(57)【要約】本発明の装置と方法ならびにシステムの様々な態様において、電気機械はキュリー温度を有する電磁材料で出来た磁気回路の少なくとも一部分を含み、さらにそのキュリー温度に十分近くまでこの一部分を選択的に加熱し、これにより機械の動作を調整する加熱装置をさらに含む。
2006526970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石電気機械であって、
キュリー温度を有する電磁材料で出来た部材を含む少なくとも一つの磁気回路と、
前記部材に熱的に結合され、前記部材を前記キュリー温度と少なくともほぼ同じ温度になるまで選択的に加熱し、これにより前記少なくとも一つの磁気回路内での磁束の循環を調整するように適合された加熱装置と、
を備えた永久磁石電気機械。
【請求項２】
前記機械内の故障状態を検出し、かつ該故障の検出時に加熱装置起動用信号を送信する故障検出器をさらに備えた請求項１記載の永久磁石電気機械。
【請求項３】
前記キュリー温度は前記機械の最大の所望動作温度未満とすることを特徴とした請求項１記載の永久磁石電気機械。
【請求項４】
前記加熱装置は電気抵抗ヒータと循環加熱流体とからなる群から選択することを特徴とした請求項１記載の永久磁石電気機械。
【請求項５】
前記機械はガスタービンエンジンに機械的に結合されることを特徴とした請求項１記載の永久磁石電気機械。
【請求項６】
機械的に互いに結合された動力出力部が付いた少なくとも二つの電気機械を備えたシステムであって、少なくとも一つの前記機械が
協働して少なくとも一つの磁気回路を画成する永久磁石ロータ及びステータと、
前記磁気回路を一部構成し、かつキュリー温度を有する電磁材料で出来た部材と、
前記部材に熱的に結合され、前記部材を前記キュリー温度と少なくともほぼ同じ温度になるまで選択的に加熱し、これにより前記機械の電気的動作を実質的に停止する装置と、
を有する前記電気機械を備える、ことを特徴とするシステム。
【請求項７】
動作可能なように前記装置と交信するセンサをさらに備え、該センサは一定の検出状態の検出時に前記装置を起動することを特徴とした請求項６記載のシステム。
【請求項８】
前記検出状態は、前記少なくとも一つの機械内での短絡と、前記少なくとも一つの機械内の内部故障と、前記少なくとも一つの機械の制御回路網内での故障と、前記システム用のコントローラからの信号と、手動スイッチからの信号と、からなる群から選択されることを特徴とした請求項７記載のシステム。
【請求項９】
前記部材の前記キュリー温度は前記少なくとも一つの機械の最大の所望動作温度未満とすることを特徴とした請求項６記載のシステム。
【請求項１０】
ガスタービンエンジンであって、
少なくとも一つの回転軸を有し、これを駆動するガス発生器と、
前記軸に回転可能に接続されて該軸を駆動するか又は該軸により駆動されるかの少なくとも一方を行なう少なくとも一つの機械と、を含み、
該機械はロータとステータを含み、該ロータがその上に装着された複数の永久磁石を含み、該ロータ及びステータは少なくとも一つの磁気回路を画成し、該少なくとも一つの磁気回路はキュリー温度を有する電磁材料の少なくとも一部を備えており、さらに前記少なくとも一つの機械は前記電磁材料を少なくとも前記キュリー温度へ選択的に加熱する加熱手段を備えることを特徴とするガスタービンエンジン。
【請求項１１】
前記少なくとも一つの機械内の内部故障を検出する故障検出手段をさらに備え、該故障検出手段はまた前記加熱手段と交信し、故障検出時に前記加熱手段の起動を実行し、これにより前記電磁材料を前記キュリー温度へ加熱し、これにより前記少なくとも一つと機械内の電気的動作に実質的に影響を及ぼすことを特徴とした請求項１０記載のガスタービンエンジン。
【請求項１２】
前記少なくとも一つの機械は前記軸に設けられた二つの機械を備えることを特徴とした請求項１０記載のガスタービンエンジン。
【請求項１３】
前記ガスタービンエンジンの第２の軸に設けられた電気機械をさらに備えることを特徴とした請求項１０記載のガスタービンエンジン。
