混合动力发动机速度调节制造技术

提供了一种用于操作混合动力燃气涡轮发动机的方法。该方法包括：接收指示轴的实际旋转速度的数据；计算轴的实际旋转速度与轴的命令旋转速度之间的误差；将计算的误差提供给能够与混合动力推进发动机的燃料输送系统一起操作的燃料流控制回路；将计算的误差提供给能够与混合动力推进发动机的电机一起操作的电机控制回路，该电机驱动地联接到轴；以及基于计算的误差，利用电机控制回路，修改来自电机的轴上的扭矩。的轴上的扭矩。的轴上的扭矩。

【技术实现步骤摘要】
混合动力发动机速度调节
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请是一项非临时申请，根据35U.S.C.
§
119(e)要求对2020年8月31日提交的美国临时申请第63/072,573号享有优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。


[0003]本主题大体涉及一种用于混合动力发动机的系统和方法，以调节发动机的旋转速度。

技术介绍

[0004]传统的商用飞行器通常包括机身、一对机翼和提供推力的推进系统。推进系统通常包括至少两个飞行器发动机，如涡轮风扇喷气发动机。每个涡轮风扇喷气发动机通常安装在飞行器的相应一个机翼上，例如在机翼下的悬挂位置，与机翼和机身分开。
[0005]混合动力推进系统正在被发展以提高传统商用飞行器的效率。各种混合动力推进系统包括由飞行器发动机之一驱动的电机。本公开的专利技术人提出了各种构造和/或方法来改进目前已知的混合动力推进系统。

