用于控制电机总成的方法和单元与流程

本发明涉及飞行器电机总成的，并且更具体地涉及包括至少一个电机和至少具有高压轴和低压轴的燃气涡轮发动机的电机总成。为了提高运输工具的整体能源效率，并减少其燃料消耗和温室气体排放，已经提出了多种混合动力电机总成，将内燃机和电机结合起来，以提高整体效率，而不仅仅是启动内燃机。尽管这些电机总成通常被提出用于机动车辆和并入的活塞发动机，但是也已经考虑了燃气涡轮发动机的混合动力，并且更具体地用于飞行器的燃气涡轮发动机的混合动力。在燃气涡轮发动机的情况下，特别是飞行器燃气涡轮发动机的背景下，混合动力实际上可以提供超越燃料效率的好处。因此，在公开号为fr 3094043a1法国专利申请中，提出了使用电机从燃气涡轮发动机的低压轴获取机械功，从而对其进行制动，以避免低压压缩机不稳定的情况，并且特别是例如在燃气涡轮发动机减速和/或定子叶片桨距角改变的情况下可能加剧的喘振风险。这样可以避免使用低压压缩机出口处的排气阀的打开，从而避免能量效率的损失。例如在专利申请公开us 2022/063824a1和us2021/246837 a1中已经公开了其他类似的方法。

背景技术：

技术实现思路

1、发明人认识到存在具有高压轴和低压轴的燃气涡轮发动机的低压压缩机不稳定风险的其他情况。因此，本公开旨在在这些其他危险情况下，避免飞行器电机总成中的这种燃气涡轮发动机的低压压缩机的不稳定性，而无需打开排气阀，该飞行器电机总成包括燃气涡轮发动机和至少第一电机，燃气涡轮发动机的低压轴机械联接到所述第一电机。

2、为此，根据本公开的第一方面，控制这种电机总成的方法可包括以下步骤：从第一电机控制机械功率的提取，以制动低压轴的旋转，以响应于燃气涡轮发动机的推力反向器的启动和/或燃气涡轮发动机的进气口处的横向平面中的空气流的扰动。

3、由于机械能的提取，低压压缩机的稳定性裕度可以有效地扩大，以应对这些危险情况，尽管低压轴通常具有高惯性，但比排气阀更快，并且恢复电力，可在飞行器上使用或储存在飞行器上。

4、因此，燃气涡轮发动机可包括联接到低压轴以由低压轴旋转的风扇。在这种情况下，风扇可以包括具有可变设置(variable setting)的叶片，并且可以结合风扇叶片的设置的变化来控制第一电机提取机械功，从而也增加风扇吸收的功，以更好地制动低压轴的速度。然而，该方法的应用也可用于其他类型的燃气涡轮发动机，其低压轴将旋转地机械联接至具有高旋转惯量的构件：例如涡轮螺旋桨发动机，其中低压轴将旋转地机械地联接至至少一个推进螺旋桨；或者涡轮轴发动机，其中低压轴将旋转地机械地联接至至少一个升力旋翼。

5、该方法还适用于包括连接至低压轴的减速齿轮的电机总成，用于由低压轴通过减速齿轮驱动机械构件，例如具有齿轮的涡轮风扇发动机以及大多数涡轮螺旋桨发动机和涡轮机发动机。

6、所述机械功尤其可以在开环中被控制。因此，以其最简单的形式，可以在预定的时间段内控制预定机械功率的提取，以便提取机械功。然而，还可以，例如根据推力反向器的位置和/或进气口处的横向平面中的气流分量设想机械功率提取和/或可用的提取持续时间。

7、本公开的第二方面涉及前述电机总成的控制单元，该控制单元能够响应于燃气涡轮发动机的推力反向器的启动和/或响应于燃气涡轮发动机的进气口处的横向气流适用于控制从第一电机提取机械功以制动低压轴的旋转。

8、本公开的第三方面涉及一种电机总成，其包括第二方面的控制单元以及电机和燃气涡轮发动机。

9、本公开的第四方面涉及一种计算机程序，该计算机程序可以包括由上述电机总成的控制单元执行的指令，使得控制单元执行第一方面的控制方法。

1.一种用于飞行器电机总成(100)的控制方法，该飞行器电机总成(100)至少包括第一电机(300)和燃气涡轮发动机(200)，该燃气涡轮发动机(200)具有高压轴(220)和机械联接到第一电机(300)的低压轴(210)，该控制方法包括以下步骤：由第一电机(300)控制机械功的提取以制动低压轴(210)的旋转以响应于燃气涡轮发动机(200)的推力反向器(281)的启动和/或响应于燃气涡轮发动机(200)的空气入口处的横向平面中的空气流的扰动。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其中，所述燃气涡轮发动机(200)是涡轮喷气发动机，包括联接到所述低压轴(210)以通过所述低压轴(210)驱动旋转的风扇(280)。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其中，所述风扇(280)包括具有可变设置的叶片，并且所述第一电机(300)提取机械功与所述风扇(280)的叶片的设置的变化被联合控制。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制方法，还包括连接至所述低压轴(210)的减速齿轮(290)，用于通过所述减速齿轮(290)由所述低压轴压力(210)驱动机械构件。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的控制方法，其中，以开环方式控制所述机械功提取。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的控制方法，还包括以下步骤：

7.一种飞行器电机总成(100)的控制单元(500)，包括至少第一电机(300)和燃气涡轮发动机(200)，燃气涡轮发动机(200)具有高压轴(220)和机械地联接到第一电机(300)的低压轴(210)，控制单元(500)的特征在于，其适合于由第一电机(300)控制提取的机械功以制动低压轴(210)的旋转，以响应于燃气涡轮发动机(200)的推力反向器(281)的启动和/或响应于燃气涡轮发动机(200)的空气入口处的横向平面中的空气流的扰动。

8.一种飞行器电机总成(100)，包括根据权利要求7所述的控制单元(500)以及第一电机(300)和燃气涡轮发动机(200)。

9.包括由飞行器电机总成(100)的控制单元(500)执行的指令的计算机程序，所述飞行器电机总成(100)包括第一电机(300)和燃气涡轮发动机(200)，该燃气涡轮发动机(200)具有高压轴(220)和机械地联接到第一电机(300)的低压轴(210)，使得控制单元(500)执行根据权利要求1至6中任一项所述的控制方法。