СТАРТЕР-ГЕНЕРАТОР ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ И СПОСОБ ЕГО УПРАВЛЕНИЯ

1. Стартер-генератор газотурбинного двигателя, содержащий:
- главную электрическую машину (20), выполненную с возможностью работы в режиме синхронного электрического генератора после запуска газотурбинного двигателя и с возможностью работы в режиме электрического двигателя во время фазы запуска газотурбинного двигателя, при этом главная электрическая машина содержит статор со статорными обмотками (24a, 24b, 24c) и ротор с роторной индукционной катушкой (22) и демпфирующими стержнями (222), образующими клетку, будучи электрически соединенными друг другом своими концами,
- блок (30) возбуждения, содержащий статорную индукционную катушку (34) и ротор с роторными обмотками (32a, 32b, 32c), соединенными с роторной индукционной катушкой главной электрической машины через вращающийся выпрямитель (36), при этом роторы главной электрической машины и блока возбуждения установлены на общем валу (12), предназначенном для механического соединения с валом газотурбинного двигателя,
- блок (50) регулирования генератора, соединенный со статорной индукционной катушкой блока возбуждения для подачи постоянного тока на статорную индукционную катушку блока возбуждения, когда главная электрическая машина работает в режиме синхронного электрического генератора, и
- блок (60) регулирования стартера, соединенный со статорными обмотками главной электрической машины через контактор (64) запуска для подачи переменного тока на статорные обмотки главной электрической машины, когда она работает в режиме электрического двигателя;
:
отличающийся тем, что
- блок (60) регулирования стартера содержит первую схему-регулятор (608) запуска в режиме асинхронного двигателя, вторую схему-регулятор (610) запуска в режиме синхронного двигателя, инвертор (602) для подачи переменного тока на статорные обмотки главной электрической машины через контактор запуска (64), переключатель (606) режима двигателя для управления инвертором (602) через первую или вторую схему-регулятор запуска, и схему (600) управления переключателем (606) режима двигателя и контактором запуска (64), и блок (600) управления, получающий информацию о скорости вращения вала (12), выполненный с возможностью: запирания контактора (64) запуска в ответ на команду запуска; начала запуска газотурбинного двигателя главной эклектической машиной (20), работающей в режиме асинхронного электродвигателя с помощью схемы-регулятора (608) для запуска в асинхронном режиме; продолжения запуска с помощью главной электрической машины (20), работающей в режиме синхронного электродвигателя с помощью схемы регулятора (610) для запуска в синхронном режиме, причем переход от режима асинхронного двигателя к режиму синхронного двигателя производится, когда скорость вращения вала превышает заранее определенный порог; и открывания контактора (64) запуска после запуска и поджига газотурбинного двигателя, с возможностью обеспечения функционирования главной электрической машины (20) в режиме синхронного электродвигателя;
- клетка, образованная демпфирующими стержнями (222), выполнена с возможностью обеспечения запуска в режиме асинхронного двигателя без участия роторной индукционной катушки главной электрической машины в создании момента запуска, в режиме короткого замыкания.
2. Стартер-генератор по п.1, отличающийся тем, что демпфирующие стержни (222) распределены по существу равномерно в угловом направлении, при этом угловой шаг Р между двумя соседними демпфирующими стержнями рассчитан таким образом, чтобы 0,8Pm<P<1,2Pm, где Pm является средним значением углового шага в системе демпфирующих стержней.
3. Стартер-генератор по п.1, отличающийся тем, что содержит датчик (14) углового положения, соединенный с второй схемой-регулятором (610) запуска для передачи в нее информации об угловом положении ротора главной электрической машины.
4. Стартер-генератор по п.1, отличающийся тем, что каждая схема-регулятор (608, 610) запуска соединена с датчиками (620a, 620b, 620c), выдающими данные, характеризующие значения силы тока в статорных обмотках главной электрической машины, и каждая схема-регулятор запуска содержит вычислительный блок для оценки получаемого реального момента запуска на основании данных, характеризующих значения силы тока в статорных обмотках, и для формирования сигналов управления инвертором (602) с целью автоматического регулирования реального момента запуска по записанному в памяти заданному значению момента.
5. Стартер-генератор по п.4, отличающийся тем, что блок (60) регулирования запуска соединен с датчиком (14), выдающим информацию о скорости вращения вала, и содержит цепь для передачи в первую и вторую схемы-регуляторы (608, 610) запуска заданного значения момента на основании заранее записанного в память профиля изменения момента запуска в зависимости от скорости вращения вала.
6. Газотурбинный двигатель, оборудованный стартером-генератором по любому из пп.1-5.
7. Способ управления стартером-генератором газотурбинного двигателя во время фазы запуска газотурбинного двигателя, при этом стартер-генератор содержит: главную электрическую машину, содержащую статор со статорными обмотками и ротор с роторной индукционной катушкой и демпфирующими стержнями (222), образующими клетку и соединенные электрически друг с другом своими концами, и блок (30) возбуждения, содержащий статорную индукционную катушку и ротор с роторными обмотками, соединенными с роторной индукционной катушкой главной электрической машины через вращающийся выпрямитель (36), при этом роторы главной электрической машины и блока возбуждения установлены на общем валу (12), механически связанном с валом газотурбинного двигателя;
:
отличающийся тем, что
- первоначально газотурбинный двигатель не работает, главную электрическую машину (20) переводят в режим асинхронного двигателя посредством подачи переменного тока в статорные обмотки главной электрической машины, при этом при помощи демпфирующих стержней (222) создают момент запуска без участия роторной индукционной катушки электрической машины в создании момента запуска путем короткого замыкания;
- главную электрическую машину (20) переводят, затем, в режим синхронного двигателя посредством подачи переменного тока в статорные обмотки главной электрической машины с одновременным питанием роторной индукционной катушки главной электрической машины постоянным током посредством подачи постоянного тока в статорную индукционную катушку блока (30) возбуждения, причем
команду на переход от первого этапа к второму этапу фазы запуска подают, когда скорость вращения вала достигает заранее определенного значения после чего, как только газотурбинный двигатель запущен и подожжен главная электрическая машина (20) работает в режиме синхронного электрического двигателя и прекращают подачу переменного тока на статорные обмотки главной электрической машины.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что используют главную электрическую машину, в которой демпфирующие стержни по существу равномерно распределены в угловом направлении с таким угловым шагом Р между двумя соседними демпфирующими стержнями, при котором 0,8Pm<P<1,2Pm, где Pm является средним значением углового шага в системе демпфирующих стержней.
9. Способ по любому из пп.7 или 8, отличающийся тем, что во время фазы запуска стартером-генератором управляют таким образом, чтобы он автоматически регулировал момент, создаваемый главной электрической машиной, по заранее определенному заданному значению в зависимости от скорости вращения вала.