Интегрируемая электрическая машина со съемной системой контроля параметров Российский патент 2025 года по МПК H02K21/12 H02K5/22 H02K11/20 

Изобретение относится к области авиастроения, в частности к устройствам, обеспечивающим запуск авиационного двигателя и электроснабжение бортовой системы самолета.

Известен стартер-генератор газотурбинной силовой установки летательного аппарата [Патент РФ № 2659426, МПК F02C 7/047, F02C 7/12, F02C 7/268, F01D 25/02, F01D 25/12, опубликовано 02.07.2018 г.], выполненный в виде обратимой электрической машины, статор которой закреплен на корпусе, а ротор - через планетарный редуктор подключен к выходному валу двигателя, при этом обратимая электрическая машина снабжена системой охлаждения с каналами подвода и отвода охлаждающего воздуха.

Недостатком аналога является невысокая надежность ввиду сложности организации системы управления и значительной трудоемкости при ее техническом обслуживании.

Известен модуль [Патент РФ № 2406846, МПК F02C 7/275, F02C 7/32, опубликовано 20.12.2010 г.], содержащий трансмиссионную коробку газовой турбины и, по меньшей мере, один стартер/генератор, механически соединенный с трансмиссионной коробкой, в котором трансмиссионная коробка содержит зубчатую передачу с несколькими шестернями, стартер/генератор, состоящий из генерирующего блока и возбуждающего блока, роторы которых установлены на общем валу с шестерней, зацепляющейся с зубчатой передачей трансмиссионной коробки.

Недостатком технического решения является сложность конструкции, состоящей из двух электрических машин, высокие массо-габаритные показатели.

Известен интегрированный стартер-генератор газотурбинного двигателя [Патент РФ № 2252316, МПК F01D 15/10, опубликовано 20.05.2005 г.], содержащий систему постоянных магнитов, закрепленную на роторе турбокомпрессора, и статор электрической машины с обмоткой, установленный на корпусе подшипниковой опоры, причем статор электрической машины укреплен на наружной поверхности корпуса подшипниковой опоры ротора турбокомпрессора, а система постоянных магнитов электрической машины установлена на внутренней поверхности ротора турбокомпрессора таким образом, что данная система охватывает наружную поверхность статора электрической машины.

Недостатком аналога является невысокая надежность ввиду сложности технического обслуживания системы управления в случае ее отказа и отсутствия возможности ее замены.

Известна индукторная электрическая машина со встроенным преобразователем [Патент РФ № 2689380, МПК Н02К 19/24, Н02К 11/30, Н02К 5/22, опубликовано 28.05.2019 г.], содержащая статор с фазными обмотками, размещенными на зубцах магнитопровода статора в его пазах, безобмоточный ротор, на валу которого закреплен зубчатый магнитопровод, подшипниковые щиты и преобразователь, в состав которого входят силовые транзисторные модули, их драйверы, емкостный фильтр в цепи питания, контроллер, выполненный с возможностью приема сигналов управления индукторной электрической машиной и формирования сигналов управления драйверами, по меньшей мере один датчик тока и/или датчик положения ротора, соединенный с контроллером, при этом статор имеет 2N фаз, где N больше или равно двум, последовательно с обмотками каждой фазы включен диод, фазные обмотки через разнонаправленно включенные диоды попарно объединены и непосредственно и/или через датчики тока подключены к выходным выводам силовых транзисторных модулей, которые реализованы по мостовой или полумостовой схеме и вместе с входным емкостным фильтром или с частью его конденсаторов размещены на подшипниковом щите и/или по меньшей мере на одном радиаторе, прижатом к подшипниковому щиту или прикрепленном к нему.

Недостатком аналога является невысокая надежность ввиду отсутствия возможности замены системы управления при ее отказе, а также сложность технического обслуживания.

Известна электрическая машина [Патент РФ № 2641659, МПК Н02К 9/22, Н02К 11/00, опубликовано 19.01.2018 г.], содержащая электронный блок, содержащий печатную плату, множество электронных компонентов для поверхностного монтажа и множество электронных компонентов для штырькового монтажа, и рассеиватель для рассеивания тепла, генерируемого электронным блоком, при этом электронные компоненты поверхностного монтажа и электронные компоненты штырькового монтажа обращены к рассеивателю, а электронный блок содержит по меньшей мере один передающий элемент, соединенный с печатной платой в местоположении по меньшей мере одного электронного компонента поверхностного монтажа, чтобы обеспечивать передачу тепла, генерируемого электронным компонентом поверхностного монтажа, к рассеивателю.

Недостатком аналога является невысокая надежность ввиду отсутствия возможности замены системы управления при ее отказе, сложность технического обслуживания.

Известна бескорпусная синхронная вращающаяся электрическая машина [патент РФ №2710902, МПК H02K 21/12, H02K 11/21, H02K 11/25, H02K 9/22, опубликовано 14.01.2020 г.], содержащая статор и ротор, по крайней мере один датчик положения ротора и печатную плату с первой электрической схемой, соединяющей катушки статора, и второй электрической схемой, соединяющей датчики положения ротора, при этом в составе статора используется теплопроводный компаунд с коэффициентом теплопроводности не менее 0,5 Вт/м⋅К, по крайней мере один датчик температуры, на печатную плату установлен по крайне мере один штырьковый лепесток, при этом датчики положения ротора имеют возможность настройки и фиксации на печатной плате.