【請求項１４】
前記電磁材料は軟質フェライトであることを特徴とした請求項１０記載のガスタービンエンジン。
【請求項１５】
前記電磁材料は摂氏３５０度未満のキュリー温度を有することを特徴とした請求項１０記載のガスタービンエンジン。
【請求項１６】
永久磁石電気機械の動作方法であって、該機械がロータとステータと少なくとも一つの巻線とを備え、前記ロータと前記ステータが前記少なくとも一つの巻線内に出力電流を誘起する磁気回路を併せ画成し、前記磁気回路の少なくとも一部がキュリー温度を有する材料で出来ており、かつ、
前記ロータを回転させて、一次磁気回路に磁束を循環させ、これにより前記少なくとも一つの巻線内に出力電流を誘起させるロータ回転ステップと、
前記磁気回路の少なくとも一部を前記キュリー温度に十分近くの温度まで選択的に加熱し、前記磁束と前記誘起電流を妨害する選択的加熱ステップと、
を含んだ動作方法。
【請求項１７】
故障状態を検出する故障状態検出ステップをさらに含み、該故障状態検出ステップに応答させて前記選択的加熱ステップを実行することを特徴とした請求項１６記載の動作方法。
【請求項１８】
前記選択的加熱ステップは前記機械内の流路を通して流体を循環させ、該循環する流体の温度を制御するステップを含むことを特徴とした請求項１６記載の動作方法。
【請求項１９】
共通の回転可能な軸に機械的に結合された二つの電気機械を有したシステムの動作方法であって、
前記機械がそれぞれ永久磁石ロータとステータと少なくとも一つの巻線を有し、前記ロータと前記ステータとが前記少なくとも一つの巻線内に出力電流を誘起するよう設ける磁気回路を併せ画成し、前記磁気回路の少なくとも一部がキュリー温度を有する材料で出来ており、かつ、
前記軸を駆動するステップと、
前記機械を故障発生について監視するステップと、
前記機械のうちの損傷した機械の故障を検出した時に前記損傷した機械の前記磁気回路の少なくとも一部を前記キュリー温度へ加熱するステップと、
を含んだ動作方法。
【請求項２０】
前記軸はガスタービンエンジンのタービン軸であることを特徴とした請求項１９記載の動作方法。
【請求項２１】
前記軸は少なくとも初期の間、両方の機械により駆動されることを特徴とした請求項１９記載の動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機械の制御、特に前記機械の選択的な稼働停止に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機や医療機器内の生命維持装置等の極めて重要な機械装置では、冗長システムにより連続運転を提供することができる。例えば、二つの電動モータを機械的に結合させ、或いは同時に制御してある一つの機能を実行し、かくして一方のモータ或いは駆動回路網が故障した場合に他方のモータとその関連駆動回路網が別個にその機能を実行できるようにすることができる。
【０００３】
例えばギヤ付きの双対（デュアル）モータの簡単な機械的な連結は通常、故障したモータシステムを稼働中のモータシステムから分離するクラッチを含む。さもなければ、稼働中のモータに抵抗や負荷を課し、これにより効率と有効トルクを低減させる。永久磁石電動モータをこの種の駆動システムに用いると、ステータ内で回転する故障したシステムのロータは依然として電気発電機として機能し、回転磁場（すなわち、電磁抵抗）の結果としてモータ巻線内に電流を誘起する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、任意の機械式或いは磁気式或いは流体式クラッチの包含は、システムの信頼性懸念、機械的な複雑さ、重量、容量、保守、あるいはコストの増大を招くことになる。特に航空機分野にて高速電気モータを用いた場合、クラッチシステムの包含に起因する重量及び複雑さの相対的増大は法外なものとなろう。
【０００５】
本発明の一つの目的は、機械的に結合されたシステム内で故障した電気機械やモータ／発電機あるいは駆動回路や多相モータ／発電機内の故障位相を切り離すための改善手段を提供することにある。
