Распределенная архитектура газотурбинного стартер-генератора
Изобретение относится к газотурбинным двигателям и направлено на усовершенствование конструкции стартер-генератора. Стартер-генератор содержит: генераторный модуль, содержащий первый корпус, генератор, размещенный в первом корпусе, и первый вал, принужденный вращаться с ротором генератора, выступающий из первого корпуса, и несущий механический соединительный элемент. Модуль возбудителя стартер-генератора содержит второй корпус. Возбудитель, размещенный во втором корпусе, имеет второй вал, отличающийся от первого вала, принужденного вращаться совместно с ротором возбудителя. Электрическое соединение вторичной цепи возбудителя с первичной цепью генератора содержит выпрямитель. Механические соединительные элементы соединены с общим зубчатым колесом или с соответствующими различными зубчатыми колесами коробки приводов газотурбинного двигателя. Технический результат заключается в упрощении конструкции и снижении веса стартер-генератора. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к газотурбинным двигателям и, в частности, к размещению стартера-генератора (СГ) на коробке приводов или коробке приводов агрегатов. Область применения изобретения - газовые турбины авиационных двигателей самолетов или вертолетов, а также вспомогательных силовых установок (ВСУ).
В газотурбинном двигателе определенные устройства, или «агрегаты» приводятся в действие механической передачей, использующей механическую энергию вала турбины. Механическая передача включает в себя набор зубчатых колес, размещенных в корпусе, и имеет название коробки приводов агрегатов. Агрегаты включают в себя различные насосы для выработки гидравлической энергии или для подачи топлива или смазки, а также один или несколько электрических СГ.
Пока газовая турбина работает, один или каждый из СГ выполняют функцию генератора электричества и вырабатывают электричество, которое питает один или несколько распределительных пунктов самолета или вертолета и его двигатель (двигатели).
Когда газовая турбина остановлена, СГ может быть использован как стартер посредством подключения к внешнему источнику энергии, чтобы заставить газовую турбину вращаться, вращая вал турбины, соединенный с коробкой приводов.
СГ общеизвестного типа содержит основной синхронный генератор, имеющий основной ротор и основной статор, вместе с возбудителем, имеющим ротор с вторичной магнитной цепью и статор с первичной магнитной цепью. Вторичная цепь возбудителя питает электроэнергией основной ротор синхронного генератора через выпрямитель, например, через вращающийся диодный мост. В режиме генерирования электроэнергии вторичная цепь синхронного генератора вырабатывает переменное напряжение в результате вращения первичной цепи, находящейся под действием постоянного тока, который подается через диодный мост выпрямителя, частота вырабатываемого переменного напряжения изменяется как функция частоты вращения. В режиме стартера основной ротор, который питается электроэнергией от возбудителя, и основной статор, который питается переменным напряжением от внешнего источника, действуют как синхронный двигатель.
Подобный общеизвестный СГ представляет собой сравнительно громоздкий элемент оборудования, который обычно устанавливают в специальном корпусе на стенке коробки приводов и который механически соединяют с ней. Это приводит к занятию пространства большего объема, а также представляет собой значительную консольно закрепленную массу, установка которой на коробку приводов требует достаточно прочных крепежных устройств.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача настоящего изобретения состоит в предложении такой архитектуры СГ, которая позволяет уменьшить его вес и величину при сохранении простоты его демонтажа для целей технического обслуживания или ремонта.
Эта задача решается посредством стартер-генератора для газотурбинного двигателя, содержащего генератор с ротором, образующим первичную магнитную цепь, и со статором, образующим вторичную магнитную цепь, и возбудитель со статором, образующим первичную магнитную цепь, и с ротором, образующим вторичную магнитную цепь, стартер-генератором, содержащим:
- первый модуль или генераторный модуль, содержащий первый корпус, генератор, размещенный в первом корпусе, и первый вал, принужденный вращаться с ротором генератора, выступающий из первого корпуса и несущий первый механический соединительный элемент;
- второй модуль или модуль возбудителя, содержащий второй корпус, возбудитель, размещенный во втором корпусе, и второй вал, закрепленный, чтобы вращаться совместно с ротором возбудителя, причем второй вал является отличным от первого вала, выступающий из второго корпуса, и несущий второй механический соединительный элемент; и
- электрическое соединение, содержащее выпрямитель и, по меньшей мере, один соединитель для соединения вторичной цепи возбудителя с первичной цепью генератора.
