memória 224 para armazenar instruções executáveis (por exemplo, software, firmware, ou outras instruções), e/ou quaisquer elementos para realizar qualquer uma das várias operações descritas aqui. Em vários exemplos, o controlador de filtro 220 e/ou as suas operações associadas pode ser implementado como um único dispositivo ou múltiplos dispositivos (por exemplo, ligados em modo de comunicação através de conexões com fio ou sem fio) para coletivamente constituir o controlador de filtro 220.

[0040] O controlador de filtro 220 pode incluir um ou mais componentes de memória ou dispositivos para armazenar dados e informação que coletivamente constituem a memória 224. A memória 224 pode incluir memória volátil e não volátil. Exemplos das referidas memórias incluem RAM (Memória de acesso aleatório), ROM (Memória de apenas leitura), EEPROM (Memória de apenas leitura eletricamente apagável), memória flash, ou outros tipos de memória. Em determinados exemplos, o controlador de filtro 220 pode ser adaptado para executar instruções armazenadas dentro da memória 224 para realizar vários métodos e processos descritos aqui, que incluem a implementação e a execução de algoritmos de controle que respondem ás informações do sensor e/ou do operador (por exemplo, tripulação de voo) assim como armazena as características associadas com o trem de engrenagem 210 e/ou VFG 212.

[0041] Em determinados exemplos, o circuito de compensação

222 pode ser configurado para filtrar uma predeterminada frequência e/ou faixa de frequências do sinal de excitação 230. Outros exemplos

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15/29 do circuito de compensação 222 podem ser configurados para determinar a frequência do comportamento do ciclo limite do trem de engrenagem 210 e/ou o VFG 212. Por exemplo, a aeronave pode incluir um ou mais sensores que pode detectar a oscilação de torção do trem de engrenagem 210 e/ou o VFG 212. O controlador de filtro 220 pode então determinar a frequência que resulta no comportamento do ciclo limite e/ou a frequência para filtrar a partir da energia elétrica para compensar o comportamento do ciclo limite. Por exemplo, o controlador de filtro 220 pode ser configurado para fazer com que o circuito de compensação 222 para filtrar determinadas frequências do sinal de excitação 230 e pode ser mudado durante a operação para filtrar diferentes frequências do sinal de excitação 230. O controlador de filtro 220 pode então, com a detecção de oscilação de torção do trem de engrenagem 210 e/ou VFG 212 indicativo de um ciclo limite, percorrer o filtro de diferentes frequências e observar as frequências filtradas que eliminam o ciclo limite. A filtragem em uma tal frequência pelo circuito de compensação 222 pode então ser mantida.

[0042] Em determinados exemplos, o controlador de filtro 220 pode determinar a fase e a amplitude da oscilação de torção do trem de engrenagem 210. Uma vez que a fase e a amplitude são determinadas, o controlador de filtro 220 pode determinar o ajuste do sinal de excitação 230 com base nas características do VFG 212 e as características da oscilação de torção. O sinal de excitação 230 pode ser ajustado de modo que, quando o sinal de excitação ajustado 230 é aplicado ao circuito de excitação 214, o campo magnético gerado interage com o VFG 212 de modo que o VFG 212 produz energia elétrica 232 que não inclui os componentes de frequências que resultam a partir de oscilação de torção. Em determinados referidos exemplos, o controlador de filtro 220 pode variar a fase do VFG 212 que responde à oscilação de torção.

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16/29 [0043] A figura 2B ilustra um diagrama de bloco de circuito de compensação 222 de acordo com uma modalidade da descrição. Na figura 2B, o circuito de compensação 222 inclui o regulador de voltagem 216, um regulador de voltagem de dois estágios, e o controlador de filtro 220.

[0044] No primeiro estágio do regulador, uma voltagem de comando é comparada contra a voltagem medida. A voltagem de comando (VCMD na figura 2B) é a voltagem alvo para a operação da aeronave (por exemplo, 270 volts ou qualquer outra voltagem). A voltagem de comando pode ser recebida a partir, por exemplo, do controlador de filtro 220. A voltagem medida (VEFF na figura 2B, também referido como a “voltagem terminal” do VFG 212) é diferenciada contra a voltagem de comando e, após a diferenciação, energia elétrica (por exemplo, emitida 228) tendo uma voltagem regulada inicial (por exemplo, o resultado de uma correção da voltagem medida para uma voltagem de comando) é proporcionada ao primeiro estágio do regulador. Em determinados exemplos, a voltagem medida pode ser medida como uma informação de saída a partir do VFG 212. Em determinados referidos exemplos, a voltagem medida pode ser a voltagem de aproximadamente 270 volts para uma corrente alternada (AC) VFG (por exemplo, um VFG de AC trifásico).