【０００６】
本発明のさらなる目的は、以下の本発明の開示と図面と説明から明らかとなろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、選択された温度に対応するキュリー温度を有する電磁材料で出来た部材を有する機械を動作させる方法を提供するものである。部材内の磁束の循環は、部材が材料のキュリー温度にごく接近し或いはこれを超える温度を獲得すると妨害される。上記方法には、部材と熱的に連通するヒータを提供し、電気機械と交信する故障検出器を監視し、故障状態を検出することが含まれ、このヒータは起動して、キュリー温度を超える温度まで部材を加熱する。
【０００８】
本発明はさらに、上記の単一機械或いは複数機械システム、特にガスタービンエンジンに結合した機械を提供するものである。
【０００９】
本発明は、機械の（一又は複数の）基幹磁気回路の一部又は個別部材のみがキュリー温度を有する電磁材料で出来ているときに実施することができる。例えば、電動モータ／発電機では、ステータやロータ全体を前記電磁材料とする必要はなく（この材料だけとなる場合もありうるが）、鉄や他の磁性或いは非磁性材料もまた存在していてもよい。
【００１０】
ヒータは、ステータ内のヒータ流路を循環する流体、すなわち電気抵抗ヒータとすることができ、ここで故障状態にて、モータ故障検出スイッチが電気入力電力源から電気抵抗ヒータ或いは他の任意の適当な加熱装置へ電流を分流させる。
【００１１】
本発明は、参照用として本開示に全てを取り込む本発明者の米国特許第６，３１３，５６０号に関連するものである。この’５６０号特許は、機械材料のキュリー点特性を機械に対する一体的な熱保護に用い、これにより内部故障が引き起こす高温から生ずる損傷を防止できることを教示している。本発明はさらに、結合された冗長なモータシステム内の故障したモータ／発電機組立体或いはシステムを機械的に切り離すクラッチの必要性を取り除き、これによりステータ（又は場合によってはロータ）内の電磁材料のキュリー点を上回る温度への積極的加熱を介して故障した永久磁石モータ／発電機の回転が生み出す電磁抵抗を低減し、かくして故障したモータ／発電機システムのロータとステータの間の磁束流を妨害する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明が容易に理解できるよう、本発明の実施形態を添付図面内での例示により図解する。
【００１３】
本発明のさらなる詳細とその利点は、以下に含まれる詳細な説明から明らかとなろう。
【００１４】
一つの態様の本発明により、一つの機械１の故障発生時に冗長性を介して圧縮機３等の負荷に連続動作をもたらすことのできる単一軸２に機械的に結合されたモータ／発電機等の２以上の電気機械１の同時適用が可能となる。
【００１５】
機械が駆動する負荷を、空気圧縮機、燃料ポンプ、オイル循環ポンプ、その他機械動力を必要とする機構等の任意の構成要素とすることができることは理解されよう。
【００１６】
図１を参照するに、双対電気モータシステム１０が概略図示してある。このシステム１０は二つの電気モータ１を含み、それらの動力出力は圧縮器３を駆動する単一軸２に機械的に結合される。各モータ１の動作を制御すべく、制御電子装置４が配設してある。
【００１７】
モータ故障検出スイッチ６が、各モータ１と電気的入力電源７との間に配置してある。モータ故障検出スイッチ６は、以下に説明する如く、「故障無し」状態と「故障」状態との間で選択的に切り替えることができる。電源７は、駆動制御器４を介してモータ１へ電力を供給する。熱供給手段５とヒータ８が、以下に説明する如く、スイッチ６をモータ１に連結している。
【００１８】
電気リード線５により給電される電気抵抗ヒータ８を、以下により詳しく説明する如く、ステータ材料を介して循環する磁束の調整に使用すべく、モータ１の少なくとも一方、好ましくは両方のステータに熱的に結合し、好ましくはまたその中に配置する。
