(57)【要約】      （修正有）【課題】低圧スプールの速度範囲を、ＤＣおよびＶＦ発電機の許容可能な速度範囲内にするための装置を提供する。【解決手段】タービンエンジン１０の圧力スプール２６、２８から動力を生成することによって航空機に動力を与える装置は、低圧スプール２８のより高い速度範囲を、高圧スプール２６によって使用される同一のＤＣまたはＶＦ発電機の許容範囲内であるより低い速度範囲に縮小する速度範囲縮小組立体を含む。【選択図】図１
2013185589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンエンジンの低圧スプール（ＬＰ）から電力を取り出すための発電システムであって、
発電機と、
前記ＬＰスプールに機械的に結合された入力と、前記発電機に機械的に結合された出力とを有するＬＰ駆動組立体と、
前記入力を所望の出力にマップする表形式のコマンドのマトリクスを備えた制御装置を有する制御機構とを備え、前記所望の出力が、前記入力の速度範囲より低い速度範囲になる、発電システム。
【請求項２】
前記発電機が可変周波数発電機を備える、請求項１記載の発電システム。
【請求項３】
前記発電機がＤＣ発電機を備える、請求項１記載の発電システム。
【請求項４】
前記入力の前記速度範囲が、前記発電機と不適合であり、前記出力の前記速度範囲が前記発電機と適合可能である、請求項１記載の発電システム。
【請求項５】
前記入力の前記速度範囲が、４：１から５：１であり、前記出力の前記速度範囲が２：１である、請求項１記載の発電システム。
【請求項６】
タービンエンジンが、ＨＰ速度範囲を有する高圧（ＨＰ)スプールを有し、前記出力の前記速度範囲が、前記ＨＰ速度範囲と同一である、請求項１記載の発電システム。
【請求項７】
前記マッピングが比例式である、請求項１記載の発電システム。
【請求項８】
前記マッピングが、前記発電機が最も効率的に作動するように最適化される、請求項１記載の発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
タービンエンジン、特にガスタービンエンジンは、燃焼タービンエンジンとしても知られており、エンジン内を通って多数のタービンブレードへと流れる燃焼ガスの流れからエネルギーを取り出す回転エンジンである。ガスタービンエンジンは、陸上および海上移動ならびに発電に利用されてきたが、ヘリコプターを含めた飛行機などの航空用途に利用されるのが最も一般的である。飛行機では、ガスタービンエンジンは、航空機の推進力に利用される。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、２つ以上のスプールを有することができ、これには全体の推進システムスラストのかなりの部分を提供する低圧（ＬＰ）プールと、１つまたは複数の圧縮機を駆動し、排出物を後部方向に誘導することによってさらなるスラストを生成する高圧（ＨＰ）スプールとが含まれる。３段スプールのガスタービンエンジンは、第３の中間圧力（ＩＰ）スプールを含む。
【０００３】
またガスタービンエンジンは通常、いくつかの異なる装備品、例えば発電機、始動機／発電機、永久磁石交流発電機（ＰＭＡ）、燃料ポンプおよび油圧ポンプ、例えば推進力以外で航空機に必要とされる機能を与える機器に動力を与える。例えば、現在の航空機は、アビオニクス機器、モータおよび他の電気機器のために電力を必要とする。ガスタービンエンジンに結合された発電機は、エンジンの機械的動力を装備品に動力を与えるのに必要な電気エネルギーに変換する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０２５１７２６号明細書
【発明の概要】
【０００５】
ＤＣ発電機および可変周波数（ＶＦ）発電機を使用して、ガスタービンエンジンの高圧スプールから動力を取り出すことが知られている。しかしこれまでは、このような発電機を使用して低圧スプールから動力を取り出すことは実現不可能であり、その理由は低圧スプールの並外れた（ｗｉｌｄ）速度範囲にあり、その高温限界では、ＤＣおよびＶＦ発電機の許容可能な速度許容範囲を超えてしまうためであった。