Недостатком аналога является невысокая надежность ввиду отсутствия возможности замены системы управления при ее отказе, сложность технического обслуживания.

Задачей изобретения является сокращение времени на ремонт и техническое обслуживание.

Технический результат состоит в повышении надежности и упрощении технического обслуживания интегрируемой электрической машины.

Технический результат достигается тем, что электрическая машина содержит статор с обмоткой и ротор с постоянными магнитами, при этом электрическая машина выполнена в интегрируемом исполнении и содержит корпус с направляющими, которые крепятся к корпусу и статору и в которых установлено съемное гибкое основание с системой контроля параметров, содержащей по крайней мере один датчик положения ротора, по крайней мере один датчик температуры и по крайней мере один датчик вибрации.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 представлена интегрируемая электрическая машина с системой контроля параметров, а на фиг. 2 представлено съемное гибкое основание с датчиками положения ротора, температуры и вибрации. На фиг. 3 показано крепление направляющих статору, с установленным в них съемным гибким основанием.

Интегрируемая электрическая машина со съемной системой контроля параметров (фиг. 1) содержит корпус 1, статор 2 с обмоткой 3, ротор 4 с постоянными магнитами 5, съемное гибкое основание 6 с системой контроля параметров, содержащей датчики положения 7 (фиг. 2) ротора 4 (фиг. 1), датчик температуры 8 (фиг. 2) и датчик вибрации 9 (фиг. 2), установленное в направляющих 10 (фиг. 3), закрепленных к корпусу 1 и статору 2 и демонтируемое через отверстие в корпусе 1, закрытое герметичным вводом 11.

Интегрируемая электрическая машина со съемной системой контроля параметров работает следующим образом: при подаче питающего напряжения на обмотку 3 статора 2, закрепленного в корпусе 1, ротор 4 с постоянными магнитами 5 начинает вращаться и, образуемое постоянными магнитами 5 магнитное поле, процессе вращения ротора 4 (фиг. 1) пересекает датчики 7 (фиг. 2) положения ротора 4, передавая сигнал на внешнее измерительное устройство (на фиг. не показано). Одновременно с этим с помощью датчиков температуры 8 (фиг. 2) производиться замер температуры обмотки 3 (фиг. 1) статора 2 и замер вибрации на магнитопроводе 2 электрической машины с помощью датчика вибрации 9 (фиг. 2). При необходимости замены съемное гибкое основание 6 (фиг. 3), с установленными на нем датчиками положения 7 (фиг. 2) ротора 4 (фиг. 1), датчиками температуры 8 (фиг. 2) и датчиками вибрации 9 по направляющим 10 (фиг. 2, фиг. 3) извлекают (вытягивают) из электрической машины через отверстие в корпусе 1 (на фиг. не показано), а вместо него устанавливают аналогичное съемное гибкое основание через отверстие (на фиг. не показано) в корпусе 1 по направляющим 10 (фиг. 2, фиг. 3) с последующей установкой герметичного ввода 11 (фиг. 2, фиг. 3), защищающего электрическую машину от попадания внутрь нее посторонних частиц и влаги. Объективность данных, получаемых датчиками положения 7 (фиг. 2) ротора 4 (фиг. 1) от постоянных магнитов 5 на роторе 4 и датчиками температуры 8 (фиг. 2) от обмотки 3 (фиг. 1) обеспечивается благодаря креплению направляющих 10 (фиг. 3) к статору 2 и корпусу 1. Объективность данных с датчика вибрации 9 (фиг. 2) обеспечивается жестким креплением съемного гибкого основания 6 в направляющих 10.

Повышение надежности интегрируемой электрической машины обеспечивается возможностью замены (например, с целью модернизации или ремонта) гибкого основания 6 с системой контроля параметров без съема с объекта эксплуатации и полного разбора интегрированной электрической машины.

Упрощение технического обслуживания обеспечивается применением направляющих и герметичного ввода позволяющих производить монтаж и демонтаж гибкого основания 6 с системой контроля параметров без дополнительных вмешательств в конструкцию интегрированной электрической машины.

Таким образом, предлагаемая конструкция позволяет повысить надежность и упростить техническое обслуживание.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам, обеспечивающим запуск авиационного двигателя и электроснабжение бортовой системы самолета. Техническим результатом является повышение надежности и упрощение технического обслуживания электрической машины. Электрическая машина содержит статор с обмоткой и ротор с постоянными магнитами. При этом электрическая машина выполнена в интегрируемом исполнении и содержит корпус с направляющими, которые крепятся к корпусу и статору и в которых установлено съемное гибкое основание с системой контроля параметров, содержащей по крайней мере один датчик положения ротора, по крайней мере один датчик температуры и по крайней мере один датчик вибрации. 3 ил.

Электрическая машина, содержащая статор с обмоткой и ротор с постоянными магнитами, при этом электрическая машина выполнена в интегрируемом исполнении и содержит корпус с направляющими, которые крепятся к корпусу и статору и в которых установлено съемное гибкое основание с системой контроля параметров, содержащей по крайней мере один датчик положения ротора, по крайней мере один датчик температуры и по крайней мере один датчик вибрации.