【００１９】
各モータ１は、モータ内の一次磁気回路の少なくとも一部を形成するステータ又はその一部等の部材を有し、この部材はそのキュリー温度が予め選択された値に対応するよう選択した電磁材料で構成してある。例えば、モータステータの一部はモータ１に関する最大の所望動作温度未満のキュリー温度を有するよう選択でき、かくしてキュリー温度に接近するか上回ったときに、部材がその一部である磁気回路を取り巻く磁束の循環が妨害されるようにしてある。例えば、約２１５℃のキュリー温度を有するフェライトが幾つかのモータ設計には適している。キュリー点はかなり急峻な現象であり、その材料について特定のキュリー温度の±３°Ｆ内となろう。機械設計者は所与の機械設計ごとに最大の動作温度を割り出し、最大の動作温度未満のキュリー点を有する磁気回路（すなわち、ステータ又はロータ）内への封入に適した磁気材料を選択できることは、理解されよう。一般に、モータの損傷を防止するには、既に述べたように参照用にその全てを本願明細書に取り込む米国特許第６，３１３，５６０号の教示が開示する如く、約３００℃未満のキュリー温度が好ましい。ただし、本発明は材料のキュリー点が機械が損傷を受ける点未満であることを必ずしも必要としないが、このことは本発明者が好むものである。
【００２０】
使用時、通常動作では、モータ１等の複数の機械１を同時に動作させて圧縮機３を駆動する。スイッチ６はモータ１及び制御回路網４を内部故障（例えば、短絡等）について（それぞれ）監視し、この種の故障が存在しないときには、「故障無し」状態を登録し、かくしてシステムが影響を受けずに動作できるようにする。センサ／スイッチ６が故障を検出した場合、かくして「故障」状態にあるモータ故障検出スイッチ６が電気入力電力源７から電気リード線５を介して電気抵抗ヒータ８へ電流を分流する。それ故、入力電力が依然稼働中のモータ１（すなわち、図１の左側のモータ）の駆動に供給されると、故障したモータ１（図１の右側のモータ）への入力電力は抵抗ヒータへも供給され、モータ内の一次磁気回路を分断し、これにより故障モータ１が生み出す電磁抵抗を阻止する。
【００２１】
より詳しく検討するに、故障がスイッチ６により検出されたときに、スイッチは「故障」状態に入る。この故障状態では、電気入力電力源７はスイッチ６により故障モータ１すなわちシステム１０から切り離され、その一方で他のモータ１は接続され稼働したままとされる。故障検出スイッチ６はそこで以下に説明する如く適当な機構を起動し、リード線５両端を電気的に導通させて電気ヒータ８を起動し、選択されたキュリー温度材料をそのキュリー温度以上の温度へ加熱する。この時点で、ステータ（場合によっては、ロータ）磁気回路を通って循環する磁束は材料の磁気特性の変化の結果として妨害される。その結果、稼働中のモータ１によって駆動されかつ軸２上に接続されたロータの連続的な回転は、「死んだ」機械の内部に磁束の循環を生ずることはなく、かくして電気は一切生成されず、これ故に電磁抵抗はほぼ低減される。
【００２２】
双対電気モータシステムは、電磁抵抗を介するモータの組み合わせの磁気的な「ロックアップ（異常停止）」を引き起こすことなく、モータ１の一方又はモータ１の一方の電子駆動装置（ドライブ）４の潜在的な電気故障を見込むものである。故障した永久磁石磁気モータ１が稼働中の第２のモータ１により駆動される等の一定の条件下では、故障していないモータ上での相当の電磁抵抗負荷を本発明により排除でき、何故なら機械的に駆動させた時に電流発生機として機能する空転した永久磁石モータの性向を打ち消すことができるからである。被駆動の永久磁気モータ１から故障した電子駆動装置（ドライブ）４へ大電流が流れる場合には、この利点は特に有益であり、依然として稼働中のモータ１からの追加の機械トルク要求を排除することができる。このことで、故障状態に至った場合に故障していない作動中のモータシステムから被駆動システムの要求に十分応えるトルクを入手可能とすることが保証される。
【００２３】