【０００６】
タービンエンジンの低圧スプール（ＬＰ）から動力を取り出すための動力生成システムは、ＤＣまたは可変周波数発電機と、ＬＰ駆動組立体と、制御機構とを含む。ＬＰ駆動組立体は、ＬＰスプールに機械的に結合された入力と、発電機に機械的に結合された出力とを有する。制御機構が、入力を所望の出力にマップする表形式のコマンドのマトリクスを備える制御装置を有することで、所望の出力が、入力の速度範囲より低い速度範囲になる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】航空機のガスタービンエンジンの概略断面図である。
【図２】可変周波数発電機を使用する、図１のガスタービンエンジン用の発電システムの第１の実施形態の概略ブロック図である。
【図３】ＤＣ発電機を使用する、図１のガスタービンエンジン用の発電システムの第２の実施形態の概略ブロック図である。
【図４】図２および図３の実施形態における速度範囲縮小に関する機構の概略図である。
【図５】図２および図３の実施形態における出力速度のマッピングに関する関係式を示す一例のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の記載される実施形態は、航空機エンジンからの動力の取り出しを対象としており、より具体的にはタービンエンジン、好ましくはガスタービンエンジンから電力を生成することができる電力システム機構を対象としている。しかしながら本発明は、そのように限定されるものではなく、航空機以外の用途、例えば他の移動用途、および非移動式の産業、商業および住居用途などの電力システム機構にも一般に適用されることを理解されたい。
【０００９】
図１は、航空機用のガスタービンエンジン１０の概略断面図である。エンジン１０は、下流に直列式に流れる関係で、ファン１４を含むファン部分１２と、ブースターまたは低圧（ＬＰ）圧縮機１６と、高圧（ＨＰ）圧縮機１８と、燃焼部分２０と、ＨＰタービン２２と、ＬＰタービン２４とを含む。ＨＰシャフトまたはスプール２６が、ＨＰタービン２２をＨＰ圧縮機１８に駆動式に接続し、ＬＰシャフトまたはスプール２８が、ＬＰタービン２４をＬＰ圧縮機１６と、ファン１４に駆動式に接続している。ＨＰタービン２２は、ＨＰタービンロータ３０を含んでおり、このロータは、ロータ３０の周辺部に設置されたタービンブレード３２を有する。ブレード３２は、ブレードプラットフォーム３４から半径方向外向きに、半径方向外側のブレードの先端３６まで延在している。
【００１０】
図２は、本発明の第１の実施形態による電力システム機構４０の概略ブロック図である。システム機構４０は、多数のエンジンシステムを含んでおり、ここでは、少なくとも１つの左側のエンジンシステム４２と、右側のエンジンシステム４４を含むように示されている。左側と右側のエンジンシステム４２、４４は恐らくほぼ同一であるため、簡素化するために左側のエンジンシステム４２のみを詳細に記載する。左側のエンジンシステム４２は、図１に示されるガスタービンエンジン１０のＨＰスプール２６と、ＬＰスプール２８とを含むことができるが、システム機構４０は、他のエンジンにも同様に適用される。本明細書に示される左側のエンジンシステム４２は、２つのスプール、すなわちＨＰスプール２６と、ＬＰスプール２８によって提供される機械的動力を利用する。しかしながらシステム機構４０は、３つ以上のスプールを有するエンジン、例えばＨＰスプールおよびＬＰスプールに加えて中間圧力スプールを有する３つのスプールのエンジンに実装することも可能である。システム機構４０はさらに、航空機の補助動力ユニット（ＡＰＵ）４６と、外付け電源（ＥＰＳ）４８とを含むことができる。本明細書に示されるようにＡＰＵ４６およびＥＰＳ４８は各々、ＤＣ出力５０および５２をそれぞれ有する。
【００１１】
例示の実施形態において、左側のエンジンシステム４２は、ＨＰスプール２６によって供給される機械的動力から可変周波数（ＶＦ）ＡＣ電力を生成するように構成された第１可変周波数始動発電機５６と、ＬＰスプール２８によって供給される機械的動力から可変周波数（ＶＦ）ＡＣ電力を生成するように構成された第２可変周波数発電機５８とを含んでいる。
