專利名稱：旋翼設(shè)備的電力供給和控制裝置及裝備有該裝置的飛行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)要求2010年5月觀日提交的法國(guó)專利申請(qǐng)第1002257號(hào)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容以參見(jiàn)的方式納入本文。本發(fā)明涉及用于旋翼設(shè)備的電力供給和控制裝置，并涉及裝備有此種裝置的飛行
ο因此，本發(fā)明屬于如下技術(shù)領(lǐng)域中，即電力供給和控制裝置，用于存在于旋翼上的設(shè)備，并具有從靜止參照系到旋轉(zhuǎn)參照系的通路。更具體地說(shuō)，該技術(shù)領(lǐng)域是用于對(duì)旋翼飛行器旋翼的除冰和防冰裝置的電力供給和控制裝置的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
已知一種具有交流電源(AC)發(fā)電機(jī)的第一裝置，該交流電源發(fā)電機(jī)連接于有時(shí)稱為“電力除冰”單元的電氣單元。該電氣單元具體設(shè)有整流器和序列發(fā)生器，用于以預(yù)定順序?qū)Χ鄠€(gè)電纜供電。此外，為了安全起見(jiàn)，該電氣單元是雙重設(shè)置的。發(fā)電機(jī)和電氣單元都安裝在靜止參照系中，即安裝在飛行器的機(jī)身中。因此，該第一裝置包括滑環(huán)，該滑環(huán)包括由電刷連接在一起的非旋轉(zhuǎn)部分和旋轉(zhuǎn)部件。借助示例，非旋轉(zhuǎn)部分具有已知為滑環(huán)的圓形電氣軌道，該滑環(huán)由來(lái)自電氣單元的電纜所供電，而旋轉(zhuǎn)部分具有沿每個(gè)滑環(huán)行進(jìn)的相應(yīng)電刷。旋轉(zhuǎn)部分然后以在電氣單元中所編制的順序?qū)γ總€(gè)槳葉的多個(gè)加熱墊進(jìn)行供電， 以在槳葉上進(jìn)行除冰或防止在槳葉上形成冰，且每個(gè)墊由電纜連接于滑環(huán)旋轉(zhuǎn)部分的電刷。尤其是因存在大量電纜和滑環(huán)的原因，組合有帶有滑環(huán)的電氣單元的第一裝置非常重。因此，該第一裝置能易于安裝在強(qiáng)有力的重型旋翼飛行器上。然而，將此種裝置安裝在中等重量的旋翼飛行器上可能減少的乘客數(shù)量，例如減少兩名乘客。此外，每個(gè)電刷和相對(duì)應(yīng)滑環(huán)之間的摩擦傾向于降低滑環(huán)的性能。要求拆卸該裝置的維護(hù)工作則需要相對(duì)頻繁地進(jìn)行。遺憾的是，有時(shí)難于接觸滑環(huán)，且需要使旋翼飛行器長(zhǎng)時(shí)間停飛，故維護(hù)成本會(huì)很高。 最后，應(yīng)注意到由于電氣單元安裝在飛行器機(jī)身中，因而電氣單元可能會(huì)干擾附近的電氣設(shè)備。此外，電氣單元具有無(wú)法忽略的龐大體積且因此是不利的。文獻(xiàn)US7602081具有設(shè)置在靜止參照系中的控制單元的第二裝置，該控制單元連接于滑環(huán)。那些滑環(huán)則經(jīng)由設(shè)置于旋轉(zhuǎn)參照系中的分配單元對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行供電?？刂茊卧?jiǎng)t產(chǎn)生經(jīng)由滑環(huán)傳輸至分配單元的電，滑環(huán)用作旋轉(zhuǎn)參照系和非旋轉(zhuǎn)參照系之間的分界面，且分配單元根據(jù)到達(dá)該分配單元的電信號(hào)對(duì)其所接收的電進(jìn)行轉(zhuǎn)換并對(duì)電氣設(shè)備供電。文獻(xiàn)US2006/0226292也使用具有電刷的滑環(huán)。