В силу модульной архитектуры СГ генераторный модуль и модуль возбудителя, имеющие отдельные соединительные валы, могут устанавливаться на коробку приводов раздельно. Таким образом, можно уменьшить консольно закрепленные на коробке приводов массы. К тому же так как можно отсоединить электрическое соединение, можно демонтировать для целей технического обслуживания или замены только генераторный модуль или только модуль возбудителя.
Согласно одной особенности, электрическое соединение, по меньшей мере, частично размещено внутри первого и второго валов, которые могут быть полыми или иметь проход для прохождения электрического соединения.
Согласно другой особенности, СГ дополнительно содержит генератор с постоянными магнитами, имеющий ротор, несущий постоянные магниты, и статор, образующий вторичную цепь, а генератор с постоянными магнитами образует часть одного из вышеупомянутых модулей, будучи размещен в корпусе этого модуля, а его ротор принужден вращаться с валом модуля. Предпочтительно, генератор с постоянными магнитами образует часть модуля возбудителя.
По меньшей мере, один из модулей может быть объединен c характерным для этого модуля устройством для подачи в него смазочно-охлаждающей жидкости. При таких обстоятельствах, и предпочтительно, вал модуля, связанного с характерным для этого модуля устройством для подачи в него смазочно-охлаждающей жидкости, выступает из корпуса вышеупомянутого модуля, через отверстие, снабженное уплотнительным устройством.
Изобретение также предусматривает агрегат, содержащий коробку приводов для газотурбинного двигателя, имеющую установленный в корпусе зубчатый механизм с совокупностью зубчатых колес, и, по меньшей мере, один стартер-генератор, соединенный с коробкой приводов, СГ при этом является, как описано выше с первым и вторым соединительными элементами, соединенными с одним из зубчатых колес коробки приводов, и каждый из первого и второго корпусов соединен с корпусом коробки приводов.
В варианте осуществления первый и второй валы находятся на общей оси и соединены с общим зубчатым колесом коробки приводов, а корпуса первого и второго модулей по отдельности прикреплены к корпусу коробки приводов на ее противоположных сторонах.
В другом варианте осуществления первый и второй валы не находятся на общей оси, а первый и второй соединительные элементы соединены с соответствующими различными зубчатыми колесами коробки приводов. Корпуса первого и второго модулей по отдельности прикреплены к корпусу коробки приводов на одной стороне или на противоположных сторонах. В этом варианте электрическое соединение может содержать первое вращающееся электрическое соединение, имеющее неподвижные контакты и соединенные с вторичной цепью возбудителя вращающиеся контакты, второе вращающееся электрическое соединение, имеющее неподвижные контакты и соединенные с первичной цепью генератора вращающиеся контакты, и неподвижное соединение, соединяющее неподвижные контакты первого вращающегося соединения с соответствующими неподвижными контактами второго вращающегося соединения. В этом случае выпрямитель, например диодный мост, предпочтительно введен в неподвижное соединение для того, чтобы не подвергать его воздействию нагрузок, вызванных вращением.
