CN103986277B - 用于直升机传动装置的无刷发电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种将飞机传动装置的输入轴的机械旋转能转换成电能的系统和方法。该系统包括具有由飞机传动装置承载的感应体和由飞机输入轴承载的磁铁的发电机。输入轴使磁体相对于感应体旋转，由此将机械旋转能转换成电能。

Description

用于直升机传动装置的无刷发电机

技术领域

本申请总体涉及发电机，并且更具体地涉及飞机传动装置发电机。

背景技术

众所周知，发电机用于将机械能转换成电能，接着为一个或多个电气子系统供能。传统的飞机发电机习惯于采用传动装置辅驱动安装座（transmissionaccessorydrivepad）和驱动轴（参见图2）。

与传统飞机发电机相关的常见问题包括由于轴，齿轮，辅驱动安装座，等与驱动发电机操作相关的部件增加的重量。这些所需的装置导致效率损失，制造和维护费用增加，以及引擎能耗增加。

尽管飞机发电机领域已经取得了长足的发展，仍然存在许多问题。

附图说明

被认为是这里描述的起落架系统特有的新颖性特征在所附的权利要求中提出。然而，系统本身以及优选的应用模式，还有其进一步的目标和优点将参照后面的详细描述并结合附图获得最好的理解，其中：

图1为根据本申请的优选实施例的飞机的侧视图；

图2为图1的传动装置的透视图；

图3为图1的传动装置，驱动轴和引擎的透视图；

图4为根据本申请的优选实施例的发电机的侧视图；

图5为图4的另一个可选实施例的发电机的侧视图；

图6为图5的发电机的另一个可选实施例的侧视图；并且

图7和8为图6的壳体的透视图。

尽管本申请的系统允许具有各种改变和替代形式，但是其具体实施例通过附图中的例子而被示出并且在这里对其进行了详细描述。然而，应该理解的是，这里对具体实施例的描述并不是要将该方法限定于公开的特定形式，恰恰相反，本发明旨在覆盖落入由所附的权利要求所限定的本申请的精神和范围之内的全部的修改，等同以及替代。

具体实施方式

本申请系统和方法的示意性实施例将在下面描述。为了清楚起见，在该说明书中并没有描述实际产品的全部特征。当然还应该意识到的是在任何实际的具体产品的发展中，必须视情况而做出各种具体的决定以实现研发者的具体目标，例如与系统相关以及商业相关的规定相符，从一种产品变换到另一种产品。此外，可以意识到这种发展的结果可能是复杂并且耗时的，但是无疑是得益于本公开的本领域普通技术人员的常规任务。

本申请的系统和方法克服了上面列出的与传统的飞机发电机相关的问题。具体的，发电机与传动输入驱动轴可操作关联，其选择性的定位除了消除了对操作驱动安装座所需的额外的硬件，例如设置在传动装置内部的齿轮，轴等的需求之外还消除了对指定的与传动装置相关的辅驱动安装座的需求。本申请的系统和方法大大减少了维护和制造相关的成本，并且减少了飞机的总体重量，由此提高了提升能力并且降低了能耗。这些特征进一步详细的描述在下面给出并且在附图中示出。

通过附图并结合所附的描述能够理解本申请的系统和方法的结构和运行方法。这里给出了该系统的几个实施例。应该理解的是不同实施例的各个组件，部件，以及特征可以结合到一起和/或彼此交换，其全部位于本申请的范围之内，即使在附图中没有示出全部变化的和具体的实施例。还应该理解的是各个实施例之间特征，元件和/或功能的结合和匹配在这里明确进行了规定以使得本领域普通技术人员通过本公开能够意识到一个实施例的特征，元件和/或功能可以恰当地结合到另一个实施例中，除非另有描述。

现在参照附图，其中在全部的图中相同的参考数字表示相应或类似的部件，图1描绘了根据本申请的优选实施例的飞机101。在典型的实施例中，飞机101为具有机身103和承载在其上的旋翼系统105的直升飞机。多个旋翼桨叶107与产生飞行力的旋翼系统105可操作关联。引擎109可旋转地连接到传动装置111，其由此驱动旋翼系统105。