本発明を組み込んだこの種の双対システムは、極度に高いシステム信頼性の必要性が故に生命維持サービスや航空機の稼働にとって望ましいものである。軽量の高出力密度或いは高速駆動システムでは、機械的な切断クラッチ、電磁クラッチ、あるいは流体クラッチは配設しづらく、システムの複雑さを増し、故障し、かつシステムのコストと重量をさらに増大させることになる要素をさらに付加することでシステム全体の信頼性が減るため、本発明の利点は顕著となる。
【００２４】
図２を参照するに、本発明の第２実施形態が図示してある。ガスタービンエンジン２０は、第１の軸２４上の送風機２２と、第２の軸２８上の圧縮機部分２６と、第２の軸２８上の第１のタービン段３０と、第１の軸２４上の第２のタービン段３２を有する。造詣の深い読者には、ガスタービンエンジン２０の燃焼器部分が図示されていないことがお分かりであろう。複数の発電機３４が、第１の軸２４に接続してある。故障検出器３６が発電機３４の動作を監視し、起動手段３８がエンジン熱源４０に接続してあり、この熱源が以下にさらに説明する適当な伝熱装置４２により発電機３４に連通している。第２の軸２８上に存在する第３の発電機４４を、以下により詳しく説明することにする。
【００２５】
お分かりのとおり、使用時、定常動作期間中は、燃焼器部分（図示せず）内の燃焼がタービン段３０，３２、すなわち駆動軸２４，２８を回転させ、次に圧縮器部分２６と送風機２２をそれぞれ駆動する。回転軸２４はまた発電機３４を駆動し、ガスタービンエンジン２０やホスト航空機上の他の場所で使用する電力を発生する。その間ずっと、故障検出器３６は発電機３４とそれらの関連する制御システムの稼働を内部故障状態や他の機械故障が発生しないよう監視する。
【００２６】
万が一発電機３４や関連する制御システムが故障に見舞われた場合、適当な故障検出器がその故障を検出し、３８を介して信号をエンジン熱源へ送信する。例えば、圧縮機部分２６からの放出空気やエンジン２０のオイルシステムからのオイルは（その教示をここで参照用に本開示内に全て取り込む２００３年３月２１日出願の本発明者の同時係属出願第１０／ＸＸＸ，ＸＸＸ号に記載されている如く）適当な伝熱装置を介して循環させることができる。例えば、故障検出器３６による適当な信号に基づいて、適当な弁機構（図示せず）が伝熱流体（例えば、放出空気やエンジンオイル等）をして導管４２を介して該当する発電機３４の磁気回路の低キュリー点部材へ給送できるようにする。造詣の深い読者は、伝熱流体が該当する発電機３４の低キュリー点部材をしてそのキュリー点に等しいか又は超えるものに近づくよう加熱させるに十分な温度とし、かくして発電機３４内の磁気回路を効果的に「非作動」とすることが理解されよう。該当する発電機は、かくして安全にかつ素早く非直結とされる。
【００２７】
図３を参照し、第３実施形態を開示する。本実施形態では、単一の電気機械システム５０が開示してある。システム５０は機械５２を含み、これが関連するステータ部分５６ａ，５ｂ内にそれぞれ独立した巻線群５４ａ，５４ｂを含む点において「分割」構造を有する。２００３年５月２７日に出願した事務所内書類整理番号２９９３−４６０ＵＳで「電気機械用アーキテクチャ」と題する本発明者の同時係属出願（出願番号は入手できていない）に記載した如く（その内容は全て本開示に参照用に取り込まれる）、巻線群５４ａ，５４ｂをステータ部分５６ａ，５６ｂ内で独立して制御可能とし、機械５２が一つのケーシング（図示せず）内の必須の二つの機械５２となるようにしてある。機械５２は、関連システム５８（例えば、機械負荷）と電源６０に接続してある。（機械５２をモータとして或いは発電機として動作させるかどうかに応じて電源６０を機械動力源又は電力源とすることができることは、理解されよう。一体化された故障センサ６２とヒータ６４は、機械５２内に配設してある。稼働時でかついずれかの巻線５４ａ，５４ｂの故障の存在時に或いは関連システムにおいて、ヒータ６４は実際には適切に起動して関連する低キュリー点ステータ部分５６ａ／５６ｂを加熱し、場合によっては機械５２内でそのサブシステムを起動停止することがある。再度図２を参照するに、発電機３４及び／又は４４には、造詣の深い読者には理解される如く、説明した関連構成要素を備える本願明細書に記載したような分割構造をもたせることができる。
