航空发动机起动系统、起动方法及航空发动机技术方案

本发明专利技术涉及一种航空发动机起动系统、起动方法及航空发动机，其中，航空发动机起动系统包括：第一电磁部件和第二电磁部件，第一电磁部件设在航空发动机的外机匣(2)上，第二电磁部件设在航空发动机压气机的至少一级转子叶片(A)上，第一电磁部件和第二电磁部件能够在通电时产生相对变化的磁场，以便在航空发动机起动时驱动压气机转子(3)旋转。本发明专利技术的起动系统相当于通过集成式设计将压气机转子和外机匣变为类似于无刷电机的结构，能够在起动时直接控制压气机转子至预定转速，不需要配合传动系统，从而简化了起动系统的整体结构，不仅可以减小额外占用的空间，还能减少起动系统的质量。

Aero engine starting system, starting method and aero engine

The invention relates to a system and method of aeroengine starting and aero engine, the engine start system includes: first and second electromagnetic electromagnetic component parts, the first electromagnetic component is arranged on the outer casing of aero engine (2), at least one stage rotor blade second electromagnetic component in aero-engine compressor (A). The first and second parts, electromagnetic electromagnetic components can generate the relative changes in the magnetic field is energized to drive the compressor rotor in the aviation engine starting rotation (3). The starting system of the invention is to integrated design the compressor rotor and the outer casing into a structure similar to that of the brushless motor, which can directly control the speed of the compressor rotor to a predetermined at the start, do not need to match the transmission system, which simplifies the whole structure of the starting system, can not only reduce the extra occupied space. Can reduce the quality of the starting system.

【技术实现步骤摘要】
航空发动机起动系统、起动方法及航空发动机
本专利技术涉及航空发动机
，尤其涉及一种航空发动机起动系统、起动方法及航空发动机。
技术介绍
起动系统是航空发动机的重要组成部分，航空发动机点火之前，需要通过外部能量驱动其转子(一般为高压压气机及高压涡轮)高速旋转为燃烧室提供足够的高压空气，以满足起动要求。其一般工作过程为：首先，起动系统驱动转子到达点火转速；接着燃油流入燃烧室进行点火；当转子到达脱开转速时起动系统与转子脱离。目前，涡扇航空发动机中应用较广的其中一种是高压空气起动系统，典型的高压空气起动系统主要包括：带减速机构的空气涡轮、离合器、与转子连接的附件齿轮箱。在高压空气的驱动下，空气涡轮通过离合器、附件齿轮箱驱动转子转动，最终实现起动功能。该起动系统通过机械零部件就能实现起动功能，简单可靠，但需要较为复杂的传动机构，且在引气过程中可能会降低发动机的热效率。另一种目前较为先进的是采用电机起动系统，典型的电机起动系统包括：驱动电机、与转子连接的附件齿轮箱。驱动电机通过附件齿轮箱带动转子转动，最终实现起动功能。该起动结构不会影响发动机的效率，相比于高压空气起动结构需求的质量较小，但需要复杂的传动机构，对电机的性能要求也较高。由此可见，高压空气起动系统和电机起动系统均需要引入复杂的传动机构，才能使转子到达预定转速，这必然会增加起动系统结构复杂性以及整体质量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种航空发动机起动系统、起动方法及航空发动机，该起动系统能够以较为简单的结构实现对航空发动机的起动。为实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种航空发动机起动系统，第一电磁部件和第二电磁部件，所述第一电磁部件设在航空发动机的外机匣上，所述第二电磁部件设在所述航空发动机压气机转子的至少一级转子叶片上，所述第一电磁部件和所述第二电磁部件能够在通电时产生相对变化的磁场，以便在所述航空发动机起动时驱动所述压气机转子旋转。进一步地，所述第一电磁部件包括第一线圈，所述第一线圈环设在所述外机匣的外周上。进一步地，所述第二电磁部件包括设在至少一级所述转子叶片上的多个第二线圈，设在同一级所述转子叶片上的多个所述第二线圈分别与该级的各个所述转子叶片相对应。进一步地，所述第二电磁部件设在第一级所述转子叶片上。进一步地，所述第一电磁部件和所述第二电磁部件之间能够实现单向或双向无线电力传递。进一步地，所述第一电磁部件包括第一电力传递模块，所述第二电磁部件包括多个第二电力传递模块，所述第一电力传递模块和多个所述第二电力传递模块之间能够实现单向或双向无线电力传递。进一步地，所述第一电磁部件和所述第二电磁部件的至少一个包括可充电的电源。进一步地，所述电源设在所述第一电磁部件中，所述第一电磁部件还包括第一线圈，所述电源用于向所述第一线圈供电。进一步地，所述第一电磁部件还包括控制部件，所述控制部件包括电流控制模块，用于控制所述第一电磁部件的通电参数。进一步地，所述控制部件还包括起动判断模块，用于在需要连接起动系统与所述航空发动机时，向所述第一电磁部件和所述第二电磁部件通电；在所述压气机转子到达预定转速时，切断所述第一电磁部件和/或所述第二电磁部件的通电。进一步地，所述第一电磁部件还包括控制部件，所述控制部件还包括模式选择模块，用于在起动系统工作于电机模式时，控制所述第一电力传递模块向多个所述第二电力传递模块无线传递电力；在所述起动系统工作于发电机模式时，控制多个所述第二电力传递模块为所述第一电力传递模块无线传递电力。为实现上述目的，本专利技术第二方面提供了一种航空发动机，包括上述实施例所述的航空发动机起动系统。为实现上述目的，本专利技术第三方面提供了一种航空发动机起动系统的起动方法，包括如下步骤：向所述第一电磁部件和所述第二电磁部件通电，使两者之间产生相对变化的磁场，以便在所述航空发动机起动时驱动压气机转子旋转；当所述压气机转子到达预定转速时，切断所述第一电磁部件和/或所述第二电磁部件的通电。进一步地，所述第一电磁部件包括第一线圈、用于向所述第一线圈供电的可充电电源和与所述电源并联的第一电力传递模块，所述第二电磁部件包括第二线圈和多个第二电力传递模块，所述第一电力传递模块和多个所述第二电力传递模块之间能够实现无线充电，向所述第一电磁部件和所述第二电磁部件通电，使两者之间产生相对变化的磁场的步骤具体包括：通过所述电源为所述第一电力传递模块充电；通过所述第一电力传递模块为多个所述第二电力传递模块无线传递电力；通过各个所述第二电力传递模块分别为所述第二线圈供电，使所述第二线圈产生固定磁场；控制所述第一线圈中的电流，使所述第一线圈产生变化磁场。进一步地，还包括如下步骤：当起动系统工作在发电机模式时，控制多个所述第二电力传递模块为所述第一电力传递模块无线传递电力。基于上述技术方案，本专利技术的航空发动机起动系统，通过在航空发动机的外机匣上设置第一电磁部件，并在压气机的至少一级转子叶片上设置第二电磁部件，当向第一电磁部件和第二电磁部件通电时就能够在两者之间产生相对变化的磁场，从而在航空发动机起动时驱动压气机转子旋转。此种起动系统相当于通过集成式设计将压气机转子和外机匣变为类似于无刷电机的结构，能够在起动时直接控制压气机转子至预定转速，不需要配合传动系统，从而简化了起动系统的整体结构，不仅可以减小额外占用的空间，还能减少起动系统的质量。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术航空发动机起动系统的一个实施例的结构示意图；图2为本专利技术航空发动机起动系统安装在航空发动机中的一个实施例的结构示意图；图3为本专利技术航空发动机起动方法的一个实施例的流程示意图；图4为本专利技术航空发动机起动方法的一个具体实施例的流程示意图。附图标记说明1－起动系统；2－外机匣；3－压气机转子；4－燃烧室；5－高压涡轮；6－低压涡轮；7－风扇转子；11－电源；12－第一电力传递模块；13－第一线圈；14－第二线圈；15－第二电力传递模块；16－控制部件；31－高压压气机转子；32－低压压气机转子；A－转子叶片。具体实施方式以下详细说明本专利技术。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。本专利技术中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制。航空发动机对起动系统的功能要求主要包括如下几个方面：(1)起动系统能在规定时间内将发动机转子加速到规定转速；(2)在发动机转子达到点火转速后，起动系统应能够根据需求与发动机脱开；(3)若发动机转子转速低于目标转速时，起动系统应能够根据需求与发动机重新连接。为了简化起动系统的结构，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种航空发动机起动系统，其特征在于，包括：第一电磁部件和第二电磁部件，所述第一电磁部件设在航空发动机的外机匣(2)上，所述第二电磁部件设在所述航空发动机压气机转子(3)的至少一级转子叶片(A)上，所述第一电磁部件和所述第二电磁部件能够在通电时产生相对变化的磁场，以便在所述航空发动机起动时驱动所述压气机转子(3)旋转。