[0045] O primeiro estágio do regulador pode corrigir a voltagem medida para a voltagem de comando usando qualquer tipo de regulador. Exemplos do referido regulador incluem um regulador configurado para regular uma ou mais voltagens AC e/ou DC, um regulador de voltagem eletrônico tal como um resistor em série com um ou mais diodos, um regulador de voltagem de feedback, um regulador eletromecânico, um regulador de voltagem estático PWN, um regulador de voltagem constante, um regulador de voltagem automático, um estabilizador de voltagem DC, um regulador ativo, um divisor de voltagem, a

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17/29 resolvedor, e/ou outro tipo de regulador de voltagem. A voltagem regulada inicial é recebida pelo segundo estágio do regulador onde a mesma é somada ou diferenciada contra a lei da corrente de excitação (por exemplo, a corrente proporcionada ao circuito de excitação 214) para proporcionar energia elétrica tendo uma voltagem de saída regulada adicional e corrente adicionada. Em determinados exemplos, a lei da corrente de excitação é uma entrada de distúrbio e o segundo estágio do regulador é configurado para regular o efeito da lei da corrente de excitação. A voltagem de saída regulada adicional e corrente adicionada é então emitida para o controlador de filtro 220.

[0046] Em determinados exemplos, o regulador de voltagem 216 pode também realizar uma transformação direta de quadratura zero de modo que voltagem AC a partir do VFG 212 é transformada para orientar a corrente antes de ser emitida ao circuito de excitação 214. Como tal, o circuito de excitação 214 pode, nos referidos exemplos, ser configurado para ser alimentado por corrente direta. Como descrito, o regulador de voltagem 216 é um sistema de controle de única entrada única saída. Outros exemplos podem incluir reguladores de voltagem de outros tipos de sistemas de controle.

[0047] O controlador de filtro 220 pode receber a voltagem de saída regulada adicional e a corrente adicionada a partir do regulador de voltagem 216 e atenuar uma porção da mesma (por exemplo, uma porção da energia elétrica que correspondem a um componente da energia elétrica associada com a frequência natural do trem de engrenagem 210 e/ou VFG 212) por aplicar um sinal de compensação. A aplicação do sinal de compensação pode assim evitar ou minimizar os componentes da energia elétrica em frequências que podem corresponder às frequências naturais do trem de engrenagem 210 e/ou VFG 212 gerada pelo VFG 212. A amplificação de quaisquer ciclos limites do circuito de excitação 214 em uma tal frequência é assim evitada

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18/29 e/ou minimizada. Embora a figura 2B ilustre o controlador de filtro 220 após o regulador de voltagem 216, outros exemplos podem dispor o controlador de filtro 220 em outras localizações (por exemplo, dependendo da configuração e necessidades dos referidos exemplos) tal como entre os estágios de regulador do regulador de voltagem 216, e/ou antes do regulador de voltagem 216. O controlador de filtro 220 pode então emitir um sinal de excitação ajustado 230, pelo menos, ao circuito de excitação 214.

[0048] A figura 2C ilustra um diagrama de bloco de um exemplo de sistema de geração de energia elétrica de propulsor de aeronave de acordo com uma modalidade da descrição. A figura 2C inclui a unidade de força 136, trem de engrenagem 210, VFG 212, e circuito de excitação 214 da figura 2A. Na figura 2C, o circuito de excitação 214 adicionalmente inclui um elemento de excitação 250 e uma bobina de campo 252. O elemento de excitação 250 pode receber um sinal de excitação 230 a partir de circuito de compensação 222 (não mostrado na figura 2C, como mostrado na figura 2A) e pode então alimentar a bobina de campo 252. O VFG 212 inclui um estator 240 e um rotor 242. O VFG 212 e o circuito de excitação 214 da figura 2C são proporcionados para fins exemplificativos. Assim sendo, outros exemplos podem incluir mais, menos, ou outros componentes e/ou podem arranjar os componentes em diferentes configurações.