【００２８】
図４を参照し、第４実施態様を開示する。本実施形態では、単一モータ「稼働停止」システム７０を開示する。システム７０では、負荷７２（圧縮機やポンプ等）は電動モータ７４と非電気駆動装置７６（補助ギヤボックスや他の非電気駆動装置等）により交互に駆動される。電動モータ７４は、上記の如く第一次磁気回路の一部として低キュリー点材料を含み、好ましくはこの種の材料をそのステータコアの一部として含む。センサ８０と加熱装置８２がモータ７４に接続してあり、所望の稼働停止時にモータ７４を起動停止する。（全ての実施形態において関連機械は本発明にて制御することができ、制御規範としての故障の存在は所望の制御状態の単なる一例である。）随意選択的ではあるが、センサ８０はまた適切なクラッチ（図示せず）に対し信号を通信し、非電気駆動手段と係合させる。再度図２を参照するに、発電機３４及び／又は４４は造詣の深い読者には理解される如く、本願明細書に記載したように（追加的或いは交互に）独立して制御することができる。
【００２９】
上記電気ヒータに代わるものとして、ヒータには機械内の流路を介して循環させる加熱したオイルやガス等の流体を含ませることもできる。故障が発生すると、故障検出スイッチが流体弁或いは分流器（ダイバータ）の開閉を起動しよう。
【００３０】
本発明がモータや発電機や交流機等の電気機械だけでなく、単一機械や複数機械（図１の二重構成を含む）にも適用できることは、理解されよう。巻回ロータ、永久磁石、切り替え型磁気抵抗、交流、直流等、電気機械の任意の適切な方式を用いることができる。任意の適当な加熱装置を、用いることができる。本発明の適用は内部故障状況に限定されず、その代わりに本発明はいずれのクラッチ方式或いは稼働停止方式において使用することができる。上記切り替え装置や検出装置は図解と例示のみを目的としたものである。本発明は、一体型或いは遠隔式の自動或いは非自動の検出及び起動手段をもって実施することもできる。
【００３１】
図５はロータ１６と、スロット空隙２３により切り離された導体巻線２２を収容する一連のステータスロット２１を画成する筒状裏当て鉄（バックアイロン）２０に装着したＴ形状部材１９を備えるステータ１８とを有する機械１の一実施形態を示す。３相モータ／発電機では、３番目の各スロット２１の巻線は独立して制御された回路或いは位相の一部をなす。一実施形態では、ロータ１６は予め選択されたキュリー点材料を有する材料で出来た部分を含み、加熱装置はロータの一部と連通し、前述の如くロータ磁気回路に要求に応じて影響を及ぼす。別の実施形態では、ステータ（すなわち、部材１９と裏当て鉄２０）は予め選択されたキュリー点材料を有する材料で出来ており、前述の如く加熱装置はステータと連通し、要求に応じてロータ磁気回路に影響を及ぼす。好ましくは、シリンダ５０は２００℃近傍のキュリー温度を有する「軟質」フェライトで出来ている。この特性を有するフェライトは、例えばキュリー温度２１５℃を有する材料型式３Ｃ８５としてフィリップス（Ｐｈｉｌｌｉｐｓ）社から入手可能なマンガン−亜鉛である。無論、他の材料も適しており、当業者には容易に特定されよう。好ましくは、材料は電気機械の通常の動作温度範囲内、すなわち９５℃と３５０℃の間、より好ましくは３００℃未満となるように、キュリー温度を有し、この種の材料は所望の「稼働停止」温度とのそのキュリー温度との対応に基づき選択することになる。
【００３２】
さらに図５を参照するに、さらに別の実施形態では、ステータの一部のみが前述のキュリー点材料を含み、かくして多相機械内の各位相はキュリー点、すなわちステータの一部にのみ使用する材料すなわち１以上のＴ形状部材１９の特性を選択することにより本発明に従って個別に制御することができる。例えば、一つの位相のスロット２１を画成する二つの隣接するＴ形状部材１９が加熱装置の範囲内にある予め選択されたキュリー点温度を有する材料で出来ている場合、ヒータ（図５には図示せず）を上記の如く用い、１以上の位相又はこれらの特定のスロット２１内の位相の一部を非作動とすることができる。本発明は、それ故に故障−稼働停止クラッチ動作以上のものを提供するだけでなく、機械の洗練された制御を可能にする。
