DE19908531A1 - Kraftstoffpumpenantrieb eines Flugtriebwerks und Flugtriebwerk - Google Patents
Kraftstoffpumpenantrieb eines Flugtriebwerks und FlugtriebwerkInfo
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Abstract
Ein Kraftstoffpumpenantrieb eines Flugtriebwerks weist einen Pumpenmotor (18A) für eine Kraftstoffpumpe (12) und eine Stromversorgungs- und Steuereinrichtung (20A) auf. Der Antrieb ist dadurch weitergebildet, daß der Pumpenmotor (18A) ein Drehstrom-Motor ist, und daß die Stromversorgungs- und Steuereinrichtung (20A) dazu eingerichtet ist, Drehstrom für den Pumpenmotor (18A) mit einer der gewünschten Förderleistung der Kraftstoffpumpe (12) entsprechenden Frequenz zu erzeugen. Ein Flugtriebwerk ist mit einem derartigen Kraftstoffpumpenantrieb ausgestattet. Die genannten Vorrichtungen arbeiten bei geringem Bauteil- und Konstruktionsaufwand zuverlässig.
Description
Die Erfindung betrifft einen Antrieb für eine Kraftstoffpum
pe eines Flugtriebwerks nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1
sowie ein Flugtriebwerk mit einem derartigen Antrieb. Die
Erfindung ist für alle Arten von Flugtriebwerken geeignet.
Insbesondere ist der Einsatz der Erfindung für Düsentrieb
werke kleiner und mittlerer Leistung vorgesehen.
Es ist bekannt, bei einem Flugtriebwerk eine von einem
Gleichstrommotor angetriebene Kraftstoffpumpe einzusetzen.
Die Drehzahl dieses Motors und damit die Kraftstoffzumessung
für das Triebwerk hängen von der augenblicklichen Motorlast
und von der Ankerspannung ab.
Um bei einem solchen Triebwerk eine dem jeweiligen Betriebs
zustand angepaßte Förderleistung zu erhalten, ist ein auf
wendiger Regelkreis mit einem Drehzahlsensor an der Pumpen
welle erforderlich. Überdies ist der Gleichstrommotor rela
tiv komplex aufgebaut und dadurch störanfällig. Insbesondere
der Kommutator stellt eine Schwachstelle für die erforderli
che hohe Zuverlässigkeit dar. Die Kommutator-Bürsten nutzen
sich schnell ab und müssen regelmäßig gewartet werden. Wegen
der rotierenden Ankerwicklung ist ein Gleichstrommotor fer
ner auf relativ niedrige Drehzahlen begrenzt.
Bei anderen bekannten Flugtriebwerken wird die Kraftstoff
pumpe über ein Getriebe von der Hochdruckwelle der Turbinen
baugruppe des Triebwerks angetrieben. Die Pumpe fördert da
her ein Kraftstoffvolumen, das der Turbinendrehzahl propor
tional ist. Die eigentliche Kraftstoffzumessung für die Tur
binenbaugruppe wird von einer der Pumpe nachgeschalteten
Ventileinrichtung gesteuert.
Da die Turbinenbaugruppe bei gleichen Drehzahlen einen stark
unterschiedlichen, vom Betriebspunkt abhängigen Kraftstoff
bedarf hat, muß die Pumpe auf die höchste erforderliche För
derleistung ausgelegt sein. Für andere Betriebszustände ist
die Kraftstoffpumpe dann stark überdimensioniert, so daß sie
der Turbinenbaugruppe mehr Leistung als notwendig entnimmt.
Überdies ist die der Pumpe nachgeschaltete Ventileinrichtung
mechanisch aufwendig und gleichzeitig empfindlich. Die ge
samte Anordnung ist daher teuer und ausfallgefährdet.
Die Erfindung hat demgemäß die Aufgabe, die genannten Pro
bleme zumindest teilweise zu vermeiden und einen Kraftstoff
pumpenantrieb sowie ein Flugtriebwerk zu schaffen, die bei
geringem Bauteil- und Konstruktionsaufwand zuverlässig ar
beiten.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Kraftstoff
pumpenantrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch
ein Flugtriebwerk gemäß Anspruch 7 gelöst. Die abhängigen
Ansprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen der Erfin
dung.