При всех обстоятельствах, по меньшей мере, один из модулей может снабжаться смазочно-охлаждающей жидкостью из тракта смазочно-охлаждающей жидкости коробки приводов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Изобретение очевидно из нижеследующего неограничивающего описания, содержащего ссылки на прилагаемые фигуры чертежей, на которых:
Фиг.1 - сильно упрощенная схема газотурбинного двигателя;
Фиг.2 - упрощенная принципиальная электрическая схема варианта выполнения стартер-генератора;
Фиг.3 - осевое сечение генераторного модуля, в варианте осуществления изобретения;
Фиг.4 - осевое сечение модуля возбудителя в варианте осуществления изобретения;
Фиг.5 - схематическое сечение, показывающее генераторный модуль и модуль возбудителя, по Фиг.3 и Фиг.4, установленные на коробке приводов в варианте осуществления изобретения;
Фиг.6 - схематическое изображение, показывающее вариант осуществления средства подачи смазочно-охлаждающей жидкости в генераторный модуль по Фиг.5, и
Фиг.7 - схематическое частичное сечение, показывающее генераторный модуль и модуль возбудителя, установленные на коробке приводов, в другом варианте осуществления изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Областью применения изобретения являются газотурбинные авиационные двигатели для самолетов, один из которых очень схематично показан на Фиг.1, однако изобретение применимо и для других газотурбинных авиационных двигателей, в основном для вертолетных двигателей, а также для вспомогательных газотурбинных силовых установок.
Двигатель на фиг.1 включает в себя камеру 1 сгорания с рабочим газом, приводящим в движение турбину 2 высокого давления и турбину 3 низкого давления. Турбина 2 с помощью вала соединена с компрессором 4 высокого давления, который снабжает камеру 1 сгорания воздухом под давлением, тогда как турбина 3 с помощью другого вала соединена с вентилятором 5 на входе двигателя.
Коробка 9 приводов или коробка приводов агрегатов соединена с валом турбины через устройство 8 отбора мощности и содержит набор зубчатых колес, предназначенных для приведения в движение различных устройств, включающих в себя, по меньшей мере, один (как правило, два) стартер-генератор(а).
На Фиг.2 показана упрощенная принципиальная электрическая схема СГ, содержащего синхронный генератор 10, возбудитель 20, и генератор 30 с постоянными магнитами (ГПМ), которые имеют вращающиеся части или роторы, обладающие общей осью вращения и установленные на общем вращающемся валу оси А.
Синхронный генератор 10, представляющий собой главное устройство, имеет основной ротор, образующий первичную магнитную цепь 12, и основной статор, образующий вторичную магнитную цепь 14. Возбудитель 20 имеет ротор, образующий вторичную магнитную цепь 22, которая соединена с выпрямителем, таким как вращающийся диодный мост 24, и статор, образующий первичную магнитную цепь 26. ГПМ 30 имеет ротор 32, несущий постоянные магниты 34, и статор 36, образующий вторичную магнитную цепь.
В режиме генерирования электроэнергии первичная цепь синхронного генератора 12, которая соединена с выпрямителем 24, получает постоянный ток, вырабатываемый возбудителем, а переменный ток вырабатывается вторичной цепью 14 и через жгут 18 подается на шину 42 переменного тока распределительной сети, такой, как бортовая сеть самолета или вертолета 44. Блок управления генератором (БУГ) или цепь 40 регулятора питается энергией от ГПМ 30 через жгут проводов 38. Цепь 40 получает по линии 46 информацию, дающую представление о значении переменного напряжения, вырабатываемого генератором 10, и регулирует постоянный ток, подаваемый на первичную цепь возбудителя 26 через жгут проводов 28, для того, чтобы привести значение амплитуды выходного напряжения к номинальному. Частота этого напряжения изменяется как функция частоты вращения вала А.
В режиме стартера цепь 40 регулятора питается напряжением по линии 48 от шины 42 переменного тока (или от другого источника) для того, чтобы обеспечить свое функционирование и чтобы питать переменным током первичную цепь 26 возбудителя. В то же время, вторичная цепь 14 питается переменным током по жгуту 18 от шины 42 переменного тока (или от другого источника), в результате чего генератор действует как синхронный двигатель.