最后，文獻(xiàn)US5519275具有使信息能經(jīng)由載波電流傳輸?shù)男D(zhuǎn)電力變壓器。載波電流技術(shù)是較佳的。然而，數(shù)據(jù)傳輸率和所觀察到的干涉使該技術(shù)局限于有限的應(yīng)用。應(yīng)注意到，相同的技術(shù)適用于滑環(huán)。難于使例如來(lái)自溫度傳感器或冰傳感器的小功率信號(hào)能經(jīng)由滑環(huán)或載波電流輸送。應(yīng)注意到，現(xiàn)有技術(shù)還包括涉及用于機(jī)翼表面的模塊化除冰/防冰裝置的文獻(xiàn) US5572178 和文獻(xiàn) EP1541467。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一目的是提出較輕型的裝置，該裝置可克服上述局限，且不會(huì)干擾設(shè)置在機(jī)身中的設(shè)備并且無(wú)需大量維護(hù)。一方面，本發(fā)明試圖避免使用用于將電力輸送至旋翼上的設(shè)備并用于控制所述設(shè)備的滑環(huán)。根據(jù)本發(fā)明，用于旋翼的設(shè)備的電力供給和控制裝置具有在靜止參照系中、例如固定于旋翼飛行器機(jī)身的三相AC發(fā)電機(jī)。應(yīng)理解的是，發(fā)電機(jī)可以是用于其它目的的交流發(fā)電機(jī)，例如設(shè)有所述旋翼的旋翼飛行器的基本交流發(fā)電機(jī)。因此，該發(fā)電機(jī)并不需要僅僅專用于該電力供給和控制裝置。更具體地說(shuō)，該電力供給和控制裝置適合于為除冰或防冰類型的裝置供電，該除冰或防冰類型的裝置用于防止旋翼飛行器旋翼、具體是升力旋翼或抗扭旋翼的槳葉結(jié)冰。 而該電力供給和控制裝置還可用于將電力輸送至任何類型的設(shè)備，例如照明燈。該電力供給和控制裝置的特征在于，該裝置包括旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)變壓器，該變壓器具有靜止部分和旋轉(zhuǎn)部分，靜止部分電連接于發(fā)電機(jī)，而旋轉(zhuǎn)部分電連接于設(shè)置在旋轉(zhuǎn)參照系中的序列發(fā)生器，且該電力供給和控制裝置包括控制裝置，該控制裝置控制該序列發(fā)生器并位于靜止參照系中，且該控制裝置由非接觸型連接裝置連接于序列發(fā)生器，序列發(fā)生器適合于根據(jù)控制裝置的命令來(lái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行供電。因此，本發(fā)明將變壓器、序列發(fā)生器以及非接觸連接裝置結(jié)合起來(lái)。這些部件之間的協(xié)同作用例如用于取代上述第一裝置的電氣單元和滑環(huán)。因此，本發(fā)明的電力供給和控制裝置并不具有設(shè)置在旋翼飛行器機(jī)身中的、會(huì)干擾附近設(shè)備的電力單元，而是具有帶有靜止部分的變壓器，該靜止部分適合于固定于旋翼飛行器機(jī)身并與適合于固定于旋翼的旋轉(zhuǎn)部分協(xié)配。該變壓器將電力輸送至序列發(fā)生器，該序列發(fā)生器使所述電力在旋翼的設(shè)備的各個(gè)部分中共享。因此，序列發(fā)生器位于與旋翼相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)參照系中而非位于機(jī)身內(nèi)部。此外，本發(fā)明電力供給和控制裝置的組合包括例如非接觸型連接裝置、光學(xué)旋轉(zhuǎn)接頭或者超聲旋轉(zhuǎn)接頭或者甚至提供高頻連接的裝置，具體用于將命令傳輸至序列發(fā)生器?？赏ㄟ^(guò)非接觸型連接裝置例如響應(yīng)于至少一個(gè)設(shè)置在駕駛艙中的控制裝置而控制電力和控制命令經(jīng)由序列發(fā)生器的輸送。通常，序列發(fā)生器可具有處理器或等同裝置，該處理器或等同裝置具有在由控制裝置致動(dòng)時(shí)由該序列發(fā)生器所執(zhí)行的邏輯。如上所述，非接觸型連接裝置可用于將任何類型的信息既從機(jī)身輸送至旋翼又從旋翼輸送至機(jī)身，而不會(huì)降低性能。從維護(hù)角度來(lái)看，可使用無(wú)需復(fù)雜維護(hù)作業(yè)的部件。于是，此種電力供給和控制裝置的新穎組合提供多個(gè)協(xié)同工作的元件，以提供比現(xiàn)有裝置有益的替代。該電力供給和控制裝置還可包括一個(gè)或多個(gè)以下特征。例如，變壓器的靜止部分由旋轉(zhuǎn)部分所圍繞，由此明顯有利于接近變壓器的旋轉(zhuǎn)部分以進(jìn)行維護(hù)工作。靜止部分可選地包括變壓器的主要部件，而變壓器的次級(jí)部件設(shè)置在變壓器的旋轉(zhuǎn)部分上。