Die Erfindung beruht auf der Grundidee, als Motor zum An
trieb der Kraftstoffpumpe einen Drehstrom-Motor zu verwen
den. Die Drehzahl dieses Pumpenmotors und damit die Förder
leistung der Kraftstoffpumpe werden dadurch eingestellt, daß
eine Stromversorgungs- und Steuereinrichtung einen Drehstrom
für den Pumpenmotor in einer der gewünschten Förderleistung
entsprechenden Frequenz erzeugt.
Der erfindungsgemäß als Pumpenmotor vorgeschlagene Dreh
strom-Motor braucht keine Bürsten oder Ankerwicklungen auf
zuweisen und kann daher sehr viel robuster und weniger auf
wendig als ein Gleichstrommotor aufgebaut sein. Insbesondere
Drehstrom-Asynchronmotoren sind sehr kostengünstig. Der be
vorzugt eingesetzte Bautyp eines als Käfigläufer ausgebil
deten Asynchronmotors ist besonders kostengünstig und zuver
lässig. Etwas teuerer, aber in sehr kleinen Bauformen ver
fügbar, sind Drehstrom-Synchronmotoren, insbesondere solche
mit Permanentmagnet-Läufer.
Die Drehzahl des erfindungsgemäß vorgesehenen Drehstrom-
Motors ist bei Asynchronmotoren weitgehend und bei Synchron
motoren vollständig von der Drehstromfrequenz bestimmt. Die
Abweichung zwischen Drehzahl und Drehstromfrequenz (Schlupf)
bei Asynchronmotoren beträgt in der Regel nur wenige Pro
zent. Dieser Schlupf kann oftmals als konstant angesehen und
bei der Auslegung der Kraftstoffpumpe oder beim Erzeugen des
Drehstroms berücksichtigt werden. In anderen Ausführungsfor
men wird der Motorschlupf (beispielsweise in Abhängigkeit
von der geforderten Motorleistung) geschätzt und bei der Be
rechnung der Drehstromfrequenz mit herangezogen.
Somit ist auch bei einem Asynchronmotor als Pumpenmotor die
Drehstromfrequenz zur Einstellung der Motordrehzahl in den
meisten Anwendungsfällen ausreichend. Auf einen Drehzahlsen
sor oder Tacho sowie eine Regelschleife kann dann verzichtet
werden. In Ausführungsalternativen wird jedoch für eine sehr
genaue Kraftstoffzumessung entweder ein Synchronmotor ver
wendet oder der Asynchronmotor mittels eines Tachogenerators
oder eines Fördermengensensors geregelt.
In bevorzugten Ausführungsformen steigt bzw. fällt die Span
nung des Drehstroms ungefähr proportional mit dessen Fre
quenz. Die Drehzahl des Pumpenmotors kann dann auch bei ho
hen Leistungsanforderungen besonders gut eingestellt werden.
Zur Erzeugung des Drehstroms weist die Stromversorgungs- und
Steuereinrichtung vorzugsweise einen Drehstromsteller auf.
In bevorzugten Ausgestaltungen des Flugtriebwerks ist ferner
ein von der Turbinenbaugruppe angetriebener Generator vorge
sehen, der zumindest zeitweise und/oder teilweise zur Strom
versorgung des Pumpenmotors dient. Dieser Generator kann ein
Drehstromgenerator sein. Die Stromversorgungs- und Steuer
einrichtung kann dann einen insbesondere steuerbaren Gleich
richter zur Erzeugung der Gleichspannung für den Drehstrom
steller aufweisen. Bevorzugt ist vorgesehen, die durch die
sen Gleichrichter erzeugte Versorgungsspannung für den Dreh
stromsteller so zu steuern, daß sie nur wenig höher als der
Scheitelwert der Drehstrom-Spannung ist. Damit kann die
Taktfrequenz des Drehstromstellers relativ klein gehalten
werden, so daß auch bei niedrigen Motordrehzahlen keine zu
schmalen Versorgungsspannungsimpulse für den Pumpenmotor
erzeugt werden müssen.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter
Hinweis auf die schematischen Zeichnungen genauer beschrie
ben. Es stellen dar:
Fig. 1 ein Blockdiagramm des Aufbaus eines Flugtriebwerks
nach dem Stand der Technik,
Fig. 2 ein Blockdiagramm wie in Fig. 1 für ein erfindungs
gemäßes Flugtriebwerk,
Fig. 3 ein Blockschaltbild der in Fig. 2 gezeigten Stromver
sorgungs- und Steuereinrichtung, und
Fig. 4 eine Ausführungsalternative von Fig. 3.