СГ, описанный выше, его функционирование и управление им с помощью БУГ известны сами по себе, при том, что ГПМ, возбудитель и синхронный генератор в режиме генерирования электроэнергии составляют последовательность каскадов с усилением от одного каскада к другому. Следует отметить, что наличие ГПМ не требуется, если цепь регулятора 40 может питаться электроэнергией из другого источника. Следует также отметить, что функции БУГ могут быть включены в состав электронной схемы, регулирующей работу двигателя, также известной, как блок управления двигателем (БУД).
На Фиг.3 и 4 показаны варианты выполнения генераторного модуля 50 и модуля возбудителя 70 в соответствии с модульной структурой изобретения для СГ.
Генераторный модуль 50 содержит синхронный основной генератор 10, размещенный в корпусе 52. Ротор генератора, несущий обмотку первичной цепи 12, установлен на валу 54, который в корпусе 52 опирается на подшипники 53a, 53b качения. Статор генератора, несущий обмотку вторичной цепи 14, закреплен на внутренней стороне корпуса 52. Жгут 18, передающий вырабатываемое напряжение, соединен с вторичной цепью 14, проходя через корпус 52 герметичным образом, или же, как показано посредством соединения с соединительным блоком 55, который в свою очередь соединен с вторичной цепью 14. Корпус 52 в целом имеет цилиндрическую форму и герметично закрыт в «задней» части с помощью торцевой стенки 56, которая прикреплена, например, болтами, к задней части корпуса 52, где установлен подшипник 53a. В передней части корпус 52 закрыт стенкой 57. Стенка 57 имеет центральное отверстие, ограниченное кольцевым элементом 57a, выступающим из стенки 57. Кольцевой элемент 57a служит опорой для подшипника 53b, а также для манжетного уплотнения 58, внутренняя кромка которого касается внешней поверхности вала 54, или любой другой уплотнительной системы, например, вращающегося сальника или устройства лабиринтного типа.
Вал 54 выступает наружу из отверстия в стенке 57, и его часть малого диаметра 54a продолжается за пределы корпуса 52. Эта часть содержит механический соединительный элемент в виде, например, системы пазов 60, и продолжается за системой пазов.
Модуль 70 возбудителя содержит возбудитель 20 и ГПМ 30, которые размещены в коробке или корпусе 72. Ротор возбудителя, несущий обмотку вторичной цепи 22, установлен на валу 74, который в корпусе 72 опирается на подшипники 73a, 73b качения. Статор возбудителя, несущий обмотку первичной цепи 26, закреплен на внутренней стороне корпуса 72. Жгут 28, питающий током первичную цепь 26, соединен с ней, проходя через корпус 72 герметичным образом, или же, как в показанном примере, посредством соединения с соединительным блоком 75, который в свою очередь соединен с первичной цепью 26.
Корпус 72 в целом имеет цилиндрическую форму и герметично закрыт в «задней» части с помощью торцевой стенки 76, которая прикреплена, например болтами, к задней части корпуса 72, где установлен подшипник 73a. В своей передней части корпус 72 определен стенкой 77, прикрепленной кольцевой частью 77a, окружающей центральное отверстие. Кольцевая часть 77a несет подшипник 73b, а также несет манжетное уплотнение 78, внутренняя кромка которого касается внешней поверхности вала 74, или любую другую уплотнительную систему, такую как, вращающийся сальник или устройство лабиринтного типа, например.
Вал 74 выступает из отверстия, определенного стенкой 77, и выступает наружу корпуса в форме части 74a, несущей механический соединительный элемент в виде, например, системы пазов 80.
В показанном варианте ГПМ 30 установлен в корпусе 72 между возбудителем 20 и торцевой стенкой 76. Магниты ГПМ 34 закреплены на валу 74, тогда как обмотка вторичной цепи 36 ГПМ обращена к магниту 34 и поддерживается частью 81, закрепленной на внутренней стороне корпуса 72. Ток, вырабатываемый ГПМ 30, передается по жгуту 38, который может быть соединен напрямую с первичной обмоткой 36, проходя через стенку корпуса 72 герметичным образом, или же, как в показанном примере, будучи соединенным с соединительным блоком 75, который в свою очередь соединен с первичной цепью 36.