【００３３】
上記説明は発明者が現時点で熟慮した特定の好適な実施形態に関するものであるが、本発明はその広義の態様では本願明細書に記載した要素の機械的及び機能的な等価物を含むことは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】空気圧縮機の回転軸に機械的に結合した本発明の双対モータシステムの概略図である。最良の形態でさらに詳しく説明する如く、各モータは、電力入力源から給電されるコントローラとモータ故障検出スイッチを有する。
【図２】複数統合型発電機システムを有する本発明の第２実施形態のガスタービンエンジン機械システムの概略図である。
【図３】分割構造をもった単一電気機械システムを示す本発明の第３実施形態の概略図である。
【図４】単一モータ稼働停止システムを示す本発明の第４実施形態の概略図である。
【図５】本発明を組み込んだ電気機械の等角図である。
【図１】
2006526970.tif 000003
【図２】
2006526970.tif 000004
【図３】
2006526970.tif 000005
【図４】
2006526970.tif 000006
【図５】
2006526970.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成18年2月10日(2006.2.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石電気機械であって、
ロータと、ステータと、該ステータに設けられた少なくとも一つの巻線と、キュリー温度を有する電磁材料で出来た部材と、を含む少なくとも一つの磁気回路と、
前記部材に熱的に結合され、前記部材を前記キュリー温度と少なくともほぼ同じ温度になるまで選択的に加熱し、これにより前記少なくとも一つの磁気回路内での磁束の循環を調整するように適合された加熱装置と、
を備えた永久磁石電気機械。
【請求項２】
前記機械内の故障状態を検出し、かつ該故障の検出時に加熱装置起動用信号を送信する故障検出器をさらに備えた請求項１記載の永久磁石電気機械。
【請求項３】
前記キュリー温度は前記機械の最大の所望動作温度未満とすることを特徴とした請求項１記載の永久磁石電気機械。
【請求項４】
前記加熱装置は電気抵抗ヒータと循環加熱流体とからなる群から選択することを特徴とした請求項１記載の永久磁石電気機械。
【請求項５】
前記機械はガスタービンエンジンに機械的に結合されることを特徴とした請求項１記載の永久磁石電気機械。
【請求項６】
機械的に互いに結合された動力出力部が付いた少なくとも二つの電気機械を備えたシステムであって、少なくとも一つの前記機械が
協働して少なくとも一つの磁気回路を少なくとも部分的に画成する、永久磁石ロータ、ステータ、及び該ステータに設けられた少なくとも一つの巻線と、
前記磁気回路を一部構成し、かつキュリー温度を有する材料で出来た部材と、
前記部材に熱的に結合され、前記部材を前記キュリー温度と少なくともほぼ同じ温度になるまで選択的に加熱し、これにより前記機械の電気的動作を実質的に停止する装置と、
を有する前記電気機械を備える、ことを特徴とするシステム。
【請求項７】
動作可能なように前記装置と交信するセンサをさらに備え、該センサは一定の検出状態の検出時に前記装置を起動することを特徴とした請求項６記載のシステム。
【請求項８】
前記検出状態は、前記少なくとも一つの機械内での短絡と、前記少なくとも一つの機械内の内部故障と、前記少なくとも一つの機械の制御回路網内での故障と、前記システム用のコントローラからの信号と、手動スイッチからの信号と、からなる群から選択されることを特徴とした請求項７記載のシステム。