Bei dem Flugtriebwerk gemäß Fig. 1 ist eine an sich bekannte
Turbinenbaugruppe 10 vorgesehen, die von einer Kraftstoff
pumpe 12 über eine Kraftstoffleitung 14 mit Flugkraftstoff
versorgt wird. Die Kraftstoffpumpe 12, die beispielsweise
als Zahnrad- oder Verdrängerpumpe ausgebildet sein kann,
wird über eine Pumpenwelle 16 von einem Gleichstrom-Pumpen
motor 18 angetrieben. Eine Stromversorgungs- und Steuer
einrichtung 20 versorgt den Gleichstrom-Pumpenmotor 18 über
eine Versorgungsleitung 22 mit einer geregelten Antriebs
spannung. Zur Drehzahlregelung des Gleichstrom-Pumpenmotors
18 ist ein Drehzahlsensor 24 mechanisch an die Pumpenwelle
16 gekoppelt und elektrisch mit einem Rückkopplungseingang
der Stromversorgungs- und Steuereinrichtung 20 verbunden.
Ein als Drehstrom-Generator ausgestalteter Generator 26 ist
über eine Antriebswelle 28 an die Hochdruckwelle (nicht
gezeigt) der Turbinenbaugruppe 10 gekoppelt. Der von dem
Generator 26 gelieferte 3-phasige Drehstrom wird über eine
3-polige Leitung 30 an die Stromversorgungs- und Steuerein
richtung 20 geleitet. Während des Normalbetriebs der Turbi
nenbaugruppe 10 dient der Generator 26 nicht nur zur Strom
versorgung des Pumpenmotors 18, sondern auch zur Versorgung
des gesamten Flugzeug-Bordnetzes über einen Bordnetzausgang.
32. Bei Stillstand und während das Anlassens der Turbinen
baugruppe 10 wird das Triebwerk von einer geeigneten Batte
rie, beispielsweise einer Brennstoffzelle, über einen Fremd
versorgungseingang 34 mit Spannung versorgt. Die Bordnetz-
bzw. die Fremdversorgungsspannung können beispielsweise
270 V betragen.
Das erfindungsgemäße Triebwerk gemäß Fig. 2 weist im Ver
gleich zu dem in Fig. 1 gezeigten Triebwerk nur den Pumpen
motor 18A, die Stromversorgungs- und Steuereinrichtung 20A
und die Versorgungsleitung 22A als modifizierte Komponenten
auf. Ferner ist bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungs
beispiel kein Drehzahlsensor für den Pumpenmotor 18A (ent
sprechend dem Drehzahlsensor 24 in Fig. 1) vorgesehen. Alle
anderen Bauteile sind in Fig. 1 und Fig. 2 identisch, so daß
insofern auf die oben gegebene Beschreibung von Fig. 1 ver
wiesen wird.
Der Pumpenmotor 18A gemäß Fig. 2 ist ein als Käfigläufer
ausgestalteter Drehstrom-Asynchronmotor. Demgemäß ist auch
die Stromversorgungs- und Steuereinrichtung 20A zur Erzeu
gung eines Drehstroms geeigneter Frequenz eingerichtet. Die
ser 3-phasige Drehstrom wird über die 3-polige Versorgungs
leitung 22A zum Pumpenmotor 18A übertragen. Der Schlupf des
Pumpenmotors 18A kann beispielsweise (je nach Belastung)
zwischen 2% und 6% betragen. Für die hier betrachtete An
wendung heißt dies, daß die Motordrehzahl mit der benötigten
Genauigkeit durch eine bloße Steuerung der Drehstromfrequenz
eingestellt werden kann. Auf eine Regelschleife für die Mo
tordrehzahl mit einem Drehzahlsensor kann daher im hier be
schriebenen Ausführungsbeispiel verzichtet werden. In Aus
führungsvarianten ist dennoch eine solche Regelschleife vot
gesehen, um eine besonders genaue Einstellung der Kraft
stoff-Förderleistung zu erreichen. An anderen Ausführungs
varianten ist der Pumpenmotor 18A ein Dxehstrom-Synchron
motor mit Permanentmagnet-Läufer.