Как было отмечено выше, следует учесть, что наличие ГПМ не является обязательным. Также можно ввести ГПМ в состав модуля генератора, вместо введения в состав модуля возбудителя.
Другие элементы модулей 50 и 70 описаны со ссылками на Фиг.5, которая показывает модули, установленные на коробке 90 приводов.
Коробка 90 приводов содержит корпус 92, в котором находится зубчатый механизм 100, механически связанный с помощью силового соединения с валом турбины, такой как газовая турбина двигателя самолета или вертолета, или газовая турбина ВСУ.
В варианте осуществления на Фиг.5 модули 50 и 70 установлены на соответствующих противоположных боковых стенках 94 и 96 корпуса 92, и их валы 54 и 74 коаксиальны.
В показанном варианте вал 74 является полым и образует оболочку, в которую проходит концевая часть 54а вала 54 для того, чтобы обеспечить хорошую соосность. Наборы пазов 60 и 80 имеют одинаковый размер и форму и сцепляются с общим зубчатым колесом 102 зубчатого механизма 100, при этом наборы пазов 60 и 80 входят в зацепление с взаимодействующими пазами, выполненными в осевом отверстии зубчатого колеса 102. Осевая втулка зубчатого колеса 102 опирается в корпусе 92 на подшипники 92a, 92b качения, на этой втулке находятся кольцевые уплотнители 93a и 93b, которые вставлены между подшипниками 92a, 92b и передними стенками корпусов 52 и 72, соответственно.
В другом варианте только один из валов 54, 74 должен быть напрямую соединен с зубчатым колесом 102 с помощью пазов, которые он имеет, а сами валы связаны друг с другом механическим соединением при вращении.
В показанном варианте электрическое соединение между вторичной цепью 22 возбудителя и первичной цепью 12 генератора проходит через внутреннее пространство валов 74, 54, оба из которых являются полыми. Тем не менее вал 54 не обязательно должен быть полым в том случае, если он обеспечивает проход для электрического соединения. Соединитель 82 закреплен на внутреннем конце вала 74 так, чтобы быть легко доступным после снятия торцевой стенки 76. Соединитель 82 соединен с вращающимся диодным мостом 24, который закреплен на валу 74 и соединен с вторичной цепью 22.
Жгут 84 проходит внутри валов 54, 74 для соединения первичной цепи 12 со штекером, подключенным к соединителю 82.
Передняя часть внешней стенки корпуса 52 вместе с уплотнительной прокладкой 94b входит в выемку 94a, образованную в стенке 94 корпуса коробки приводов. Корпус 52 рядом с передней частью имеет наружный фланец 59, который при посадке упирается во внешнюю поверхность стенки 94, при этом посадка совпадает с соединением пазов 60 с зубчатым колесом 102. Корпус 52 прикреплен к корпусу коробки 92 приводов с помощью болтового крепления направленного наружу фланца 59 к стенке 94. Могут быть выбраны другие способы соединения, такие как стандартные быстроразъемные соединения, использующие упруго деформируемые фиксаторы.
Аналогичным образом передняя часть внешней стенки корпуса 72 вместе с уплотнительной прокладкой 96b входит в выемку 96a, образованную в стенке 96 корпуса коробки приводов. Корпус 72 рядом с передней частью имеет наружный фланец 79, который при посадке упирается во внешнюю поверхность стенки 96, при этом посадка совпадает с соединением пазов 80 с зубчатым колесом 102. Корпус 72 прикреплен к корпусу коробки 92 приводов с помощью болтового крепления фланца 79 к стенке 96, или с помощью других средств соединения, таких как стандартные быстроразъемные соединения, использующие упруго деформируемые фиксаторы.