此外，靜止部分可包括至少三個(gè)三相初級(jí)線圈，每個(gè)初級(jí)線圈由發(fā)電機(jī)供電，且這三個(gè)初級(jí)線圈構(gòu)成變壓器的主要部件。例如，三個(gè)電導(dǎo)體利用115伏特(V)的AC對(duì)變壓器的主要部件進(jìn)行供電。類似的是，旋轉(zhuǎn)部分可包括至少三個(gè)三相次級(jí)線圈，這三個(gè)次級(jí)線圈構(gòu)成變壓器的次級(jí)部件。為了安全起見(jiàn)，該系統(tǒng)例如通過(guò)提供兩組次級(jí)線圈可以是雙重的。因此此種系統(tǒng)是冗余的。在一變型中，旋轉(zhuǎn)部分包括至少一個(gè)PD3整流器類型的變電器，用于將直流電 (DC)輸送至序列發(fā)生器。具有索引號(hào)q的PD類型整流器包括一電路，該電路具有星形結(jié)構(gòu)的電源和與星形結(jié)構(gòu)電源一起呈“電橋”結(jié)構(gòu)的兩個(gè)開(kāi)關(guān)或整流器，而索引號(hào)q代表相位數(shù)?？蓞⒖荚撐墨I(xiàn)， 以獲得關(guān)于此種整流器的更詳細(xì)內(nèi)容。變電器可包括二極管或?qū)嶋H上是閘流晶體管，而閘流晶體管例如經(jīng)由非接觸型連接裝置所控制。 變壓器的旋轉(zhuǎn)部分具有面向非旋轉(zhuǎn)部分的內(nèi)圍并具有外圍，且PD3整流器類型的變電器打開(kāi)至外圍。因此，AC到DC的轉(zhuǎn)換在變壓器內(nèi)發(fā)生，且變電器包含在變壓器的旋轉(zhuǎn)部分中。例如，三個(gè)電導(dǎo)體則利用115V的AC對(duì)變壓器的主要部件進(jìn)行供電。兩個(gè)電導(dǎo)體可離開(kāi)變壓器、更確切的是變電器以利用270V的DC對(duì)序列發(fā)生器供電。此外，為了優(yōu)化尺寸，位于旋轉(zhuǎn)部分和靜止部分之間的非接觸連接裝置可以是共軸的。此外，非接觸型連接裝置可以是光學(xué)旋轉(zhuǎn)接頭，該光學(xué)旋轉(zhuǎn)接頭包括靜止部件和旋轉(zhuǎn)部件，靜止部件由光學(xué)纖維連接于控制裝置，而旋轉(zhuǎn)部件例如由光學(xué)纖維連接于序列發(fā)生器。此種光學(xué)旋轉(zhuǎn)接頭具體用于執(zhí)行多重技術(shù)，由此使電力供給和控制裝置在面對(duì)各種情況中更靈活，這是由于任何電氣系統(tǒng)可由多重控制來(lái)控制。與此相反，應(yīng)該想到一組帶有電刷的滑環(huán)和載波電流技術(shù)并不適用于任何類型的控制信號(hào)，這是由于例如會(huì)由電刷產(chǎn)生噪聲并且由于產(chǎn)生低水平的載波電流。在一變型中，光學(xué)旋轉(zhuǎn)接頭包括至少一個(gè)單向透鏡，且該單向透鏡有利于命令從靜止部件傳向旋轉(zhuǎn)部件。在另一變型中，并且根據(jù)需要，光學(xué)旋轉(zhuǎn)接頭包括至少一個(gè)雙向透鏡，該雙向透鏡有利于信號(hào)從靜止部件傳向旋轉(zhuǎn)部件和信號(hào)從旋轉(zhuǎn)部件傳向靜止部件，且該信號(hào)可以是例如來(lái)自傳感器的命令或?qū)嶋H信息。在另一形式中，非接觸型連接裝置包括超聲旋轉(zhuǎn)接頭。此種超聲旋轉(zhuǎn)接頭可包括靜止部件和旋轉(zhuǎn)部件，靜止部件根據(jù)其所接收的命令來(lái)發(fā)射超聲波，而旋轉(zhuǎn)部件接收所述超聲波。在另一變型中，非接觸型連接裝置包括第一天線和第二天線，第一天線連接于控制裝置，而第二天線連接于序列發(fā)生器。第一天線和第二天線彼此協(xié)配，且第一天線可選地能夠?qū)⑿盘?hào)傳輸至第二天線和/或經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)部件接收來(lái)自靜止參照系中第二天線的信號(hào)，而第二天線可選地能夠?qū)⑿盘?hào)傳輸至第一天線和/或接收來(lái)自旋轉(zhuǎn)參照系中第一天線的信號(hào)。除了電力供給和控制裝置以外，本發(fā)明還提供設(shè)有此種裝置的飛行器。通常，本發(fā)明的飛行器設(shè)有由旋翼桅桿驅(qū)動(dòng)的旋翼，該旋翼桅桿由設(shè)置在飛行器機(jī)身內(nèi)部的動(dòng)力齒輪箱所驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，且該旋翼具有電氣設(shè)備的至少一部分。