[0049] Em determinados exemplos, o circuito de excitação 214 é controlado por um sinal de excitação 230 recebido a partir do circuito de compensação 222. O circuito de compensação 222 pode receber energia elétrica 232 a partir do VFG 212. Em determinados exemplos, pode ser desejável para o circuito de excitação 214 se receber energia elétrica “limpa” em uma frequência desejada. A energia elétrica 232 recebida a partir do VFG 212 pode incluir determinados componentes indesejáveis de energia elétrica (por exemplo, componentes em dePetição 870180018041, de 06/03/2018, pág. 137/157

19/29 terminadas frequências diferente da frequência desejada), tais como os componentes produzidos em virtude de oscilação de torção do trem de engrenagem 210 e/ou o VFG 212. Por exemplo, o trem de engrenagem 210 pode exibir comportamento do ciclo limite com a frequência de 34 Hz e, assim, a energia elétrica 232 produzida pelo VFG 212 pode incluir um componente indesejável a uma frequência de 34 Hz. O circuito de compensação 222 pode então filtrar pelo menos um componente da energia elétrica 232 a uma frequência de 34 Hz para “limpar” a energia elétrica antes de proporcionar um sinal de excitação ajustado 230 com base na energia elétrica 232 ao circuito de excitação 214. Na medida em que o circuito de excitação 214 interage com o VFG 212 para produzir energia, a alimentação do circuito de excitação 214 com o sinal de excitação ajustado 232 pode então resultar em uma maior qualidade de energia produzida pelo VFG 212.

[0050] A figura 3 é um gráfico de fluxo que detalha um método 300 para reduzir os efeitos de oscilação de torção para geração de energia elétrica de acordo com uma modalidade da descrição. O método 300 descrito na figura 3 pode ser realizado pela usina de força tal como um propulsor de aeronave 100 que inclui o regulador de voltagem 216.

[0051] No bloco 302, o trem de engrenagem 210 é acoplado ao VFG 212. Em determinados exemplos, o trem de engrenagem 210 pode ser um trem de engrenagem de acionamento direto. O bloco 302 pode ser realizado durante, por exemplo, a fabricação de um propulsor de aeronave 100, a fabricação da aeronave 50, a manutenção de um propulsor de aeronave 100, ou outro período de tempo.

[0052] No bloco 304, um propulsor de aeronave 100 é operado.

Por exemplo, a unidade de força 136 de um propulsor de aeronave

100 pode ser operado para girar um ou mais eixos de saída acoplados ao trem de engrenagem 210. O trem de engrenagem 210 então gira o

VFG 212.

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20/29 [0053] No bloco 306, energia elétrica 232 é gerada por girar o VFG 212 e alimentando o circuito de excitação 214. A alimentação do circuito de excitação 214 quando o VFG 212 estiver girando gera um campo magnético. As bobinas do VFG giratório 212 interagem com o campo magnético gerado pelo circuito de excitação 214 para produzir energia elétrica. Uma porção da energia produzida pelo VFG 212 é então proporcionada aos sistemas de força elétricos da aeronave no bloco 312, enquanto a outra porção da energia é proporcionada ao circuito de compensação 222. O circuito de compensação 222 pode então gerar e/ou ajustar um sinal de excitação 230 que alimenta o circuito de excitação 214, como detalhado nos blocos 308 e 310. O sinal de excitação 230 pode ser com base na energia elétrica 232 gerada pelo VFG 212.

[0054] No bloco 308, o circuito de compensação 222 gera e/ou ajusta o sinal de excitação 230. O circuito de compensação 222 pode ajustar o sinal de excitação 230 por proporcionar um sinal de compensação (por exemplo, uma forma de onda inversa) para reduzir e/ou cancelar o componente indesejável da energia elétrica recebida. Outros exemplos podem incluir um filtro de entalhe físico. O sinal de excitação ajustado 230 pode ser aplicado ao circuito de excitação 214 no bloco 310.