【００１２】
ＨＰスプール２６は、ＨＰスプール２６に機械的に結合された入力と、第１可変周波数始動発電機５６に機械的に結合された出力とを有するＨＰ駆動組立体によって、第１可変周波数始動発電機５６に作動可能に結合させることができる。ＨＰ駆動組立体の一実施形態は、付属の変速機６４であり、この場合第１可変周波数始動発電機５６は、この付属変速機６４に設置され、これに結合させることができる。付属変速機６４の中で、動力は、他のエンジン装備品に伝達される場合もある。第１可変周波数始動発電機５６が、ＨＰスプール２６によって供給される機械的動力を電力に変換する。
【００１３】
第１可変周波数始動発電機５６はまた、航空機に始動機能を与えることもでき、その場合、それはエンジン１０を始動させるモータの働きをする。その一方で、左側のエンジンシステム４２のＨＰ側にある第１可変周波数始動発電機５６は、必ずしも航空機に始動機能を与える訳ではない。このような場合、航空機の始動機能を果たすために、付属変速機６４に接続された別個の始動モータを設けることができる。さらに左側のエンジンシステム４２が、ＨＰスプール２６から機械的動力を引き出して電力を生成する多数の発電機を含むことで、ある程度の重複性を与える場合もある。
【００１４】
第２可変周波数発電機５８は、始動機能を別にすれば、第１可変周波数始動発電機５６と全く同一であってよい。しかしながらこのような状況では、ＬＰスプール２８の変動する速度範囲が理由で、ＬＰスプール２８は、速度範囲縮小組立体７４によって第１可変周波数始動発電機５６に作動可能に結合されており、速度範囲縮小組立体７４は、ＬＰスプール２８に機械的に結合された入力と、第２可変周波数発電機５８に機械的に結合された出力とを有する。速度範囲縮小組立体の一実施形態は、制御装置７６（図４を参照）を含んでおり、これは、ＬＰスプール２８からの可変速度入力の範囲を、第２可変周波数発電機５８の許容範囲内の範囲に縮小する。第１可変周波数始動発電機５６が、ＨＰスプール２６によって供給される機械的動力をＶＦ電力出力に変換する。
【００１５】
本明細書に示される実施形態は、左側のエンジンシステム４２のＬＰ側にある１つの第２可変周波数発電機５８を利用するものとして記載されているが、本発明の別の実施形態は、ＬＰスプール２８から機械的動力を引き出す多数の第２可変周波数発電機５８を利用してＡＣ電力を生成することで、ある程度の重複性を与える場合もある。さらに別個の第２可変周波数発電機５８と、速度範囲縮小組立体７４が本明細書で考察されており、速度範囲縮小組立体７４と、第２可変周波数発電機５８を１つの共通のユニットに合体させる一体式の駆動発電機を代わりに使用することができる。
【００１６】
第１可変周波数始動発電機５６からの電力出力６８は、第１電気ＡＣバス８６に供給される。同様に第２可変周波数発電機５８からの電力出力７８は、第２電気ＡＣバス９４に供給される。一部のＡＣ電力９０が、第１電気ＡＣバス８６からＡＣ／ＤＣ変換器８４に引き出され、ＡＣ電力出力９０がＤＣ電力出力９２に変換され、これは電気ＤＣバス９８に与えられる。
【００１７】
モータ−始動機の制御装置９６が、電気ＤＣバス９８からの電力を第１可変周波数始動発電機５６に選択式に供給することで、航空機の始動工程を開始することができる。モータ−始動機制御装置９６は、図２に示されるようにモータ−始動機制御装置９６を第１可変周波数始動発電機５６に接続することによって、第１可変周波数始動発電機５６と一体化させてエンジンを始動させることができる。
【００１８】
第１および第２電気バス８６、９４は、ＡＣ電力供給を必要とする１つまたは複数の負荷（図示せず）にＡＣ電力を供給するように構成されている。第１および第２電気バス８６、９４を選択式に接続することで、ＨＰスプール２６とＬＰスプール２８が負荷を共有することを可能にできる。
【００１９】