當(dāng)飛行器是旋轉(zhuǎn)機(jī)翼飛行器時(shí)，所述旋翼可以是所述旋轉(zhuǎn)機(jī)翼的元件或者可以是抗扭旋翼。如果飛行器設(shè)有至少一個(gè)螺旋槳，則所述旋翼是所述螺旋槳的元件。飛行器的具體特征在于，該飛行器包括用于旋翼的設(shè)備的電力供給和控制裝置， 該電力供給和控制裝置具有設(shè)置在機(jī)身中的三相AC發(fā)電機(jī)，且該電力供給和控制裝置具有旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)變壓器，該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)變壓器設(shè)有連接于機(jī)身的靜止部分和約束成與旋翼一起旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部分，該靜止部分連接于發(fā)電機(jī)，而旋轉(zhuǎn)部分連接于約束成與旋翼一起旋轉(zhuǎn)的序列發(fā)生器，并且該電力供給和控制裝置包括控制裝置，該控制裝置設(shè)置在機(jī)身中并經(jīng)由非接觸型連接裝置連接于序列發(fā)生器，該序列發(fā)生器根據(jù)控制裝置的命令來(lái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行供 H1^ οAC發(fā)電機(jī)可以是傳統(tǒng)的、還用于其它目的的飛行器交流發(fā)電機(jī)，且發(fā)電機(jī)可由所述動(dòng)力齒輪箱所驅(qū)動(dòng)。此外，飛行器可包括電力供給裝置的一個(gè)或多個(gè)上述特征，或者實(shí)際上包括一個(gè)或多個(gè)以下特征。例如，變壓器的靜止部分包括在旋翼桅桿內(nèi)部的緊固軸，該緊固軸用于例如直接地或者經(jīng)由動(dòng)力齒輪箱固定于機(jī)身，而旋轉(zhuǎn)部分和序列發(fā)生器固定于旋翼。此外，由電力供給和控制裝置所供電的設(shè)備例如包括至少一個(gè)諸如防冰或除冰裝置之類用于防止結(jié)冰的裝置。


從下面參照附圖以說(shuō)明方式給出的實(shí)施例描述中，將更詳細(xì)地呈現(xiàn)本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，在附圖中圖1是說(shuō)明本發(fā)明的視圖；圖2是本發(fā)明飛行器的示意剖視圖；圖3是變壓器的剖視圖；圖4是變壓器的一種形式變電器的電路圖；以及圖5是具有兩個(gè)次級(jí)部件和兩個(gè)變電器的變壓器的視圖。在一幅以上附圖中出現(xiàn)的元件在各幅圖中采用相同的附圖標(biāo)記。
具體實(shí)施例方式圖1以示意方式示出本發(fā)明的飛行器1。飛行器1包括機(jī)身3和旋翼5，例如抗扭旋翼或旋翼飛行器的旋轉(zhuǎn)機(jī)翼2的旋翼， 或者實(shí)際上是飛行器的螺旋槳。靜止參照系與機(jī)身3相關(guān)聯(lián)，而與此相反旋轉(zhuǎn)參照系與旋翼5相關(guān)聯(lián)，且旋轉(zhuǎn)參照系相對(duì)于靜止參照系繞旋翼5的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。機(jī)身3的靜止元件則被稱為“靜止的”，而與此相反地，與旋翼5 —起相對(duì)于機(jī)身3 旋轉(zhuǎn)的元件被稱為“旋轉(zhuǎn)的”。本發(fā)明提供用于對(duì)固定于旋翼5的設(shè)備9進(jìn)行供電和控制的裝置10。借助示例， 對(duì)于具有三個(gè)槳葉的旋翼來(lái)說(shuō)，設(shè)備9可包括用于第一槳葉的第一加熱墊9'、用于第二槳葉的第二加熱墊9"以及用于第三槳葉的第三加熱墊9'“，這些加熱墊用于對(duì)槳葉進(jìn)行除冰或者防止在這些槳葉上形成冰?？墒褂闷渌糜诔蚍辣难b置。該電力供給和控制裝置10包括發(fā)電機(jī)20，具體用于產(chǎn)生115V和400赫茲(Hz)的三相AC。該發(fā)電機(jī)20位于機(jī)身3中，從而發(fā)電機(jī)20是靜止的并且并不與旋翼5 —起旋轉(zhuǎn)。發(fā)電機(jī)20電連接于旋轉(zhuǎn)饋送變壓器30，用于從靜止參照系過(guò)渡至旋轉(zhuǎn)參照系。