Таким образом, модули 50 и 70 установлены на коробке приводов 90, а их валы 54 и 74 соединены с зубчатым колесом коробки приводов.
Следует учесть, что взаимное расположение внешних участков валов 54 и 74 может быть обратным, с проникновением вытянутого конца вала 74 в оболочку, образованную полым валом 54.
В стандартном варианте коробка 90 приводов оснащена системой (трактом) подачи смазочной и охлаждающей жидкости, которая включает в себя резервуар и рециркуляционный насос, сам по себе приводимый в действие посредством соединения с коробкой приводов.
Модули 50 и 70 могут снабжаться смазочно-охлаждающей жидкостью из системы коробки приводов.
Соответственно, с этой целью в выступе 52b корпуса 52 выполнен канал 66 для снабжения модуля 50 смазочно-охлаждающей жидкостью, открытый на поверхности фланца 59, обращенной к стенке 94, для того, чтобы обеспечить соединение с трубкой 95, которая соединена со смазочно-охлаждающей системой коробки приводов. Герметичное соединение канала 66 с трубкой 95 через стенку 94 обеспечивается соединителем 95a. Канал 66 соединен с охлаждающей системой 14a вторичной цепи 14 генератора 10, а также соединен с форсунками (не показаны), служащими, в частности, для смазывания подшипников 53a и 53b путем образования масляного тумана внутри корпуса 52.
Аналогичным образом канал 86, снабжающий модуль 70 смазочно-охлаждающей жидкостью, выполнен в выступе 72b на корпусе 72 и открыт на поверхность упирающегося в стенку 96 фланца 79 для соединения с трубкой 97, которая соединена со смазочно-охлаждающей системой коробки приводов. Герметичное соединение канала 86 с трубкой 97 через стенку 96 обеспечивается соединителем 97a. Канал 86 соединен с форсунками (не показаны), служащими, в частности, для смазывания подшипников 73a и 73b путем образования масляного тумана внутри корпуса 72.
Каналы 57b, 77b выполнены в стенках 57-94 и 77-96 для того, чтобы возвращать смазочно-охлаждающую жидкость из внутренних объемов корпусов 52, 72 в корпус 92 с тем, чтобы обеспечить рециркуляцию жидкости.
Следует учесть, что при такой компоновке манжетные уплотнения 58, 78 могут не использоваться. Тем не менее они служат для отделения систем циркуляции смазочно-охлаждающей жидкости внутри модулей 50, 70 от системы циркуляции внутри коробки приводов, тем самым они ограничивают риск случайного проливания остатков масла во время технического обслуживания и возможного переноса твердых частиц между корпусом 92 и одним из корпусов 52, 72.
В другом варианте, в одном и/или другом из модулей 50, 70 может обеспечиваться циркуляция смазочно-охлаждающей жидкости особым автономным средством.
Такое выполнение для генераторного модуля 50 схематично показано на Фиг.6. Подобное выполнение может быть принято для модуля 70 возбудителя.
В этом варианте модуль 50 сообщается с резервуаром 110 для смазочно-охлаждающей жидкости и с насосом 112 для непрерывной циркуляции жидкости внутри корпуса 52. Насос снабжает корпус 52 жидкостью по трубке 114, проходящей через отверстие в стенке корпуса, и соединяется с резервуаром 110 возвратной трубкой 116. Внутренний объем корпуса 52 соединен с резервуаром 110 с помощью отверстия.
Манжетное уплотнение 58 изолирует систему циркуляции смазочно-охлаждающей жидкости внутри корпуса 52 от системы циркуляции внутри корпуса 92, стенка 57 не имеет отверстий, таких, как канал 57b на Фиг.5.