[0055] As frequências a serem filtradas podem ser determinadas no bloco 314. Em determinados exemplos, as características do trem de engrenagem 210 e/ou o VFG 212 podem ser modeladas e/ou determinadas no desenho e/ou testagem de um propulsor de aeronave 100. Por exemplo, embora o trem de engrenagem 210 e/ou o VFG 212 possa ser configurado para operar em uma variedade de diferentes velocidades rotacionais, a oscilação de torção do trem de engrenagem 210 e/ou o VFG 212 pode ocorrer em algumas ou em todas as referidas velocidades rotacionais. A oscilação de torção pode ser uma oscilação a uma determinada frequência (por exemplo, 25 Hz, 34 Hz, 37

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Hz, ou 68 Hz) e a frequência da referida oscilação pode ser independente da velocidade rotacional do trem de engrenagem 210 e/ou o VFG 212. A modelagem e/ou a testagem de um propulsor de aeronave 100 pode identificar as referidas frequências de oscilação.

[0056] Em outros exemplos, as referidas frequências de oscilação podem ser identificadas durante testagem de bancada e/ou operação de um propulsor de aeronave 100. Por exemplo, o circuito de compensação 222 pode incluir um filtro de passagem de banda. Durante a partida e/ou a operação de um propulsor de aeronave 100, o filtro de passagem de banda pode passar de modo seletivo determinadas frequências ou faixas de frequências do sinal de excitação 230 e o controlador de filtro 220 pode detectar comportamento do ciclo limite que resultam a partir da passagem das referidas frequências ou faixa de frequências. Na medida em que o comportamento do ciclo limite pode requerer tempo para se manifestar, cada uma das referidas frequências ou faixas de frequência pode ser passada por um período de tempo.

[0057] Se nenhum comportamento do ciclo limite se manifesta durante o período de tempo, então a referida frequência ou faixa de frequência pode ser determinada para não resultar em comportamento do ciclo limite e, assim sendo, não precisando ser de filtro de entalhe. O filtro de passagem de banda pode então permitir outra frequência e/ou faixa de frequência para passar para detectar o comportamento do ciclo limite.

[0058] Se o comportamento do ciclo limite é detectado, a referida frequência e/ou faixa de frequência pode ser determinada para resultar em comportamento do ciclo limite e o circuito de compensação 222 pode então ser configurado para filtrar e/ou atenuar (por exemplo, por um filtro de entalhe) a frequência e/ou faixa de frequência onde o comportamento do ciclo limite foi detectado. O filtro de passagem de banda pode então permitir que outra frequência e/ou faixa de frequênPetição 870180018041, de 06/03/2018, pág. 140/157

22/29 cia passem.

[0059] Em um exemplo ilustrativo de uma implementação do método 300 descrito na figura 3, o trem de engrenagem 210 de um propulsor de aeronave 100 pode ser acoplado ao VFG 212 no bloco 302. No bloco 304, após a aeronave 50 que contém um propulsor de aeronave 100 ter sido completamente montada, a aeronave 50 pode ser operada no bloco 304 por alimentar um propulsor de aeronave 100.

[0060] Na medida em que o núcleo motor 136 de um propulsor de aeronave 100 gira o trem de engrenagem 210, o qual por sua vez gira o VFG 212, o circuito de excitação 214 é alimentado e gera um campo magnético que pode interagir com as bobinas do VFG 212 para gerar energia elétrica no bloco 304. O sistema elétrico da aeronave 50 pode ser alimentado pela energia elétrica gerada 232. A energia elétrica 232 gerada pelo VFG 212 pode também ser usada para energizar o circuito de excitação 214.

[0061] Adicionalmente, o trem de engrenagem 210 pode manifestar o comportamento do ciclo limite em virtude do pobre amortecimento do trem de engrenagem 210. O comportamento do ciclo limite pode incluir oscilação de torção do trem de engrenagem 210. A oscilação de torção pode ser oscilação em determinadas frequências específicas e as referidas frequências de oscilação podem ser independentes da velocidade rotacional do trem de engrenagem 210. Como tal, embora a velocidade rotacional do trem de engrenagem 210 possa acelerar ou reduzir, o trem de engrenagem 210 pode continuar a oscilar nas referidas frequências. A referida oscilação de torção pode manifestar na energia elétrica 232 gerada como um componente indesejável da energia elétrica. O componente indesejável de energia elétrica 232 pode ser um componente da energia elétrica 232 a uma determinada frequência (por exemplo, 34 Hz). Em determinados exemplos, o componente indesejável de energia elétrica 232 pode manifestar como piPetição 870180018041, de 06/03/2018, pág. 141/157

23/29 co de determinados componentes da energia elétrica 232 (por exemplo, componentes em determinadas frequências). Assim sendo, o comportamento do ciclo limite pode levar a uma redução na qualidade da energia gerada pelo VFG 212.