Bei der in Fig. 3 genauer gezeigten Stromversorgungs- und
Steuereinrichtung 20A ist eine zentrale Steuerlogik 36 vor
gesehen, die als abgeschlossenes Modul ausgestaltet ist und
einen geeignet programmierten Mikrocontroller sowie Treiber
und Wandler aufweist. Der Generator 26 (Fig. 2) ist über die
3-polige Leitung 30 an einen ersten Gleichrichter 38 und
einen zweiten Gleichrichter 40 angeschlossen.
Die beiden Gleichrichter 38, 40 sind im vorliegenden Ausfüh
rungsbeispiel identisch aufgebaut. Sie sind beide als halb
gesteuerte Brückengleichrichter ausgestaltet. Jeder der
Gleichrichter 38, 40 weist drei Brückenzweige für je eine
Phase des vom Generator 26 erzeugten Drehstroms auf. In je
dem Brückenzweig sind eine Diode und ein als Thyristor aus
gestaltetes Schaltelement in Reihe zwischen Masse und einen
positiven Gleichspannungsanschluß geschaltet. Beispielhaft
sind in Fig. 3 die Diode und das Schaltelement in einem
ersten Brückenzweig des ersten Gleichrichters 38 mit den
Bezugszeichen 42 bzw. 44 versehen, und die Diode und das
Schaltelement in dem entsprechenden Brückenzweig des zweiten
Gleichrichters 40 sind mit den Bezugszeichen 46 bzw. 48 be
zeichnet. Je drei Steuerleitungen 50, 52 verbinden die
Schaltelemente der beiden Gleichrichter 38, 40 mit der
Steuerlogik 36.
In Ausführungsalternativen können die Gleichrichter 38, 40
anders aufgebaut sein. Beispielsweise kann einer der Gleich
richter 38, 40 (oder beide) als vollgesteuerter Gleichrich
ter mit sechs Schaltelementen oder als ungesteuerter Gleich
richter mit sechs Dioden ausgestaltet sein. Die Schaltele
mente können statt Thyristoren auch andere elektronische
Schalter wie Feldeffekttransistoren oder IGBTs (insulated
gate bipolar transistors) oder bipolare Transistoren sein.
Der erste Gleichrichter 38 erzeugt eine interne Gleichspan
nung DC, die an einem Drehstromsteller 54 anliegt. Der Dreh
stromsteller 54 dient zur Erzeugung des auf der Versorgungs
leitung 22A fließenden Drehstroms für den Pumpenmotor 18A.
Für jede Phase dieses Drehstroms weist der Drehstromsteller
54 einen an die Gleichspannung DC angeschlossenen Brücken-
Zweig mit zwei in Reihe geschalteten Schaltelementen auf.
Die Schaltelemente eines solchen Brückenzweigs sind in
Fig. 3 beispielhaft mit den Bezugsziffern 56 bzw. 58 be
zeichnet. Insgesamt sechs Steuerleitungen 60 verbinden die
Steuereingänge der Schaltelemente des Drehstromstellers 54
mit der Steuerlogik 36.
Im vorliegend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die
Schaltelemente des Drehstromstellers 54 als IGBTs ausge
staltet. In Ausführungsalternativen können jedoch andere
Schaltelemente wie zum Beispiel Feldeffekttransistoren oder
die oben im Zusammenhang mit den Gleichrichtern 38, 40 er
wähnten Bauteile eingesetzt werden.
In der Schaltung von Fig. 3 ist ferner der Fremdversorgungs
eingang 34 über eine erste Diode 62 mit dem Gleichspannungs
ausgang (Gleichspannung DC) des ersten Gleichrichters 38 und
über eine zweite Diode 64 mit einem Versorgungseingang 66
der Steuerlogik 36 verbunden. Die von dem zweiten Gleich
richter 40 erzeugte Gleichspannung liegt über einen Tiefpaß,
der aus einer Induktivität 68 und einem Kondensator 70 ge
bildet ist, an dem Bordnetzausgang 32 sowie an einem Span
nungsregeleingang 72 der Steuerlogik 36 an. Ferner ist diese
Gleichspannung über eine dritte Diode 74 mit dem Versor
gungseingang 66 der Steuerlogik 36 verbunden. Schließlich
sind zwei Phasen des auf der 3-poligen Leitung 30 übertrage
nen Drehstroms an je einen Phaseneingang 76, 78 der Steuer
logik 36 angeschlossen.