作動中、ガスタービンエンジン１０が始動されると、ＨＰタービン２２がＨＰスプール２６を回転させ、ＬＰタービン２４がＬＰスプールを回転させる。付属変速機６４が、回転するＨＰスプール２６によって駆動され、ＨＰスプール２６からの機械的動力が第１可変周波数始動発電機５６に伝達される。第１可変周波数始動発電機５６は、ＨＰスプール２６によって供給された機械的動力を電力に変換し、ＡＣ電力出力６８を生成する。速度範囲縮小組立体７４が、回転するＬＰスプール２８によって駆動され、ＬＰスプール２８からの機械的動力が第２可変周波数発電機５８に伝達される。第２可変周波数発電機５８は、ＬＰスプール２８からの機械的動力を電力に変換し、ＡＣ電力出力７８を生成する。電力出力６８、７８は、ＡＣ電力供給を必要とする１つまたは複数の負荷（図示せず）にＡＣ電力を供給するように構成された電気ＡＣバス８６、９４にそれぞれ提供することができる。電力を引き出す負荷のタイプによって、システム機構４０によって取り出されたＡＣ電力は、負荷によって使用される前に、さらに処理される場合もある。ＡＰＵ４４およびＥＰＳ４８のＤＣ電力出力５０、５２は、変換されたならば、電気ＡＣバス８６、９４に提供することもできる。
【００２０】
左側および右側エンジンシステム４２、４４、ＡＰＵ４６およびＥＰＳ４８は、必要に応じて航空機の様々な負荷にＤＣ電力を与えることができる。左側のエンジンシステム４２、右側エンジンシステム４４、ＡＰＵ４６およびＥＰＳ４８の多様なＤＣ出力は好ましくは、適切なスイッチと一体化されることで航空機への無瞬断切換（ＮＰＴ）を実現する。
【００２１】
図３は、本発明の第２の実施形態による電力システム機構４００の概略ブロック図である。システム機構４００は、多数のエンジンシステムを含んでおり、ここでは少なくとも１つの左側のエンジンシステム４２０と、右側のエンジンシステム４４０とを含むように示されている。左側と右側のエンジンシステム４２０、４４０は恐らくほぼ同一であるため、簡素化するために左側のエンジンシステム４２０のみを詳細に記載する。左側のエンジンシステム４２０は、図１に示されるガスタービンエンジン１０のＨＰスプール２６と、ＬＰスプール２８を含むことができるが、システム機構４００は、他のエンジンにも同様に適用される。本明細書に示される左側のエンジンシステム４２０は、２つのスプール、すなわちＨＰスプール２６およびＬＰスプール２８によって提供される機械的動力を利用する。しかしながらシステム機構４００は、３つ以上のスプールを有するエンジン、例えばＨＰスプールおよびＬＰスプールに加えて中間圧力スプールを有する３つのスプールのエンジンに実装することもできる。システム機構４００はさらに、航空機の補助動力ユニット（ＡＰＵ）４６と、外付け電源（ＥＰＳ）４８とを含むことができる。本明細書に示されるようにＡＰＵ４６およびＥＰＳ４８は各々、ＤＣ出力５０および５２をそれぞれ有する。
【００２２】
例示の実施形態において、左側のエンジンシステム４２０は、本明細書では第１可変周波数始動発電機５６０として示された、ＨＰスプール２６によって供給される機械的動力から可変周波数（ＶＦ）ＡＣ電力を生成するように構成された第１単巻変圧器（ＡＴＵ）一体式発電機５６０と、ＬＰスプール２８によって供給される機械的動力から可変周波数（ＶＦ）ＡＣ電力を生成するように構成された第２ＡＴＵ一体式発電機５８０とを含む。
【００２３】
第１可変周波数始動発電機５６０は、発電部分６００と、ＡＴＵ部分６２０とを含む。ＡＴＵ部分６２０は、動力変換に必要な一部の電線を発電部分６００の電気巻線に組み込むことによって、発電部分６００と一体化することができ、これにより発電部分６００およびＡＴＵ部分６２０における巻線の重複を効果的になくすことができ、かつ航空機の重量およびコストの削減に転化させることができる。
【００２４】