采用传动装置的输入轴通过发电机系统113将机械能转换成电能，被认为是本申请独有的特征。该系统利用输入轴的旋转能产生电能，从而为一个或多个电气子系统供电。发电机系统113克服了前面提到的通常与传统的飞机发电机系统相关的问题，其将在下面进一步描述并在附图中示出。

图2和3示出通过输入驱动轴201连接到一起的引擎109和传动装置111的透视图。系统113采用具有高输入RPM的输入轴来产生比传统发电机更大的电能输出。发电机系统的选择性定位允许设置更大的发电机，由此产生增强的电能输出。还有，另一个优点包括采用引擎机身面板将发电机与部件隔开。

如图所示，传动装置111包括多个辅驱动安装座203，其适于例如与油过滤器205，发电机，以及其它与飞机可操作关联的装置连接。驱动安装座203提供将这些装置直接连接到传动装置111的连接工具。驱动安装座还提供可以接触旋转地连接到容置在传动装置111内部的一个或多个齿轮，驱动轴，以及其它部件并且与输入轴201可操作关联的轴207的通道。

还应该理解的是，传统的传动装置通常具有指定的用于发电机的驱动安装座和轴；然而，在典型的实施例中，驱动安装座203被指定用于非发电机的装置，除非需要辅助备用发电机。因此，根据本申请的特征，传动装置可以被设计成更加高效，其中通过驱动安装座203和轴207为发电机供电的硬件并不是必需的。

可以意识到，所需的驱动安装座201以及与其相关的装置的数量的削减，除了减少飞机的总体重量和飞行所需的能耗之外，还减少了维护和制造的成本，由此产生额外的节约。

在图3中，两个输入轴连接件301和303被用于将输入驱动轴201旋转地连接到引擎109和传动装置111。在预期的实施例中，发电机系统113采用连接件301作为定位装置。这些特征进一步的详细说明将在下面给出。

在后面的图4-6中，给出发电机系统113的不同发电机实施形式的侧视图。可以意识到，这些不同的实施形式在形式和功能上基本相似，并且被认为共有一个或多个相同的特征。

图4示出具有与多个感应体405可操作关联的多个磁体403的发电机401的侧视图。在运行中，磁体403相对于感应体405转动，用于将输入轴201的机械旋转能转换成电能，接着为一个或多个电气子系统，例如电气子系统407供电，在这个实施例中，电气子系统连接到旋转结构。应该意识到在预期的实施例中，感应体405或者磁体403能够相对于彼此旋转，由此允许任何一个装置连接到任何一个旋转结构，即轴，或者静止结构，即传动装置。还可以预期的是，将电气子系统407通过电线408直接连接到感应体。

应该注意到，感应体为任意的与磁体可操作关联以产生电能的装置，并且在优选的实施例中，感应器405为线圈。然而，还可以预期到，可以采用不同类型的感应体代替优选实施例中的感应体。还应当注意到，磁体403可以是任何能够产生磁场的装置。

在典型的实施例中，感应体405优选地通过可移除的连接凸缘409连接到传动装置111的静止部分，同时磁体403优选地通过连接件301安装到旋转输入轴。

可以意识到，发电机401配置成可移除地连接到传动装置以及输入驱动轴，以便于维修和更新现有的飞机。在预期的实施例中，凸缘409牢固地容纳与传动装置111相关的一个或多个紧固件411，优选地为螺栓，同时磁体配置成优选地直接连接到连接件301。

图5描绘了具有配置成至少部分地围绕连接件301在外围延伸的壳体503的发电机501的侧视图。应该注意到，图5示出壳体503的剖视图，而图7使出了壳体503的透视图。还可以预期的是，在替代的实施例中，可以采用不在连接件301的整个长度上延伸的凸缘。在预期的实施例中，壳体503通过紧固件502可移除地连接到传动装置111，紧固件优选地为现有的传动装置111的螺栓。