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机起动系统，其特征在于，包括：第一电磁部件和第二电磁部件，所述第一电磁部件设在航空发动机的外机匣(2)上，所述第二电磁部件设在所述航空发动机压气机转子(3)的至少一级转子叶片(A)上，所述第一电磁部件和所述第二电磁部件能够在通电时产生相对变化的磁场，以便在所述航空发动机起动时驱动所述压气机转子(3)旋转。2.根据权利要求1所述的航空发动机起动系统，其特征在于，所述第一电磁部件包括第一线圈(13)，所述第一线圈(13)环设在所述外机匣(2)的外周上。3.根据权利要求1所述的航空发动机起动系统，其特征在于，所述第二电磁部件包括设在至少一级所述转子叶片(A)上的多个第二线圈(14)，设在同一级所述转子叶片(A)上的多个所述第二线圈(14)分别与该级的各个所述转子叶片(A)相对应。4.根据权利要求1所述的航空发动机起动系统，其特征在于，所述第二电磁部件设在第一级所述转子叶片(A)上。5.根据权利要求1所述的航空发动机起动系统，其特征在于，所述第一电磁部件和所述第二电磁部件之间能够实现单向或双向无线电力传递。6.根据权利要求5所述的航空发动机起动系统，其特征在于，所述第一电磁部件包括第一电力传递模块(12)，所述第二电磁部件包括多个第二电力传递模块(15)，所述第一电力传递模块(12)和多个所述第二电力传递模块(15)之间能够实现单向或双向无线电力传递。7.根据权利要求1所述的航空发动机起动系统，其特征在于，所述第一电磁部件和所述第二电磁部件的至少一个包括可充电的电源(11)。8.根据权利要求7所述的航空发动机起动系统，其特征在于，所述电源(11)设在所述第一电磁部件中，所述第一电磁部件还包括第一线圈(13)，所述电源(11)用于向所述第一线圈(13)供电。9.根据权利要求1所述的航空发动机起动系统，其特征在于，所述第一电磁部件还包括控制部件(16)，所述控制部件(16)包括电流控制模块，用于控制所述第一电磁部件的通电参数。10.根据权利要求9所述的航空发动机起动系统，其特征在于，所述控制部件(16)还包括起动判断模块，用于在需要连接起动系统(1)与所述航空发动机时，向所述第一电磁部...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈乃威，张丛辉，
申请(专利权)人：中国航发商用航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：上海,31