[0062] As características do referido comportamento do ciclo limite pode ser identificado durante o desenho de um propulsor de aeronave 100, antes da fabricação e da operação de um propulsor de aeronave 100, no bloco 314. Assim sendo, durante a configuração de um propulsor de aeronave 100, as características do sistema de um propulsor de aeronave 100 podem ser modeladas durante o desenho de um propulsor de aeronave 100 para determinar a frequência do componente indesejável de energia elétrica 232 em virtude de oscilação de torção do trem de engrenagem 210. Como o sinal de excitação 230 é com base na energia elétrica 232, o circuito de compensação 222 é então configurado para gerar um sinal de compensação para ajustar o sinal de excitação 230 para atenuar os componentes indesejáveis de energia elétrica.

[0063] O sinal de excitação ajustado 230 é gerado no bloco 308. O referido sinal de excitação ajustado 230 pode ser aplicado ao circuito de excitação 214 no bloco 310. Como tal, o sinal de excitação 230 recebido pelo circuito de excitação 214 pode ser um sinal de excitação 230 com os componentes indesejáveis filtrados. Na medida em que o circuito de excitação 214 é alimentado por um referido sinal de excitação ajustado 230, a qualidade de energia elétrica 232 gerada pelo VFG 212 pode ser aprimorada. Assim, a qualidade de energia elétrica 232 gerada no bloco 306 pode ser aprimorada.

[0064] A figura 4 ilustra o comportamento modelado de um sistema de geração de energia elétrica de propulsor de aeronave sem um sistema de compensação de oscilação de torção. A figura 5 ilustra o comportamento modelado de um propulsor de aeronave com um sisPetição 870180018041, de 06/03/2018, pág. 142/157

24/29 tema de compensação de oscilação de torção de acordo com a descrição. As figuras 4 e 5 ilustram um modelo de operação de um propulsor de aeronave desprovido de um filtro de entalhe versus um modelo de operação de um propulsor de aeronave com um filtro de entalhe.

[0065] Nas figuras 4 e 5, o gráfico de cima ilustra TE, que é um distúrbio de torque no trem de engrenagem 210 a partir da unidade de força 136 como mostrado na figura 2A. No referido exemplo não limitante, TE é um impulso que é representado como um sinal normalizado partindo de resistência máxima e diminuindo a cerca de 5% (0,05) de resistência máxima. O gráfico do meio ilustra TEGEN, que é torque a partir do VFG 212 da figura 2A. O gráfico do fundo ilustra TEEX, que é torque de excitação a partir do circuito de excitação 214 da figura 2A. Os eixos x de todos os referidos gráficos são unidades de tempo em segundos.

[0066] A figura 4 ilustra a resposta de um propulsor de aeronave desprovida do sistema de compensação de oscilação de torção. Como ilustrado no gráfico de fundo da figura 4, há uma ressonância de torque de excitação em virtude do comportamento do ciclo limite do trem de engrenagem 210 de um propulsor de aeronave em virtude da interação entre o campo magnético gerado pelo circuito de excitação 214 e o trem de engrenagem ressonante 210 que afeta a rotação do VFG 212. Entre aproximadamente 7 e 8 segundos, a quantidade de energia elétrica produzida pelo VFG 212 é mudada, o que leva a um espaço em energia elétrica produzida que resulta em uma falta de ressonância do torque de elemento de excitação, como mostrado no gráfico de fundo. Posteriormente, quando energia elétrica é mais uma vez produzida pelo VFG 212, a ressonância do torque de elemento de excitação retorna.

[0067] O modelo na figura 5 é diferente a partir do modelo na figura 4 em que o circuito de compensação 222 que efetivamente filtram a

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25/29 entalhes o sinal de excitação 230 está presente no modelo para ajustar a eletricidade gerada pelo VFG 212. Como mostrado na figura 5, o gráfico de fundo (TEEX) ilustra que a ressonância presente na figura 4 é reduzida em virtude do circuito de compensação 222 apesar do VFG 212 gerar a mesma quantidade de alimentar os mesmos pontos no tempo que aqueles na figura 4.