Модульная структура СГ с отдельным генераторным модулем и отдельным модулем возбудителя имеет большое преимущество в том, что она позволяет уменьшить консольно закрепленные на корпусе коробки приводов массы по сравнению с полным СГ, смонтированным на одной стороне коробки приводов. Генераторный модуль и модуль возбудителя легко установить и снять. Таким образом, перед снятием одного из модулей требуется только отсоединить жгут 84 от соединителя 82 перед тем, как снять корпус с модуля. Это позволяет упростить операции технического обслуживания и ремонта, а в случае поломки вместо замены всего СГ достаточно заменить только неисправный модуль. Также можно использовать смазочно-охлаждающие средства совместно с предусмотренными для коробки приводов, как в варианте осуществления на Фиг.5.
На Фиг.7 показан другой вариант осуществления, в котором оба модуля 50 и 70 установлены на одной и той же стороне коробки приводов 90, и их валы 54, 74 находятся на разных осях (элементам, имеющимся и в варианте осуществления на Фиг.5, даны такие же ссылочные номера).
Таким образом, в варианте осуществления на Фиг.7 генераторный модуль 50 установлен, как показано на Фиг.5, тогда как модуль 70 возбудителя установлен аналогичным показанному на Фиг.5 образом, но прикреплен к той же самой стенке 94 корпуса 92 коробки приводов. Передняя часть корпуса 72 с фланцем 79 вместе с уплотнительной прокладкой 94d входит в выемку 94c, образованную в стенке 94 корпуса коробки приводов. Вал 54 не имеет такого конечного участка, как часть 54a на Фиг.5, и этот вал открыт на конце, проникающем в корпус 92.
Наборы пазов 60 и 80 выполнены на валах 54 и 74, сцепляются с соответствующими зубчатыми колесами 102, 104.
Разумеется, валы 54 и 74 могут быть соединены с разными зубчатыми колесами зубчатого механизма при размещении модулей 50, 70 также на противоположных сторонах корпуса коробки приводов.
Желательно, хотя и не существенно, чтобы валы 54, 74 вращались с одинаковой скоростью.
Для электрического соединения между вторичной цепью возбудителя 22 и первичной цепью генератора 12 требуется применение вращающихся электрических соединителей или поворотных соединений.
Таким образом, вращающийся соединитель 120 имеет контактные кольца 122, принудительно вращающиеся совместно с валом 74 и соединенные с обмоткой вторичной цепи 22 соответствующими проводниками, собранными в жгут 124, который помещен в полый вал 74. Соединитель 120 имеет неподвижные контакты или башмаки 126, которые находятся во фрикционном контакте с кольцами 122. Башмаки 126 соединены с диодным мостом 24, который в свою очередь соединен с соединительным блоком 128.
В генераторном модуле контактное устройство 130 имеет контактные кольца 132, вращающиеся совместно с валом 54 и соединенные с обмоткой первичной цепи 12 соответствующими проводами, собранными в жгут проводов 134, который помещен в полый вал 54. Контактное устройство 130 имеет неподвижные контакты или токосъемные башмаки 136, которые находятся во фрикционном контакте с кольцами 132. Башмаки 136 соединены с соединительным блоком 138.
Неподвижные контакты 126 контактного устройства 120 соединены с соответствующими неподвижными контактами 136 контактного устройства 130 с помощью жгута 140, который имеет на концах штекеры для подключения к соединительным блокам 142, 144, которые закреплены на внешних поверхностях торцевых стенок 76, 56 и соединены с блоками 128, 138.
Расположение валов 54 и 74 на разных осях делает необходимым использование вращающихся электрических соединителей или эквивалентных средств электрического соединения неподвижных и вращающихся частей, однако это обеспечивает большую гибкость установки модулей 50, 70 на коробку приводов и дает возможность установки диодного моста 24 или другого выпрямителя на неподвижной части модуля, которая не подвержена нагрузкам, вызванным вращением вала 74.
Так как обычно с приводом от коробки приводов работают два СГ, можно предусмотреть установку двух возбудителей на общей оси для питания соответствующих генераторов. Два возбудителя могут быть размещены в общем корпусе с двумя комплектами обмоток, или же могут быть расположены друг за другом, или в двух корпусах, образуя два модуля возбудителя, находящихся на общей оси и установленных с любой стороны корпуса коробки приводов.