Im Normalbetrieb des Flugtriebwerks gemäß Fig. 2 und Fig. 3
erzeugt der Generator 26 hinreichend viel Energie zur Ver
sorgung des gesamten Bordnetzes. Dieser Drehstrom auf der
Leitung 30 wird von dem zweiten Gleichrichter 40 gleichge
richtet. Nach einer Filterung durch den aus der Induktivität
68 und dem Kondensator 70 gebildeten Tiefpaß wird die vom
zweiten Gleichrichter 40 abgegebene Gleichspannung über den
Bordnetzausgang 32 in das allgemeine Bordnetz eingespeist
und dient ferner (über die dritte Diode 74) zur Versorgung
der Steuerlogik 36.
Die Schaltelemente des zweiten Gleichrichters 40 werden von
der Steuerlogik 36 über die Steuerleitungen 52 angesteuert,
um durch eine Phasenanschnittsregelung die Höhe der an den
Bordnetzausgang 32 angelegten Gleichspannung auf 270 V zu
halten. Zu dieser Regelung wird der Istwert dieser Gleich
spannung von der Steuerlogik 36 über den Spannungsregelein
gang 72 gemessen. Außerdem erhält die Steuerlogik 36 über
die Phaseneingänge 76 und 78 die zur Ansteuerung des zweiten
Gleichrichters 40 benötigten Informationen hinsichtlich der
Phasenlage der Drehstrom-Phasen auf der Leitung 30.
Die Steuerlogik 36 bestimmt ferner aus geeigneten Meß- und
Eingangswerten den augenblicklichen Kraftstoffbedarf der
Turbinenbaugruppe 10 und daraus die erforderliche Drehzahl
der Kraftstoffpumpe 12. Aus dieser Drehzahl leitet die
Steuerlogik 36 Werte für die Frequenz und Spannung des über
die Versorgungsleitung 22A an den Pumpenmotor 18A anzulegen
den Drehstroms ab. Im vorliegend beschriebenen Ausführungs
beispiel sind die Spannung und Frequenz des Drehstroms unge
fähr proportional zueinander. In Ausführungsalternativen
kann jedoch, abhängig von den Eigenschaften des Pumpenmotors
18A, ein anderer Frequenz/Spannungs-Zusammenhang implemen
tiert werden.
Um den gewünschten Drehstrom zu erzeugen, legt die Steuer
logik 36 zunächst einen Wert für die Gleichspannung DC fest,
der etwas höher als die zu erzielende Drehstrom-Spannung
ist. Diese Gleichspannung DC wird von der Steuerlogik 36 er
zeugt, indem sie geeignete Schaltsignale für die Schaltele
mente des ersten Gleichrichters 38 an die Steuerleitungen 50
anlegt. Der erste Gleichrichter 38 arbeitet dabei ebenso wie
der zweite Gleichrichter 40 in einem Phasenanschnittsbe
trieb.
Die Steuerlogik 36 generiert ferner geeignete Ansteuer
signale für die Schaltelemente des Drehstromstellers 54, um
aus der Gleichspannung DC den Versorgungs-Drehstrom für den
Pumpenmotor 18A mit den oben erwähnten Spannungs- und Fre
quenzcharakteristika zu erzeugen. Für jede Phase des Dreh
stroms wird ein Brückenzweig des Drehstromstellers 54 in
einem Pulsweitenmodulationsverfahren angesteuert, um einen
ungefähr sinusförmigen Spannungsverlauf mit der gewünschten
Effektivspannung zu erhalten.