變壓器包括連接于機(jī)身3的靜止部分31和約束成與旋翼5旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部分32。應(yīng)注意到，旋轉(zhuǎn)部分32可包括具有PD3整流器類型的變電器45，用于將來(lái)自發(fā)電機(jī)20的AC轉(zhuǎn)換成DC。旋轉(zhuǎn)部分則連接于序列發(fā)生器50。該序列發(fā)生器例如以預(yù)定順序?qū)﹄姎庠O(shè)備9進(jìn)行供電。當(dāng)電氣設(shè)備9包括多個(gè)加熱墊9'、9"、9'“時(shí)，序列發(fā)生器能例如以預(yù)先建立的順序和頻率、或者實(shí)際上根據(jù)諸如到達(dá)該序列發(fā)生器的來(lái)自溫度傳感器或冰傳感器的信息之類的信息對(duì)所述加熱墊進(jìn)行供電。可理解的是，序列發(fā)生器可以是特別簡(jiǎn)單的電氣設(shè)備，或者實(shí)際上可包括處理器或其等同裝置以對(duì)設(shè)備9進(jìn)行供電和控制。此外，該電力供給和控制裝置10設(shè)有用于命令序列發(fā)生器將電輸送給設(shè)備9的特定部分的控制裝置51?？刂蒲b置51位于靜止參照系中，即固定于機(jī)身3而非旋翼5?？刂蒲b置51可包括電氣開(kāi)關(guān)，以用于打開(kāi)和關(guān)閉設(shè)備9。因此，控制裝置需要能將命令傳輸給序列發(fā)生器50。在這些情形下，該電力供給和控制裝置10具有非接觸型連接裝置200，該非接觸型連接裝置200使所述命令能從與機(jī)身相關(guān)聯(lián)的靜止參照系通至與旋翼相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)參照系，而不會(huì)使所傳送信息劣化，并且還可使信號(hào)從旋轉(zhuǎn)參照系行進(jìn)至靜止參照系。與變壓器類似，非接觸型連接裝置包括靜止部件62和旋轉(zhuǎn)部件63，靜止部件連接于機(jī)身3并且與控制裝置51通信，而旋轉(zhuǎn)部件63約束成與旋翼5旋轉(zhuǎn)并且與序列發(fā)生器 50通信。在一較佳實(shí)施例中，非接觸型連接裝置200是光學(xué)旋轉(zhuǎn)接頭60，靜止部件62經(jīng)由光學(xué)纖維與控制裝置51通信，而旋轉(zhuǎn)部件63經(jīng)由另一光學(xué)纖維例如與序列發(fā)生器通信。光學(xué)旋轉(zhuǎn)接頭60在靜止部件62和旋轉(zhuǎn)部件63之間還可包括至少一個(gè)透鏡64。在一變型中，透鏡是單向透鏡，有利于信息從靜止部件62朝旋轉(zhuǎn)部件63的輸送。在另一變型中，透鏡是雙向透鏡，有利于信息從靜止部件62朝旋轉(zhuǎn)部件63的輸送，并且還有利于從旋轉(zhuǎn)部件63到靜止部件62的輸送。在另一形式中，非接觸型連接裝置200包括使用超聲的旋轉(zhuǎn)接頭。借助示例，控制裝置經(jīng)由超聲波與靜止部件62通信，靜止部件經(jīng)由超聲波與旋轉(zhuǎn)部件63通信，最后旋轉(zhuǎn)部件經(jīng)由超聲波與序列發(fā)生器通信。在另一形式中，靜止部件62是第一傳輸和/或接收天線，而旋轉(zhuǎn)部件是以高頻與第一天線進(jìn)行通信的第二接收和/或傳輸天線。圖2是飛行器1的剖視圖，示出電力供給和控制裝置10的變型構(gòu)造。飛行器1包括動(dòng)力設(shè)備8，該動(dòng)力設(shè)備驅(qū)動(dòng)動(dòng)力齒輪箱7并最終驅(qū)動(dòng)通常稱為“旋翼桅桿”的桅桿6。并未示出動(dòng)力齒輪箱的裝置以避免使圖2過(guò)分擁擠。桅桿6則固定于旋翼5、例如直升飛機(jī)的主升力旋翼的轂100，利用轂來(lái)驅(qū)動(dòng)多個(gè)槳葉8’。此外，旋翼然后包括設(shè)備9的至少一部分，例如包括諸如防冰或除冰類型裝置之類用于防止結(jié)冰的裝置9'、9"。這些用于防止結(jié)冰的裝置可以是主動(dòng)的，例如考慮溫度調(diào)節(jié)參數(shù)，或者這些裝置可以是被動(dòng)的。