1. Стартер-генератор для газотурбинного двигателя, содержащий генератор с ротором, образующим первичную магнитную цепь, и со статором, образующим вторичную магнитную цепь, и возбудитель со статором, образующим первичную магнитную цепь, и с ротором, образующим вторичную магнитную цепь, стартер-генератор, содержащий:
первый модуль или генераторный модуль, содержащий первый корпус, генератор, размещенный в первом корпусе, и первый вал, принужденный вращаться с ротором генератора, выступающий из первого корпуса и несущий первый механический соединительный элемент;
второй модуль или модуль возбудителя, содержащий второй корпус, возбудитель, размещенный во втором корпусе, и второй вал, закрепленный, чтобы вращаться совместно с ротором возбудителя, причем второй вал является отличным от первого вала, выступающий из второго корпуса, и несущий второй механический соединительный элемент; и
электрическое соединение, содержащее выпрямитель и, по меньшей мере, один соединитель для соединения вторичной цепи возбудителя с первичной цепью генератора.
2. Стартер-генератор по п.1, в котором электрическое соединение, по меньшей мере, частично размещено внутри валов.
3. Стартер-генератор по п.1, дополнительно содержащий генератор с постоянными магнитами, имеющий ротор, несущий постоянные магниты, и статор, образующий вторичную цепь, причем генератор с постоянными магнитами составляет часть одного из вышеупомянутых модулей, размещен внутри корпуса модуля и имеет свой ротор, принужденный вращаться совместно с валом этого модуля.
4. Стартер-генератор по п.3, в котором генератор с постоянными магнитами составляет часть модуля возбудителя.
5. Стартер-генератор по п.1, в котором, по меньшей мере, один из модулей объединен с характерным для этого модуля устройством для подачи в него смазочно-охлаждающей жидкости.
6. Стартер-генератор по п.5, в котором вал модуля, объединенного с характерным устройством для подачи в него смазочно-охлаждающей жидкости, выступает из корпуса вышеупомянутого модуля через отверстие, которое снабжено уплотнительным устройством.
7. Агрегат, содержащий коробку приводов для газотурбинного двигателя, имеющую зубчатый механизм с множеством зубчатых колес, смонтированный в корпусе, и, по меньшей мере, один стартер-генератор, механически соединенный с коробкой приводов, в котором: стартер-генератор соответствует п.1, первый и второй соединительные элементы, каждый соединен с зубчатым колесом коробки приводов, первый и второй корпуса, каждый прикреплен к корпусу коробки приводов.
8. Агрегат по п.7, в котором первый и второй валы находятся на общей оси и соединены с общим зубчатым колесом коробки приводов, а корпуса первого и второго модулей по отдельности прикреплены к корпусу коробки приводов на ее противоположных сторонах.
9. Агрегат по п.7, в котором первый и второй валы не находятся на общей оси, а первый и второй соединительные элементы соединены с соответствующими различными зубчатыми колесами коробки приводов.
10. Агрегат по п.9, в котором электрическое соединение содержит первое вращающееся электрическое соединение, имеющее неподвижные контакты и соединенные с вторичной цепью возбудителя вращающиеся контакты, второе вращающееся электрическое соединение, имеющее неподвижные контакты и соединенные с первичной цепью генератора вращающиеся контакты, и неподвижное соединение, соединяющее неподвижные контакты первого вращающегося соединения с соответствующими неподвижными контактами второго вращающегося соединения.
11. Агрегат по п.10, в котором в неподвижное соединение введен выпрямитель.
12. Агрегат по п.7, в котором, по меньшей мере, один из модулей снабжается смазочно-охлаждающей жидкостью из тракта смазочно-охлаждающей жидкости коробки приводов.
13. Газотурбинный двигатель, оснащенный агрегатом по п.7.