ＨＰスプール２６は、ＨＰスプール２６に機械的に結合された入力と、発電部分６００に機械的に結合された出力とを有するＨＰ駆動組立体によって、第１可変周波数始動発電機５６０に作動可能に結合させることができる。ＨＰ駆動組立体の一実施形態は、付属の変速機６４０であり、この場合第１可変周波数始動発電機５６０は、この付属変速機６４０に設置され、これに結合させることができる。付属変速機６４０の中で、動力は、他のエンジン装備品に伝達される場合もある。第１可変周波数始動発電機５６０の発電部分６００が、ＨＰスプール２６によって供給される機械的動力を電力に変換し、３相出力を有する電力供給６６０を生成する。第１可変周波数始動発電機５６０のＡＴＵ部分６２０は、３相出力の電力供給６６０を９相の電力出力６８０に変換することと、電力供給の電圧を上昇させる両方の働きをする。
【００２５】
第１可変周波数始動発電機５６０はまた、航空機に始動機能を与える。その一方で、左側のエンジンシステム４２０のＨＰ側にある第１可変周波数始動発電機５６０は、航空機に始動機能を与えない発電機である場合もある。この場合、航空機の始動機能を果たすために、付属変速機６４０に接続された別個の始動モータを設けることができる。さらに左側のエンジンシステム４２０が、ＨＰスプール２６から機械的動力を引き出す多数の発電機を含むことで電力を生成し、ある程度の重複性を与える場合もある。
【００２６】
第２可変周波数発電機５８０は、+発電部分７００と、ＡＴＵ部分７２０とを含む。ＬＰスプール２８は、ＬＰスプール２８に機械的に結合された入力と、発電部分７００に機械的に結合された出力とを有するＬＰ駆動組立体によって、第２可変周波数発電機５８０に作動可能に結合させることができる。速度範囲縮小組立体７４０の一実施形態は、ＬＰスプール２８からの可変速度入力の範囲を、第２可変周波数発電機５８０の許容範囲内の特定の範囲に縮小する制御装置を含む。本明細書に示されるように、速度範囲縮小組立体７４０は、第２可変周波数発電機５８０に機械的に結合され、入力速度とは異なる可変速度で発電部分７００を駆動することができる。第２可変周波数発電機５８０の発電部分７００が、ＬＰスプール２８によって供給される機械的動力を電力に変換し、３相出力を有する電力供給７６０を生成する。第２可変周波数発電機５８０のＡＴＵ部分７２０は、３相出力の電力供給７６０を９相の電力出力７８０に変換することと、電力供給の電圧を上昇させる両方の働きをする。
【００２７】
本明細書に示される実施形態は、左側のエンジンシステム４２０のＬＰ側にある１つの第２可変周波数発電機５８０を使用するように記載されているが、本発明の別の実施形態はＬＰスプール２８から機械的動力を引き出す多数の第２可変周波数発電機５８０を利用してＡＣ電力を生成することで、ある程度の重複性を与える場合もある。さらに別個の第２可変周波数発電機５８０と、速度範囲縮小組立体７４０が本明細書で考察されており、速度範囲縮小組立体７４０と、第２可変周波数発電機５８０を１つの共通のユニットに合体させる一体式の駆動発電機を代わりに使用することができる。
【００２８】
一体式第１可変周波数始動発電機５６０からの電力出力６８０は、第１ＡＣ／ＤＣ変換器に供給され、ＡＣ電力出力６８０をＤＣ電力出力８００に変換する。例示のように、第１ＡＣ／ＤＣ変換器は、第１整流器デバイス８２０と、第１フィルタ８４０を含むことで、ＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換し、第１電気ＤＣバス８６０に供給される前に電流を安定させることができる。同様に第２可変周波数発電機５８０からの電力出力７８０は、第２ＡＣ／ＤＣ変換器に供給され、ＡＣ電力出力７８０をＤＣ電力出力８８０に変換する。例示にように第２ＡＣ／ＤＣ変換器は、第２整流器デバイス９００と、第２フィルタ９２０を含むことでＡＤ電圧をＤＣ電圧に変換し、第２電気ＤＣバス９４０に供給される前に電流を安定させることができる。
【００２９】
モータ−始動機制御装置９６０が、第１電気バス８６０からの電力を第１可変周波数始動発電機５６０に選択式に供給することで、航空機の始動工程を開始することができる。モータ−始動機制御装置９６０は、図３に示されるようにモータ−始動機制御装置９６０を第１可変周波数始動発電機５６０の特定の場所に接続することによって、第１可変周波数始動発電機５６０と一体化させてエンジンを始動させることができる。３相のモータ−始動機制御装置９６０が、３相の電力供給６６０に接続されて、第１可変周波数始動発電機５６０を３相の始動機として駆動させエンジンを始動させる。