技术实现思路

[0006]本专利技术的方面和优点将在以下描述中部分阐述，或者从描述中可以明显看出，或者通过本专利技术的实践可以了解。
[0007]在本公开的一个示例性方面，提供了一种用于操作混合动力燃气涡轮发动机的方法。该方法包括：接收指示轴的实际旋转速度的数据；计算轴的实际旋转速度与轴的命令旋转速度之间的误差；将计算的误差提供给能够与混合动力推进发动机的燃料输送系统一起操作的燃料流控制回路；将计算的误差提供给能够与混合动力推进发动机的电机一起操作的电机控制回路，该电机与轴驱动地联接；以及基于计算的误差，利用电机控制回路，修改来自电机的轴上的扭矩。
[0008]参照以下描述和所附权利要求，本专利技术的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。结合到本说明书并构成其一部分的附图说明了本专利技术的实施例，并与描述一起用于解释本专利技术的原理。
附图说明
[0009]在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本专利技术的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其中：
[0010]图1是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的示意性横截面图。
[0011]图2是根据本公开的另一个示例性实施例的燃气涡轮发动机的示意性横截面图。
[0012]图3是描述实际轴速度和命令轴速度的图表。
[0013]图4是用于控制轴速度的控制方案的示意图。
[0014]图5是用于操作燃气涡轮发动机的方法的流程图。
具体实施方式
[0015]现在将详细参考本专利技术的现有实施例，附图中说明了其中的一个或多个示例。详细描述使用数字和字母名称来指代附图中的特征。在附图和描述中，相似或类似的名称被用来指代本专利技术的相似或类似部分。
[0016]如本文所使用的，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用，以区分一个部件和另一个部件，而不是为了表示各个部件的位置或重要性。
[0017]术语“前面”和“后面”指的是燃气涡轮发动机或运载器内的相对位置，并指燃气涡轮发动机或运载器的正常操作姿态。例如，就燃气涡轮发动机而言，前面是指靠近发动机进气口的位置，后面是指靠近发动机喷嘴或排气口的位置。
[0018]术语“上游”和“下游”指的是相对于路径中的流动的相对方向。例如，就流体流动而言，“上游”是指流体流自的方向，而“下游”是指流体流向的方向。然而，本文所用的术语“上游”和“下游”也可以指电的流动。
[0019]单数形式的“一”、“一个”、“该”包括复数参考，除非上下文明确规定了其他情况。
[0020]本文在整个说明书和权利要求书中使用的近似语言被应用于修改任何可以允许变化而不导致与之相关的基本功能变化的定量表示。因此，由一个或多个术语，如“约”、“大约”和“基本上”，所修改的数值并不限于指定的精确数值。至少在某些情况下，近似的语言可以对应于测量该值的仪器的精度，或构建或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。至少在某些情况下，近似语言可以对应于测量数值的仪器的精度，或者构建或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似的语言可以指在单个数值、数值范围和/或限定数值范围的端点的1、2、4、5、10、15或20％的范围内。
[0021]在这里以及整个说明书和权利要求书中，范围限制被组合和互换，这样的范围被识别并包括其中包含的所有子范围，除非上下文或语言另有指示。例如，本文公开的所有范围都包括端点，并且端点可以相互独立组合。
[0022]可以理解的是，本章中使用的任何参考数字可能不是指与其他章节中相同参考数字相关的相同部件和特征。
[0023]本公开大体涉及一种用于调节燃气涡轮发动机的轴的旋转速度的系统和方法。例如，本公开的系统和方法可以调节燃气涡轮发动机的低压轴的旋转速度，该低压轴驱动燃气涡轮发动机的风扇。
[0024]所公开的系统和方法利用能够与轴一起旋转的电机，以及包括燃料流控制回路和电机控制回路的控制方案。燃料流控制回路通常可用于通过增加或减少到发动机的燃料流来调节轴的速度，以控制轴速度。相比之下，电机控制回路可以通过向轴添加或从轴提取相对较小的功率量来解决高于和低于设定轴速度的轴速度的振荡。
[0025]在某些示例性方面，该系统和方法可以接收指示轴的实际旋转速度的数据，并计算相对于期望的轴的旋转速度的误差。该误差可被提供给燃料流控制回路和电机械控制回路。电机控制回路可以向例如电机电源提供命令，以便向电机提供功率，以基于计算的误差，修改来自电机的轴的扭矩。附加地或替代地，，电机控制回路可以向例如电机提供命令，以基于计算的误差从电机的轴上提取功率。
[0026]本公开的系统和方法可在操作期间使轴的旋转速度正常化。这可以减少某些部件(例如，在燃料系统内)的周期，并进一步可以改善发动机的燃料消耗。
[0027]现在参考图1，提供了可包含本公开的一个或多个创造性方面的燃气涡轮发动机的示例性实施例的横截面图。特别地，图1的示例性燃气涡轮发动机被构造为单个非管道式转子发动机10，其限定了轴向方向A、径向方向R和周向方向C。从图1可以看出，发动机10采取了开放式转子推进系统的形式，并且具有转子组件12，其包括围绕发动机10的中心纵向轴线14布置的翼型件的阵列，并且更特别地包括围绕发动机10的中心纵向轴线14布置的转子叶片16的阵列。
[0028]此外，正如将在下面更详细地解释的那样，发动机10另外还包括定位在转子组件12后方的非旋转轮叶组件18(即，相对于中心轴线14非旋转)，其包括也围绕中心轴线14布置的翼型件的阵列，并且更具体地包括围绕中心轴线14布置的轮叶20的阵列。
[0029]转子叶片16围绕中心线14以典型的等间隔关系布置，并且每个叶片具有根部22和尖端24以及在它们之间限定的跨度。同样，轮叶20也是围绕中心线14以典型的等间隔关系布置，每个轮叶都有根部26和尖端28以及在它们之间限定的跨度。转子组件12还包括位于多个转子叶片16前方的轮毂44。
[0030]此外，发动机10包括具有核心(或高压/高速系统)3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种操作混合动力燃气涡轮发动机的方法，其特征在于，包括：至少部分地用能够与所述混合动力推进发动机的燃料输送系统一起操作的燃料流控制回路来控制轴的旋转速度；接收指示所述轴的实际旋转速度的数据；计算所述轴的所述实际旋转速度和所述轴的命令旋转速度之间的误差；将计算的误差提供给能够与所述混合动力推进发动机的电机一起操作的电机控制回路，所述电机驱动地联接到所述轴；以及基于所述计算的误差，利用所述电机控制回路，修改来自所述电机的所述轴上的扭矩。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述轴是所述燃气涡轮发动机的低压轴。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述燃气涡轮发动机进一步包括与所述轴联接并由所述轴驱动的转子组件。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述燃料流控制回路以第一频率操作，其中所述电机控制回路以第二频率操作，并且其中所述第二频率高于所述第一频率。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中所述第二频率比所述第一频率快至少五倍。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：