在經(jīng)由動(dòng)力齒輪箱7所輸送的來(lái)自動(dòng)力設(shè)備的驅(qū)動(dòng)下，桅桿6驅(qū)動(dòng)固定于旋翼5 的元件繞旋轉(zhuǎn)軸線AX旋轉(zhuǎn)。飛行器則具有用于對(duì)設(shè)備9進(jìn)行供電或甚至控制的裝置10。發(fā)電機(jī)20和控制裝置51設(shè)置在機(jī)身3內(nèi)。在這些情形下，電力供給和控制裝置 10具有電力變壓器30和非接觸型連接裝置200，該電力變壓器30和非接觸型連接裝置200 分別用于將發(fā)電機(jī)20和控制裝置51連接于序列發(fā)生器50。電力變壓器30具有連接于機(jī)身3的靜止部分31。例如，靜止部分包括用于傳輸電能的主動(dòng)部分31'和將所述主動(dòng)部分固定于機(jī)身3的緊固軸31"。緊固軸通過(guò)桅桿6內(nèi)部，從而例如如圖3所示地直接固定于機(jī)身3或者經(jīng)由動(dòng)力齒輪箱7間接地固定于機(jī)身3。類似的是，緊固軸31"通過(guò)轂，使得用于輸送電能的主動(dòng)部分31'位于轂100的上方。電力變壓器30在轂上方還包括旋轉(zhuǎn)部分32，該旋轉(zhuǎn)部分仍固定于轂100，以與旋翼5 —起繞旋轉(zhuǎn)軸線AX旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)部分32則圍繞靜止部分31，且更具體地說(shuō)圍繞靜止部分構(gòu)成變壓器主要部件的主動(dòng)部分31'。旋轉(zhuǎn)部分還安裝有與序列發(fā)生器50通信的變電器45。變電器45藉由傳統(tǒng)裝置固定于變壓器的旋轉(zhuǎn)部分32，然后該旋轉(zhuǎn)部分用作變壓器30和變電器的次級(jí)部件。該序列發(fā)生器50則連接于設(shè)備9，例如連接于所述設(shè)備9的裝置9'、9"以防止結(jié)冰。此外，非接觸型連接裝置包括呈固定于機(jī)身3的靜止部件62形式的旋轉(zhuǎn)接頭60， 靜止部件62面向旋轉(zhuǎn)接頭60的旋轉(zhuǎn)部件63，例如固定于序列發(fā)生器50中心、以約束成與旋翼5 —起繞旋轉(zhuǎn)軸線AX旋轉(zhuǎn)的部件。在一種形式中，旋轉(zhuǎn)接頭是光學(xué)旋轉(zhuǎn)接頭。包括至少一個(gè)單向或雙向透鏡64的組件則可設(shè)置在靜止部件62和旋轉(zhuǎn)部件63之間。
不管實(shí)施例如何，旋轉(zhuǎn)接頭60、電力變壓器的旋轉(zhuǎn)部件32以及所述靜止部件31位于相同軸線上。圖3是本發(fā)明電力變壓器30的示意剖視圖。靜止部分31代表變壓器30的主要部件。在這些情形下，靜止部分具有三個(gè)初級(jí)線圈33、34和35，這些線圈在幾何上以120度的角度彼此相位偏移。這三個(gè)初級(jí)線圈33、34和35經(jīng)由三個(gè)相應(yīng)電導(dǎo)體連接于輸送傳統(tǒng)三相供電的變電器20 ο這三個(gè)初級(jí)線圈則產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與變壓器的次級(jí)部件、即旋轉(zhuǎn)部分 32協(xié)配。只要適當(dāng)?shù)剡B接有變量線圈，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以與相頻與旋翼旋轉(zhuǎn)頻率之和相等的旋轉(zhuǎn)頻率掃過(guò)次級(jí)部件。然后，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)有利地沿與旋翼5相反的方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以使其旋轉(zhuǎn)頻率最大。例如，如果相的角頻率是115Hz，且如果旋翼以5Hz的頻率旋轉(zhuǎn)，則通過(guò)次級(jí)部件匝數(shù)的磁場(chǎng)與120Hz頻率相對(duì)應(yīng)。應(yīng)注意到，旋翼在速度上可有少許變化。AC轉(zhuǎn)換成DC以避免將變頻傳輸至序列發(fā)生器，而此種變頻會(huì)損壞序列發(fā)生器和各種相關(guān)電路。此外，次級(jí)部件具有至少一組三個(gè)三相次級(jí)線圈36、37和38，這三個(gè)三相次級(jí)線圈圍繞面向靜止部分31的旋轉(zhuǎn)部分內(nèi)圍41設(shè)置，且氣隙使次級(jí)線圈36、37和38與初級(jí)線圈33、；34和35隔開(kāi)。