Die im vorliegenden Ausführungsbeispiel beschriebene
Steuerung des ersten Gleichrichters 38 hat den Vorteil, daß
auch in Betriebsarten mit sehr langsamen Pumpendrehzahlen
ein vernünftiges Tastverhältnis (Puls-Pausen-Verhältnis) des
Drehstromstellers 54 erreicht werden kann. In besonders bau
teilsparenden Ausführungsalternativen erfolgt die Drehstrom
erzeugung jedoch durch den Drehstromsteller 54 aus einer
konstanten Gleichspannung DC, die so hoch wie die höchste
erforderliche Drehstrom-Spannung ist. Insbesondere in sol
chen Ausführungsalternativen können geeignete Filter für den
Drehstrom vorgesehen sein.
Beim Anlassen des Triebwerks dient zunächst die am Fremdver
sorgungseingang 34 anliegende Spannung zur Versorgung der
Steuerlogik 36 (über die zweite Diode 64) sowie des Dreh
stromstellers 54 (über die erste Diode 62). Während dieses
Zeitraums der Fremdversorgung ist das Tastverhältnis des
Drehstromstellers 54 in der Regel sehr niedrig, weil die
Fremdversorgungsspannung von 270 V als Gleichspannung DC
unmittelbar am Drehstromsteller 54 anliegt. Daher wird, so
bald der Generator 26 eine ausreichende Spannung erzeugt,
die Fremdversorgung (durch einen in den Figuren nicht ge
zeigten Schalter) unterbrochen.
Dieses Umschalten von Fremd- auf Generatorversorgung erfolgt
schon, wenn die Drehzahl der Turbinenbaugruppe 10 noch zu
gering ist, um den gesamten Bordnetzbedarf durch den Genera
tor 26 zu decken. Daher wird während einer Übergangsphase
die vom Generator 26 gelieferte Leistung ausschließlich zur
Drehstromerzeugung für den Pumpenmotor 18A verwendet. Der
Bordnetzausgang 32 wird (durch einen weiteren in den Figuren
nicht gezeigten Schalter) erst aktiviert, wenn die Drehzahl
der Turbinenbaugruppe 10 und damit des Generators 26 hinrei
chend hoch zur Versorgung des gesamten Flugzeuges ist.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsvariante der Strom
versorgungs- und Steuereinrichtung 20A sind die beiden
Gleichrichter 38, 40, wie bereits oben als Möglichkeit er
wähnt, als vollgesteuerte Gleichrichter mit jeweils sechs .
Schaltelementen ausgestaltet. Dementsprechend sind auch je
sechs Steuerleitungen 50, 52 für die Gleichrichter 38, 40
vorgesehen (in Fig. 4 sind davon nur drei Steuerleitungen 52
gezeigt). Als weiterer Unterschied zu Fig. 3 weist die
Steuerlogik 36 gemäß Fig. 4 drei Phaseneingänge 76, 78, 80
auf, die an die drei Phasen des auf der Leitung 30 übertra
genen Drehstroms angeschlossen sind.
Statt der ersten Diode 62 ist in der Schaltung nach Fig. 4
ein von der Steuerlogik 36 angesteuertes Schaltelement 82
vorgesehen, durch das der Fremdversorgungseingang 34 zur
Lieferung der Gleichspannung DC herangezogen werden kann.
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß sie auch bei einer
Fremdversorgungsspannung von mehr als der Bordnetzspannung
eingesetzt werden kann.
Ferner ist in Fig. 4 ein aus einer Induktivität 84 und einem
Kondensator 86 gebildeter Tiefpaß zur Filterung der vom er
sten Gleichrichter 38 erzeugten Gleichspannung DC vorgese
hen. Je eine Filterdrossel 88 ist in je eine Phase des von
dem Drehstromsteller 54 erzeugten Drehstroms für den Pumpen
motor 15A geschaltet. Durch diese LC-Filterung im Gleich
strombereich und die zusätzliche Filterung im Drehstrombe
reich können elektromagnetische Störstrahlungen verringert
und die Laufeigenschaften des Pumpenmotors 18A verbessert
werden. In Ausführungsvarianten wird eine adäquate Entstö
rung bereits entweder durch den Tiefpaß im Gleichstrom
bereich oder durch die Filterdrosseln 88 erreicht.
Im übrigen sind die Schaltungen von Fig. 4 und Fig. 3 iden
tisch, so daß auf die obige Beschreibung verwiesen wird.
Weitere Ausführungsvarianten der Erfindung sind vorgesehen,
bei denen die in Fig. 3 und Fig. 4 gezeigten Baugruppen be
liebig kombiniert sind.