[0068] Como descrito aqui e mostrado nas figuras 4 e 5, o sistema de compensação de oscilação de torção utiliza o circuito de compensação 222 para efetivamente filtrar (por exemplo, filtro de entalhe) os componentes de energia elétrica gerados pelo VFG e proporcionada como um sinal de excitação. Ajustar o sinal de excitação em tal modo evita e/ou reduz a amplificação induzida a feedback da oscilação de torção do trem de engrenagem e/ou o VFG e assim aumenta a vida útil dos componentes elétricos, diminui as necessidades de manutenção, e/ou aumenta a qualidade da energia gerada pelo VFG.

[0069] Ademais, a descrição compreende os exemplos de acordo com as cláusulas a seguir:

[0070] Cláusula 1. Um propulsor de aeronave 100 que compreende: um gerador de frequência variável 212 acoplado a um trem de engrenagem 210, em que o trem de engrenagem 210 tem uma frequência de oscilação de torção associada; circuito de excitação 214 para induzir um campo magnético no gerador de frequência variável 212 em resposta a um sinal de excitação 230 para gerar energia elétrica 232 pelo gerador de frequência variável 212 em resposta à rotação do trem de engrenagem 210; e circuito de compensação 222 eletricamente acoplado ao circuito de excitação 214 para ajustar o sinal de excitação 230 para filtrar os efeitos da frequência da oscilação de torção do trem de engrenagem 210 na energia elétrica 232 proporcionada pelo gerador de frequência variável 212.

[0071] Cláusula 2. Um propulsor de aeronave 100 da cláusula 1,

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26/29 em que um campo magnético ajustado induzido no gerador de frequência variável 212 em resposta ao sinal de excitação ajustado 230 realiza filtragem do tipo de entalhe na energia elétrica 232 gerada em resposta à rotação do trem de engrenagem 210.

[0072] Cláusula 3. Um propulsor de aeronave 100 da cláusula 1, em que o circuito de compensação 222 compreende um controlador 220 que ajusta o sinal de excitação 230 com base em uma ou mais características do trem de engrenagem 210.

[0073] Cláusula 4. Um propulsor de aeronave 100 da cláusula 3, em que as uma ou mais características são predeterminadas características armazenadas em uma memória 224 do circuito de compensação 222.

[0074] Cláusula 5. Um propulsor de aeronave 100 da cláusula 3, em que o circuito de compensação 222 compreende um controlador 220 para realizar uma operação de teste para determinar as uma ou mais características.

[0075] Cláusula 6. Um propulsor de aeronave 100 da cláusula 5, em que o controlador 220 opera o circuito de excitação 214 para filtrar de modo seletivo a energia elétrica 232 sobre a pluralidade das possíveis frequências da oscilação de torção para identificar a frequência da oscilação de torção associada com o trem de engrenagem 210.

[0076] Cláusula 7. Um propulsor de aeronave 100 da cláusula 1, em que a frequência de oscilação de torção associada compreende a frequência natural do trem de engrenagem 210.

[0077] Cláusula 8. Um propulsor de aeronave 100 da cláusula 1, em que o circuito de excitação 214 compreende um elemento de excitação 250 eletricamente acoplado à bobina de campo 252 para proporcionar corrente para a bobina de campo 252 em resposta ao sinal de excitação 230 para induzir o campo magnético.

[0078] Cláusula 9. Um propulsor de aeronave 100 da cláusula 1,

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27/29 que adicionalmente compreende: a unidade de força 136; e o trem de engrenagem 210 que acopla a unidade de força 136 ao gerador de frequência variável 212, em que o trem de engrenagem 210 é um trem de engrenagem de acionamento direto.

[0079] Cláusula 10. Um método 300 de operar a unidade de força 136 de um propulsor de aeronave 100, o método que compreende: girar 304 um gerador de frequência variável 212 com um trem de engrenagem 210, em que o trem de engrenagem 210 tem uma frequência de oscilação de torção associada; induzir um campo magnético no gerador de frequência variável 212 com circuito de excitação 214 em resposta a um sinal de excitação 230; gerar 306 energia elétrica 232 com o gerador de frequência variável 212 e receber a energia elétrica 232 com circuito de compensação 222; ajustar 308 o sinal de excitação com circuito de compensação 222; e aplicar 310 o sinal de excitação ajustado ao circuito de excitação 214 para filtrar os efeitos da frequência da oscilação de torção do trem de engrenagem 210 na energia elétrica 232 proporcionada pelo gerador de frequência variável 212.