內(nèi)圍還可包括磁路39。此外，旋轉(zhuǎn)部分32包括具有PD3類型整流器的變電器，該變電器引至旋轉(zhuǎn)部分外圍42以易于接近，由此有利于任何必要的維護(hù)。為了安全原因，該整流器還可是雙重的，由此有利地提供冗余度。圖4是示出此種具有PD3整流器類型的變電器45的電路圖。每個(gè)次級(jí)線圈36、37和38的接線端連接于PD3整流器類型的變電器45，該變電器 45通常包括二極管或間流晶體管46。最后，變電器45由電導(dǎo)體連接于序列發(fā)生器50。應(yīng)注意到，可提供兩組三個(gè)次級(jí)線圈來(lái)作為安全措施。在圖5所示的方案中，以星形結(jié)構(gòu)連接第一組線圈300，而以三角結(jié)構(gòu)連接第二組線圈400，以優(yōu)化向DC的變換，且每組線圈與相應(yīng)的變電器45協(xié)配。當(dāng)然，本發(fā)明在其實(shí)施方式方面可有許多變型。盡管描述了若干實(shí)施例，但是容易理解，不可能窮舉地給出所有可能實(shí)施例。當(dāng)然可設(shè)想在本發(fā)明范圍內(nèi)還可用等同裝置來(lái)替換所述裝置中的任一個(gè)。
權(quán)利要求
1.一種用于旋翼( 的設(shè)備(9)的電力供給和控制裝置(10)，所述電力供給和控制裝置(10)具有在靜止參照系中的三相AC發(fā)電機(jī)(20)，其中，所述電力供給和控制裝置(10) 包括旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)變壓器(30)，所述旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)變壓器具有靜止部分(31)和旋轉(zhuǎn)部分(32)，所述靜止部分(31)電連接于所述發(fā)電機(jī)(20)，而所述旋轉(zhuǎn)部分(3 電連接于設(shè)置在旋轉(zhuǎn)參照系中的序列發(fā)生器(50)，且所述電力供給和控制裝置(10)包括控制裝置(51)，所述控制裝置用于控制所述序列發(fā)生器(50)并位于所述靜止參照系中，并且所述控制裝置(51)由非接觸型連接裝置(200)連接于所述序列發(fā)生器(50)，所述序列發(fā)生器(50)適合于根據(jù)所述控制裝置(51)的命令來(lái)對(duì)所述設(shè)備(9)進(jìn)行供電。
2.如權(quán)利要求1所述的電力供給和控制裝置，其特征在于，所述靜止部分(31)由所述旋轉(zhuǎn)部分(3 所圍繞。
3.如權(quán)利要求1所述的電力供給和控制裝置，其特征在于，所述靜止部分(31)具有三個(gè)三相初級(jí)線圈(33、34、35)，而所述旋轉(zhuǎn)部分(3 具有三個(gè)三相次級(jí)線圈(36、37、38)。
4.如權(quán)利要求1所述的電力供給和控制裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)部分(3 包括至少一個(gè)PD3整流器類型的變電器0 ，以將DC輸送至所述序列發(fā)生器(50)。
5.如權(quán)利要求4所述的電力供給和控制裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)部分(32)具有面向所述靜止部分(31)的內(nèi)圍Gl)并具有外圍(42)，且所述變電器0 引至所述外圍 02)。
6.如權(quán)利要求1所述的電力供給和控制裝置，其特征在于，所述非接觸型連接裝置 000)、所述旋轉(zhuǎn)部分(3 以及所述靜止部分(31)位于相同軸線上。
7.如權(quán)利要求1所述的電力供給和控制裝置，其特征在于，所述非接觸型連接裝置 (200)是光學(xué)旋轉(zhuǎn)接頭(60)，所述光學(xué)旋轉(zhuǎn)接頭包括由光學(xué)纖維(6 連接于所述控制裝置 (51)的靜止部件(6 和連接于所述序列發(fā)生器(50)的旋轉(zhuǎn)部件(63)。
8.如權(quán)利要求7所述的電力供給和控制裝置，其特征在于，所述光學(xué)旋轉(zhuǎn)接頭(60)包括至少一個(gè)單向透鏡(64)，且所述單向透鏡有利于命令從所述靜止部件(6 傳向所述旋轉(zhuǎn)部件(63)。