10
Turbinenbaugruppe
12
Kraftstoffpumpe
14
Kraftstoffleitung
16
Pumpenwelle
18
Pumpenmotor (Stand der Technik)
18
A Pumpenmotor (Erfindung)
20
Stromversorgungs- und Steuereinrichtung (Stand der
Technik)
20
A Stromversorgungs- und Steuereinrichtung (Erfindung)
22
Versorgungsleitung (Stand der Technik)
22
A Versorgungsleitung (Erfindung)
24
Drehzahlsensor
26
Generator
28
Antriebswelle
30
Leitung
32
Bordnetzausgang
34
Fremdversorgungseingang
36
Steuerlogik
38
erster Gleichrichter
40
zweiter Gleichrichter
42
Diode des ersten Gleichrichters
44
Schaltelement des ersten Gleichrichters
46
Diode des zweiten Gleichrichters
48
Schaltelement des zweiten Gleichrichters
50
Steuerleitungen für den ersten Gleichrichter
52
Steuerleitungen für den zweiten Gleichrichter
54
Drehstromsteller
56
Schaltelement des Drehstromstellers
58
Schaltelement des Drehstromstellers
60
Steuerleitungen für den Drehstromsteller
62
erste Diode
64
zweite Diode
66
Versorgungseingang
68
Induktivität
70
Kondensator
72
Spannungsregeleingang
74
dritte Diode
76
Phaseneingang
78
Phaseneingang
80
Phaseneingang
82
Schaltelement
84
Induktivität
85
Kondensator
88
Filterdrosseln
DC Gleichspannung
DC Gleichspannung
Claims (12)
1. Kraftstoffpumpenantrieb eines Flugtriebwerks, mit
- - einem Pumpenmotor (18A) für eine Kraftstoffpumpe (12), und
- - einer Stromversorgungs- und Steuereinrichtung (20A), an die der Pumpenmotor (18A) angeschlossen ist,
- - der Pumpenmotor (18A) ein Drehstrom-Motor ist, und daß
- - die Stromversorgungs- und Steuereinrichtung (20A) dazu eingerichtet ist, Drehstrom für den Pumpenmotor (18A) mit einer der gewünschten Förderleistung der Kraft stoffpumpe (22) entsprechenden Frequenz zu erzeugen.
2. Kraftstoffpumpenantrieb nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenmotor (18A) ein Dreh
strom-Asynchronmotor ist, der insbesondere als Käfigläufer
ausgestaltet ist.
3. Kraftstoffpumpenantrieb nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenmotor (18A) ein Dreh
strom-Synchronmotor ist, der insbesondere einen Permanent
magnet-Läufer aufweist.
4. Kraftstoffpumpenantrieb nach einem der Ansprüche 1
bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung des Drehstroms
ungefähr proportional zu dessen Frequenz ist.
5. Kraftstoffpumpenantrieb nach einem der Ansprüche 1
bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungs- und
Steuereinrichtung (20A) einen Drehstromsteller (54) zum
Erzeugen des Drehstroms aus einer Gleichspannung (DC)
aufweist.
6. Kraftstoffpumpenantrieb nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Drehstromsteller (54) für
jede Phase des Drehstroms je eine Brückenschaltung aus zwei
in Reihe geschalteten und an die Gleichspannung (DC) ange
schlossenen Schaltelementen (56, 58) aufweist.
7. Flugtriebwerk mit einem Kraftstoffpumpenantrieb nach
einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die von dem Pumpenmotor
(18A) angetriebene Kraftstoffpumpe (12) zur Kraftstoffver
sorgung einer Turbinenbaugruppe (10) vorgesehen ist.
8. Flugtriebwerk nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Turbinenbaugruppe
(10) angetriebener Generator (26) zur zumindest Zeit- oder
teilweisen Stromversorgung des Pumpenmotors (18A) über die
Stromversorgungs- und Steuereinrichtung (20A) vorgesehen
ist.
9. Flugtriebwerk nach Anspruch 7 oder Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (26) ein Dreh
strom-Generator ist.
10. Flugtriebwerk nach einem der Ansprüche 7 bis 9 mit ei
nem Kraftstoffpumpenantrieb nach Anspruch 5 oder Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungs- und Steu
ereinrichtung (20A) einen Gleichrichter (38) zur Erzeugung
der Gleichspannung (DC) für den Drehstromsteller (54) auf
weist.