【００３０】
第１および第２電気バス８６０、９４０は、ＤＣ電力供給を必要とする１つまたは複数の負荷（図示せず）にＤＣ電力を供給するように構成されている。第１および第２電気バス８６０、９４０が選択式に接続されることで、ＨＰスプール２６とＬＰスプール２８が負荷を共有することができるようにすることができる。
【００３１】
作動中、ガスタービンエンジン１０が始動され、ＨＰタービン２２がＨＰスプール２６を回転させ、ＬＰタービン２４がＬＰスプールを回転させる。付属変速機６４０が、回転するＨＰスプール２６によって駆動され、ＨＰスプール２６からの機械的動力が第１可変周波数始動発電機５６０に伝達される。第１可変周波数始動発電機５６０は、ＨＰスプール２６によって供給される機械的動力を電力に変換し、ＤＣ電力出力８００を生成する。速度範囲縮小組立体７４０が、回転するＬＰスプール２８によって駆動され、ＬＰスプール２８からの機械的動力が第２可変周波数発電機５８０に伝達される。第２可変周波数発電機５８０は、ＬＰスプール２８からの機械的動力を電力に変換し、ＤＣ電力出力８８０を生成する。電力出力８００、８８０は、ＤＣ電力供給を必要とする１つまたは複数の負荷（図示せず）にＤＣ電力を供給するように構成された電気バス８６０、９４０にそれぞれ提供することができる。電力を引き出す負荷のタイプによって、システム機構４００によって取り出されたＤＣ電力は、負荷によって使用される前に、さらに処理される場合もある。ＡＰＵ４４およびＥＰＳ４８のＤＣ電力出力５０、５２は、電気バス８６０、９４０に提供される場合もある。
【００３２】
左側および右側のエンジンシステム４２０、４４０、ＡＰＵ４６およびＥＰＳ４８は、必要に応じて航空機の様々な負荷にＤＣ電力を与えることができる。左側のエンジンシステム４２０、右側のエンジンシステム４４０、ＡＰＵ４６およびＥＰＳ４８の多様なＤＣ出力は、適切なスイッチと一体化されることで航空機への無瞬断切換（ＮＰＴ）を実現する。
【００３３】
図４は、速度範囲縮小組立体７４、７４０の概略図である。速度範囲縮小組立体７４、７４０は、従来式の定速駆動装置（ＣＳＤ）３００を備え、この装置は、継続的な可変伝達システムまたは油圧システムに基づくものであってよい。上記に述べたようにＣＳＤ３００は、ＬＰスプール２８の出力に結合されてよく、可変周波数発電機５６、５８、５６０、５８０と一体化される、あるいはそうでなければこれらの発電機と、制御装置７６に結合される場合もある。制御装置７６は、可変周波数発電機５６、５８、５６０、５８０からフィードバック信号３４を受信し、それらを特定のアルゴリズムの表形式のコマンド３６によって処理することで、ＣＳＤ３００の速度を変え、結果として可変周波数発電機５６、５８、５６０、５８０への入力を変えるように構成されている。
【００３４】
図５は、ＣＳＤ３００の出力速度が制御装置７６によってどのように測定されるかを概略的に示している。グラフＡは、高速で高い効率を有する可変周波数発電機の場合のＬＰスプール２８からの入力速度と、ＣＳＤ３００からの出力速度の例示的な関係を示す実験的に測定された曲線である。グラフＢは、低速で高い効率を有する可変周波数発電機の場合のＬＰスプール２８からの入力速度と、ＣＳＤ３００からの出力速度の例示的な関係を示す実験的に測定された曲線である。グラフＣは、可変周波数発電機に関するＬＰスプール２８からの入力速度と、ＣＳＤ３００からの出力速度の例示的な単に比例する関係を示す実験的に測定された曲線である。これらの曲線の実際の値は、特定の発電機の仕様を含めた多くの要因に左右され、それらの値は、実験により、ならびに／あるいは試験または仮想モデルによって測定することができる。ＬＰスプールの例示の速度範囲は、４：１または５：１であってよく、それらは２：１まで縮小することが可能であり、これは標準的なＶＦ発電機とほぼ近い例示的な範囲である。
【００３５】