【請求項９】
前記部材の前記キュリー温度は前記少なくとも一つの機械の最大の所望動作温度未満とすることを特徴とした請求項６記載のシステム。
【請求項１０】
ガスタービンエンジンであって、
少なくとも一つの回転軸を有し、これを駆動するガス発生器と、
前記軸に回転可能に接続されて該軸を駆動するか又は該軸により駆動されるかの少なくとも一方を行なう少なくとも一つの機械と、を含み、
該機械はロータ、ステータ及び少なくとも一つの巻線を含み、該ロータがその上に装着された複数の永久磁石を含み、これらのロータ、ステータ及び巻線は少なくとも一つの磁気回路を少なくとも部分的に画成し、該少なくとも一つの磁気回路はキュリー温度を有する材料の少なくとも一部を備えており、さらに前記少なくとも一つの機械は前記材料を少なくとも前記キュリー温度へ選択的に加熱する加熱手段を備えることを特徴とするガスタービンエンジン。
【請求項１１】
前記少なくとも一つの機械内の内部故障を検出する故障検出手段をさらに備え、該故障検出手段はまた前記加熱手段と交信し、故障検出時に前記加熱手段の起動を実行し、これにより前記電磁材料を前記キュリー温度へ加熱し、これにより前記少なくとも一つと機械内の電気的動作に実質的に影響を及ぼすことを特徴とした請求項１０記載のガスタービンエンジン。
【請求項１２】
前記少なくとも一つの機械は前記軸に設けられた二つの機械を備えることを特徴とした請求項１０記載のガスタービンエンジン。
【請求項１３】
前記ガスタービンエンジンの第２の軸に設けられた電気機械をさらに備えることを特徴とした請求項１０記載のガスタービンエンジン。
【請求項１４】
前記電磁材料は軟質フェライトであることを特徴とした請求項１０記載のガスタービンエンジン。
【請求項１５】
前記電磁材料は摂氏３５０度未満のキュリー温度を有することを特徴とした請求項１０記載のガスタービンエンジン。
【請求項１６】
永久磁石電気機械の動作方法であって、該機械がロータとステータと少なくとも一つの巻線とを備え、前記ロータと前記ステータが前記少なくとも一つの巻線内に出力電流を誘起する磁気回路を併せ画成し、前記磁気回路の少なくとも一部がキュリー温度を有する材料で出来ており、かつ、
前記ロータを回転させて、一次磁気回路に磁束を循環させ、これにより前記少なくとも一つの巻線内に出力電流を誘起させるロータ回転ステップと、
前記磁気回路の少なくとも一部を前記キュリー温度に十分近くの温度まで選択的に加熱し、前記磁束と前記誘起電流を妨害する選択的加熱ステップと、
を含んだ動作方法。
【請求項１７】
故障状態を検出する故障状態検出ステップをさらに含み、該故障状態検出ステップに応答させて前記選択的加熱ステップを実行することを特徴とした請求項１６記載の動作方法。
【請求項１８】
前記選択的加熱ステップは前記機械内の流路を通して流体を循環させ、該循環する流体の温度を制御するステップを含むことを特徴とした請求項１６記載の動作方法。
【請求項１９】
共通の回転可能な軸に機械的に結合された二つの電気機械を有したシステムの動作方法であって、
前記機械がそれぞれ永久磁石ロータとステータと少なくとも一つの巻線を有し、前記ロータと前記ステータとが前記少なくとも一つの巻線内に出力電流を誘起するよう設ける磁気回路を併せ画成し、前記磁気回路の少なくとも一部がキュリー温度を有する材料で出来ており、かつ、
前記軸を駆動するステップと、
前記機械を故障発生について監視するステップと、
前記機械のうちの損傷した機械の故障を検出した時に前記損傷した機械の前記磁気回路の少なくとも一部を前記キュリー温度へ加熱するステップと、
を含んだ動作方法。
【請求項２０】
前記軸はガスタービンエンジンのタービン軸であることを特徴とした請求項１９記載の動作方法。
【請求項２１】
前記軸は少なくとも初期の間、両方の機械により駆動されることを特徴とした請求項１９記載の動作方法。
【国際調査報告】
2006526970.tif 000008
2006526970.tif 000009
2006526970.tif 000010