[0080] Cláusula 11. O método 300 da cláusula 10, em que um campo magnético ajustado induzido no gerador de frequência variável 212 em resposta ao sinal de excitação ajustado 230 realiza filtragem do tipo de entalhe na energia elétrica 232 gerada em resposta à rotação do trem de engrenagem 210.

[0081] Cláusula 12. O método 300 da cláusula 10, em que o sinal de excitação 230 é ajustado com base em uma ou mais características do trem de engrenagem 210.

[0082] Cláusula 13. O método 300 da cláusula 12, em que as uma ou mais características são predeterminadas características.

[0083] Cláusula 14. O método 300 da cláusula 12, que adicionalmente compreende realizar a operação de teste para determinar as

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28/29 uma ou mais características.

[0084] Cláusula 15. O método 300 da cláusula 14, em que a operação de teste compreende operar o circuito de excitação 214 para filtrar de modo seletivo a energia elétrica 232 sobre a pluralidade de possíveis frequências da oscilação de torção para identificar a frequência da oscilação de torção associada com o trem de engrenagem 210.

[0085] Cláusula 16. O método 300 da cláusula 10, em que a frequência de oscilação de torção associada compreende a frequência natural do trem de engrenagem 210.

[0086] Cláusula 17. O método 300 da cláusula 10, em que o circuito de excitação 214 compreende um elemento de excitação 250 eletricamente acoplado à bobina de campo 252 para proporcionar corrente para a bobina de campo 252 em resposta ao sinal de excitação 230 para induzir o campo magnético.

[0087] Cláusula 18. O método 300 da cláusula 10, em que a unidade de força 136 gira 304 o trem de engrenagem 210 para girar o gerador de frequência variável 212, e em que o trem de engrenagem 210 é um trem de engrenagem de acionamento direto.

[0088] Cláusula 19. Uma aeronave 50 que compreende: a fuselagem 170; a asa 172; e um propulsor de aeronave 100 acoplado à fuselagem 170 e/ou a asa 172, um propulsor de aeronave 100 que compreende: a unidade de força 136, um trem de engrenagem 210 acoplado à unidade de força, em que o trem de engrenagem 210 tem uma frequência de oscilação de torção associada, um gerador de frequência variável 212 acoplado ao trem de engrenagem 210, circuito de excitação 214 para induzir um campo magnético no gerador de frequência variável 212 em resposta a um sinal de excitação 230 para gerar energia elétrica 232 pelo gerador de frequência variável 212 em resposta à rotação do trem de engrenagem 210, e circuito de compensaPetição 870180018041, de 06/03/2018, pág. 147/157

29/29 ção 222 eletricamente acoplado ao circuito de excitação 214 para ajustar o sinal de excitação 230 para filtrar os efeitos da frequência da oscilação de torção do trem de engrenagem 210 na energia elétrica 232 proporcionada pelo gerador de frequência variável 212.

[0089] Cláusula 20. A aeronave 50 da cláusula 19, em que um campo magnético ajustado induzido no gerador de frequência variável 212 em resposta a o sinal de excitação ajustado 230 realiza filtragem do tipo de entalhe na energia elétrica 232 gerada em resposta à rotação do trem de engrenagem 210.

[0090] Os exemplos descritos acima ilustram, mas não limitam a presente invenção. Deve também ser entendido que numerosas modificações e variações são possíveis de acordo com os princípios da presente invenção. Assim sendo, o âmbito da presente invenção é definido apenas pelas reivindicações a seguir.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Propulsor de aeronave (100), caracterizado pelo fato de que compreende:

um gerador de frequência variável (212) acoplado a um trem de engrenagem (210), em que o trem de engrenagem (210) tem uma frequência de oscilação de torção associada;