作動中、制御装置７６は、所与の発電機に相関する曲線のアルゴリズムを適用することで、ＣＳＤ３００の出力の速度範囲を、これより高いＬＰスプール２８からの入力の速度範囲から縮小させる。ＬＰスプール２８が回転する際、制御装置７６は継続してＣＳＤ３００への入力から信号を受信し、ＣＳＤ３００の出力速度をアルゴリズムに基づいて入力速度にマップする。このアルゴリズムは、選択された曲線から引き出された表形式のコマンドを使用して制御装置７６によって実施することができる。理想的にはマッピング作業は最適化されることで、発電機を最も効率的に作動させることができる。
【００３６】
本明細書に開示されるシステム機構の一部の実施形態を実施する際に実現され得る１つの利点は、ＨＰスプールから動力を取り出すために容易に利用できるＤＣおよびＶＦ発電機を、ＬＰスプールによって作動させることで、ＬＰスプールから動力を引き出すために容易に利用できる発電機を別個に開発するのにかなりのコストを削減することができる点である。
【００３７】
この書面による記載は、本発明を開示することを目的とした最適な態様を含む例を利用しており、また任意の装置またはシステムを作製し利用すること、ならびに任意の組み込まれた方法を実行することを含め、当業者が本発明を実施することができるようにするものである。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義されており、当業者が思い付く他の例を含むことができる。このような他の例は、それらが特許請求の範囲の文字通りの言い回しと相違ない構造上の要素を含む場合、あるいはそれらが特許請求の範囲の文字通りの言い回しとわずかな相違点を有する等価な構造上の要素を含む場合、特許請求の範囲の範囲内にあることが意図されている。
【符号の説明】
【００３８】
１０  ガスタービンエンジン
１２  ファン部分
１４  ファン
１６  ＬＰ圧縮機
１８  ＨＰ圧縮機
２０  燃焼部分
２２  ＨＰタービン
２４  ＬＰタービン
２６  ＨＰスプール
２８  ＬＰスプール
３０  ＨＰＴロータ
３２  ブレード
３４  ブレードプラットフォーム
３６  ブレードの先端
３６  最適な速度マッピングのための表形式のコマンドのマトリクス
４０  電力システム機構
４２  左側のエンジンシステム
４４  右側のエンジンシステム
４６  補助動力ユニット（ＡＰＵ）
４８  外部電源（ＥＰＳ）
５０  ＤＣ出力（ＡＰＵ）
５２  ＤＣ出力（ＥＰＳ）
５４  ＡＰＵ始動機−発電機
５６  第１可変周波数始動発電機（ＨＰ）
５８  第２可変周波数発電機（ＬＰ）
６４  付属変速機
６６  ３相出力電力供給
６８  電力出力
７４  速度範囲縮小組立体、速度範囲縮小（ＳＲＲ）
７６  制御装置
７８  電力出力
８６  第１電気ＡＣバス
８８  ＤＣ電力出力
９０  ＡＣ電力
９２  ＤＣ電力出力
９４  第２電気ＡＣバス
９６  モータ−始動機制御装置
９８  電気ＤＣバス
３００  定速駆動装置（ＣＳＤ（ＣＶＴ式または油圧式））
４００  電力システム機構
４２０  左側のエンジンシステム
４４０  右側のエンジンシステム
５６０  第１単巻変圧器（ＡＴＵ）一体式発電機
５８０  第２ＡＴＵ一体式発電機
６００  発電部分
６２０  ＡＴＵ部分
６４０  付属変速機
６６０  電力供給
６８０  ９相電力出力
７００  発電部分
７２０  ＡＴＵ部分
７４０  速度範囲縮小組立体、速度範囲縮小（ＳＲＲ）
７６０  電力供給
７８０  ９相電力出力
８００  ＤＣ電力出力
８２０  第１整流器デバイス
８４０  第１フィルタ
８６０  第１電気ＤＣバス
８８０  ＤＣ電力出力
９００  第２整流器デバイス
９２０  第２フィルタ
９４０  第２電気ＤＣバス
９６０  モータ−始動機制御装置
グラフＡ  高速で高い効果を有するもの
グラフＢ  低速で高い効果を有するもの
グラフＣ  比例式
【図１】
2013185589.tif 000003
【図２】
2013185589.tif 000004
【図３】
2013185589.tif 000005
【図４】
2013185589.tif 000006
【図５】
2013185589.tif 000007