9.如權(quán)利要求7所述的電力供給和控制裝置，其特征在于，所述光學(xué)旋轉(zhuǎn)接頭(60)包括至少一個(gè)雙向透鏡(64)，且所述雙向透鏡有利于信號(hào)從所述靜止部件(6 傳向所述旋轉(zhuǎn)部件(6 以及從所述旋轉(zhuǎn)部件(6 傳向所述靜止部件(62)。
10.如權(quán)利要求1所述的電力供給和控制裝置，其特征在于，所述非接觸型連接裝置 (200)是超聲旋轉(zhuǎn)接頭。
11.如權(quán)利要求1所述的電力供給和控制裝置，其特征在于，所述非接觸型連接裝置 (200)包括第一天線和第二天線，所述第一天線連接于所述控制裝置(51)，而所述第二天線連接于所述序列發(fā)生器。
12.—種設(shè)有由旋翼桅桿(6)驅(qū)動(dòng)的旋翼(5)的飛行器(1)，所述旋翼桅桿(6)由位于所述飛行器(1)的機(jī)身C3)內(nèi)部的動(dòng)力齒輪箱(7)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，且所述旋翼( 包括至少一部分電力設(shè)備(9)，其中所述飛行器包括如權(quán)利要求1所述的用于所述旋翼(5)的設(shè)備(9)的電力供給和控制裝置(10)，所述電力供給和控制裝置(10)具有設(shè)置在所述機(jī)身C3)中的三相AC發(fā)電機(jī)(20)，且所述電力供給和控制裝置(10)具有旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)變壓器(30)，所述旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)變壓器設(shè)有連接于所述機(jī)身(3)的靜止部分(31)和約束成與所述旋翼( 一起旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部分(32)，所述靜止部分(31)連接于所述發(fā)電機(jī)(20)，而所述旋轉(zhuǎn)部分(3 連接于約束成與所述旋翼(5) —起旋轉(zhuǎn)的序列發(fā)生器(50)，并且所述電力供給和控制裝置(10) 包括控制裝置(51)，所述控制裝置設(shè)置在所述機(jī)身(3)中并經(jīng)由非接觸型連接裝置(200) 連接于所述序列發(fā)生器(50)，所述序列發(fā)生器(50)根據(jù)所述控制裝置(51)的命令來(lái)對(duì)所述設(shè)備(9)進(jìn)行供電。
13.如權(quán)利要求12所述的飛行器，其特征在于，所述靜止部分(31)在所述桅桿(6)內(nèi)部包括緊固軸(31")用以固定于所述機(jī)身(3)，而所述旋轉(zhuǎn)部分(3 和所述序列發(fā)生器 (50)固定于所述旋翼(5)。
14.如權(quán)利要求12所述的飛行器，其特征在于，所述設(shè)備(9)包括至少一個(gè)適合于防止結(jié)冰的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于旋翼(5)的設(shè)備(9)的電力供給和控制裝置(10)，該裝置具有在靜止參照系中的三相AC發(fā)電機(jī)(20)。該電力供給和控制裝置(10)包括旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)變壓器(30)，該變壓器具有靜止部分(31)和旋轉(zhuǎn)部分(32)，靜止部分連接于所述發(fā)電機(jī)(20)，而旋轉(zhuǎn)部分(32)連接于設(shè)置在旋轉(zhuǎn)參照系中的序列發(fā)生器(50)，且所述裝置包括控制裝置(51)，該控制裝置控制該序列發(fā)生器(50)并位于所述靜止參照系中，且該控制裝置由無(wú)觸連接裝置(200)連接于序列發(fā)生器(50)，所述序列發(fā)生器(50)適合于根據(jù)所述控制裝置(51)的命令來(lái)對(duì)所述設(shè)備(9)進(jìn)行供電。
文檔編號(hào)H01F38/18GK102263442SQ201110150710
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者C·查克, N·伊姆博特 申請(qǐng)人:尤洛考普特公司