um circuito de excitação (214) para induzir um campo magnético no gerador de frequência variável (212) em resposta a um sinal de excitação (230) para gerar energia elétrica (232) pelo gerador de frequência variável (212) em resposta à rotação do trem de engrenagem (210); e um circuito de compensação (222) eletricamente acoplado ao circuito de excitação (214) para ajustar o sinal de excitação (230) para filtrar os efeitos da frequência da oscilação de torção do trem de engrenagem (210) na energia elétrica (232) proporcionada pelo gerador de frequência variável (212).
2. Propulsor de aeronave (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um campo magnético ajustado induzido no gerador de frequência variável (212) em resposta ao sinal de excitação ajustado (230) realiza filtragem do tipo de entalhe na energia elétrica (232) gerada em resposta à rotação do trem de engrenagem (210).
3. Propulsor de aeronave (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o circuito de compensação (222) compreende um controlador (220) que ajusta o sinal de excitação (230) com base em uma ou mais características do trem de engrenagem (210).
4. Propulsor de aeronave (100), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que as uma ou mais características são predeterminadas características armazenadas em uma memória

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2/4 (224) do circuito de compensação (222).
5. Propulsor de aeronave (100), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o circuito de compensação (222) compreende um controlador (220) para realizar a operação de teste para determinar as uma ou mais características.
6. Propulsor de aeronave (100), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que que o controlador (220) opera o circuito de excitação (214) para filtrar de modo seletivo a energia elétrica (232) sobre a pluralidade de possíveis frequências da oscilação de torção para identificar a frequência da oscilação de torção associadas com o trem de engrenagem (210).
7. Propulsor de aeronave (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a frequência de oscilação de torção associada compreende a frequência natural do trem de engrenagem (210).
8. Propulsor de aeronave (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o circuito de excitação (214) compreende um elemento de excitação (250) eletricamente acoplado à bobina de campo (252) para proporcionar corrente para a bobina de campo (252) em resposta ao sinal de excitação (230) para induzir o campo magnético.
9. Propulsor de aeronave (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende:

uma unidade de força (136); e o trem de engrenagem (210) acoplando a unidade de força (136) ao gerador de frequência variável (212), em que o trem de engrenagem (210) é um trem de engrenagem de acionamento direto.
10. Método (300) de operar a unidade de força (136) de um propulsor de aeronave (100), o método caracterizado pelo fato de que compreende:

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3/4 girar (304) um gerador de frequência variável (212) com um trem de engrenagem (210), em que o trem de engrenagem (210) tem uma frequência de oscilação de torção associada;

induzir um campo magnético no gerador de frequência variável (212) com circuito de excitação (214) em resposta a um sinal de excitação (230);

gerar (306) energia elétrica (232) com o gerador de frequência variável (212) e receber a energia elétrica (232) com circuito de compensação (222);

ajustar (308) o sinal de excitação com circuito de compensação (222); e aplicar (310) o sinal de excitação ajustado ao circuito de excitação (214) para filtrar os efeitos da frequência da oscilação de torção do trem de engrenagem (210) na energia elétrica (232) proporcionada pelo gerador de frequência variável (212).
11. Método (300), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que um campo magnético ajustado induzido no gerador de frequência variável (212) em resposta ao sinal de excitação ajustado (230) realiza filtragem do tipo de entalhe na energia elétrica (232) gerada em resposta à rotação do trem de engrenagem (210).
12. Método (300), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o sinal de excitação (230) é ajustado com base em uma ou mais características do trem de engrenagem (210).
13. Método (300), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que as uma ou mais características são predeterminadas características.
14. Método (300), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende realizar a operação de teste para determinar as uma ou mais características, em que a operação de teste compreende operar o circuito de excitação (214)

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4/4 para filtrar de modo seletivo a energia elétrica (232) sobre a pluralidade de possíveis frequências da oscilação de torção para identificar a frequência da oscilação de torção associadas com o trem de engrenagem (210).
15. Método (300), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que pelo menos um de:

a frequência de oscilação de torção associada compreende a frequência natural do trem de engrenagem (210);

o circuito de excitação (214) compreende um elemento de excitação (250) eletricamente acoplado à bobina de campo (252) para proporcionar corrente para a bobina de campo (252) em resposta a o sinal de excitação (230) para induzir o campo magnético; e a unidade de força (136) gira (304) o trem de engrenagem (210) para girar o gerador de frequência variável (212), e em que o trem de engrenagem (210) é um trem de engrenagem de acionamento direto.

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