承载在壳体503的内表面505内部并且连接到其上的是多个磁体509，磁体与承载在连接件301上的多个感应体507可操作关联。在典型的实施例中，感应体507在壳体503内部旋转，由此产生电能为一个或多个电气子系统，例如电气子系统407供电，在该实施例中，电气子系统407承载在轴201上。

图6示出具有作为外壳体的壳体503以及至少部分地位于外壳体503内部的内壳体603的发电机601的侧视图。应该注意到，图6示出壳体603的剖视图，而图8示出壳体603的透视图。在预期的实施例中，壳体603通过紧固件604可移除地连接到连接件301，紧固件603优选地为现有的连接螺栓。

在典型的实施例中，多个磁体509连接到内壳体503的内表面。在运行中，内壳体603和感应体507在外壳体503内部旋转，由此产生电能为一个或多个电气子系统，例如子系统407供电。

与壳体503和603相关联的可选的多个翅片609被示出，用于对空气流进行处理来冷却传动装置111，引擎109，和/或发电机601。在运行中，随着输入轴201带动旋转壳体603，翅片阵列引导空气。

在图4-6中，电气子系统407被示出可导电地连接到不同的发电机实施形式。在预期的实施例中，子系统407为将无线数据传递给控制系统413的扭矩计，其监视输入轴，引擎，和/或传动装置的性能。

通过发电机，能够为直接连接到输入驱动轴的一个或多个电气子系统供电，由此消除了对在传统的飞机中为了向这些装置供电而需要的滑环集流环和/或其它装置的需求被认为是本申请独有的特征。

尽管通过发电机将机械能转换成电能的方法的具体步骤顺序已经进行了图示描述和要求说明，应该理解的是除非另有标明，这些步骤可以以任意顺序，分离或组合地执行并且仍然现有本公开的利益。

很明显，已经描述和图示的系统和方法具有显著的优点。上面公开的具体实施例仅仅是示意性的，本申请可以以对享有这里的教导的利益的本领域技术人员来说现已建的不同但是等效的方式进行修改和实施。此外，除了下面在权利要求中描述的，这里示出的结构或设计的细节并不是限制性的。因此显而易见的是上面描述的具体实施例可以被改变和修改并且全部的修改都被认为位于本申请的范围和精神之内。相应地，这里寻求的保护在下面的权利要求中提出。显而易见的是描述和示出的系统具有显著的优点。尽管本申请的系统以有限数量的形式被示出，其并不限于这些形式，而是可修改的具有各种改变和修改而不会脱离本申请的精神。

Claims (8)

1.一种用于飞机传动装置的发电机，该发电机包括：

由飞机传动装置承载的感应体；

由与驱动飞机传动装置可操作关联的输入轴承载的磁体；以及

可移除地连接到飞机传动装置并且配置成承载感应体的凸缘；

其中输入轴使磁体相对于感应体旋转；并且

其中磁体和感应体将输入轴的机械旋转能转换成电能，从而为电气子系统供电。

2.如权利要求1所述的发电机；其中：

电气子系统由输入轴承载；

发电机可导电地连接到电气子系统。

3.如权利要求2所述的发电机，其中电气子系统将数据无线传送给控制系统。

4.如权利要求1所述的发电机，进一步包括：

连接到输入轴的连接件；

其中该连接件配置成旋转并且将输入轴连接到传动装置；并且

其中连接件承载磁体。

5.如权利要求4所述的发电机，其中：

电气子系统由输入轴承载；并且

发电机可导电地连接到电气子系统。

6.如权利要求5所述的发电机，其中电气子系统将数据无线传送给控制系统。

7.一种安装发电机的方法，包括：

将感应体通过可移除的凸缘固定到飞机传动装置；

将磁体固定到与飞机传动装置关联的输入驱动轴；

随着输入轴驱动传动装置，通过发电机将来自输入轴的机械旋转能转换成电能。

8.如权利要求7所述的方法，进一步包括：

将电气子系统固定到输入轴；

采用发电机为电气子系统供电；并且

将数据从电气子系统无线传送给控制系统。