11. Flugtriebwerk nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (38) ein halb-
oder vollgesteuerter Gleichrichter ist.
12. Flugtriebwerk nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerlogik (36) der Strom
versorgungs- und Steuereinrichtung (20A) dazu eingerichtet
ist, die Höhe der von dem Gleichrichter (38) erzeugten
Gleichspannung (DC) zu steuern.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999108531 DE19908531A1 (de) | 1999-02-28 | 1999-02-28 | Kraftstoffpumpenantrieb eines Flugtriebwerks und Flugtriebwerk |
EP00102674A EP1031716A3 (de) | 1999-02-28 | 2000-02-09 | Kraftstoffpumpenantrieb eines Flugtriebwerks und Flugtriebwerk |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999108531 DE19908531A1 (de) | 1999-02-28 | 1999-02-28 | Kraftstoffpumpenantrieb eines Flugtriebwerks und Flugtriebwerk |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19908531A1 true DE19908531A1 (de) | 2000-09-07 |
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ID=7899077
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999108531 Ceased DE19908531A1 (de) | 1999-02-28 | 1999-02-28 | Kraftstoffpumpenantrieb eines Flugtriebwerks und Flugtriebwerk |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1031716A3 (de) |
DE (1) | DE19908531A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007048642A1 (de) | 2007-10-10 | 2009-04-16 | Mtu Aero Engines Gmbh | Elektrischer Antrieb, insbesondere für eine Kraftstoffzumesseinheit für ein Flugzeugtriebwerk |
DE102007054947A1 (de) | 2007-11-17 | 2009-05-20 | Mtu Aero Engines Gmbh | Zentrifugalpumpe mit einer erhöhten Betriebssicherheit |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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FR3116566B1 (fr) * | 2020-11-25 | 2022-10-28 | Safran Aircraft Engines | Dispositif d’actionnement de pompe, système de pompage, aéronef et procédé d’alimentation en carburant associés |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3528519A1 (de) * | 1985-08-08 | 1987-02-19 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Gasturbinentriebwerk mit einer generatoreinrichtung |
DE4036905A1 (de) * | 1989-11-25 | 1991-05-29 | Bosch Gmbh Robert | Antriebssystem fuer eine kraftstoff-foerderpumpe in verbindung mit einer brennkraftmaschine eines kraftfahrzeuges |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2881330A (en) * | 1956-08-01 | 1959-04-07 | Ford Motor Co | Differential drive |
JPH0442559Y2 (de) * | 1985-10-03 | 1992-10-07 | ||
JPS62247786A (ja) * | 1986-04-17 | 1987-10-28 | Aisan Ind Co Ltd | 電動式燃料供給ポンプの駆動制御回路 |
JPH02161196A (ja) * | 1988-12-12 | 1990-06-21 | Aisan Ind Co Ltd | 電動式燃料ポンプ |
DE69721817D1 (de) * | 1996-12-03 | 2003-06-12 | Elliott Energy Systems Inc | Elektrische anordnung für turbine/alternator auf gemeinsamer achse |
-
1999
- 1999-02-28 DE DE1999108531 patent/DE19908531A1/de not_active Ceased
-
2000
- 2000-02-09 EP EP00102674A patent/EP1031716A3/de not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3528519A1 (de) * | 1985-08-08 | 1987-02-19 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Gasturbinentriebwerk mit einer generatoreinrichtung |
DE4036905A1 (de) * | 1989-11-25 | 1991-05-29 | Bosch Gmbh Robert | Antriebssystem fuer eine kraftstoff-foerderpumpe in verbindung mit einer brennkraftmaschine eines kraftfahrzeuges |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007048642A1 (de) | 2007-10-10 | 2009-04-16 | Mtu Aero Engines Gmbh | Elektrischer Antrieb, insbesondere für eine Kraftstoffzumesseinheit für ein Flugzeugtriebwerk |
DE102007054947A1 (de) | 2007-11-17 | 2009-05-20 | Mtu Aero Engines Gmbh | Zentrifugalpumpe mit einer erhöhten Betriebssicherheit |
Also Published As
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---|---|
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