电机的制作方法

1.本主题大体上涉及一种电机，其具有使电机能够从完全地启用的模式调制的一个或多个特征。


背景技术：

2.典型的飞行器推进系统包括一个或多个燃气涡轮发动机。对于某些推进系统，燃气涡轮发动机大体上包括布置成与彼此处于流动连通的风扇和核心。另外，燃气涡轮发动机的核心大体上在风扇的下游按串行流顺序包括压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段以及排气区段。在操作中，空气从风扇提供到压缩机区段的入口，在压缩机区段中，一个或多个轴向压缩机渐进地压缩空气，直到该空气到达燃烧区段为止。燃料与压缩空气混合，并且在燃烧区段内被焚烧，以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段被导引至涡轮区段。通过涡轮区段的燃烧气体流驱动涡轮区段，并且然后被导引通过排气区段，例如，被导引至大气。
3.对于某些飞行器推进系统和将这样的飞行器推进系统并入的飞行器，对于推进系统而可为有益的是，包括用以例如针对飞行器和/或燃气涡轮发动机的各种附属系统、针对电力推进装置或混合电力推进装置等等而生成电功率的电机。关于永磁体电机的一个问题是，万一在故障状况的时候，诸如定子线圈内的短路，转子的持续旋转通过这样的故障持续生成磁通量/电流，从而有可能造成高温。在电机连接至飞行器推进系统的整体部分(诸如，主燃气涡轮发动机)时，关闭燃气涡轮发动机以防止电机的转子的旋转可能是不切实际的。
4.因此，具有能够解决这些问题中的一个或多个的电机的用于飞行器的推进系统将是有用的。


技术实现要素：

5.本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或从描述中可为显而易见的，或可通过实践本发明而了解。
6.在本公开的一个实施例中，提供了一种电机。该电机限定中心线并且包括：定子组件；转子组件，其可相对于定子组件而围绕中心线旋转；以及致动器，其联接到转子组件、定子组件或两者，以便使转子组件、定子组件或两者沿着中心线在第一位置与第二位置之间移动，转子组件定位成在位于第一位置中时比在位于第二位置中时更靠近定子组件。
7.参考以下描述和所附权利要求书，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。并入本说明书中并构成其部分的附图图示了本发明的实施例，并与描述一起用来解释本发明的原理。
8.技术方案1. 一种电机，其限定中心线并且包括：定子组件；转子组件，其可相对于所述定子组件围绕所述中心线旋转；以及致动器，其联接到所述转子组件、所述定子组件或两者，以便使所述转子组件、所述定子组件或两者在第一位置与第二位置之间移动，所述转子组件定位成在位于所述第一
位置中时比在位于所述第二位置中时更靠近所述定子组件。
9.技术方案2. 根据任意前述技术方案所述的电机，其特征在于，所述第一位置是接合位置，并且其中，所述第二位置是脱离位置。
10.技术方案3. 根据任意前述技术方案所述的电机，其特征在于，所述转子组件和所述定子组件一起限定空气间隙，并且其中，所述空气间隙限定大于零度并且小于90度的相对于所述中心线的角。
11.技术方案4. 根据任意前述技术方案所述的电机，其特征在于，相对于所述中心线的由所述空气间隙限定的所述角大于10度并且小于45度。
12.技术方案5. 根据任意前述技术方案所述的电机，其特征在于，所述空气间隙在所述转子组件位于所述第一位置中时等于第一值，并且在所述转子组件位于所述第二位置中时等于第二值，并且其中，所述第二值是所述第一值的至少两倍，并且是所述第一值的高达200倍。
13.技术方案6. 根据任意前述技术方案所述的电机，其特征在于，所述致动器构造成使所述转子组件沿着所述电机的所述中心线在所述第一位置与所述第二位置之间移动一距离，其中，所述距离大于0.5英寸并且小于10英寸。
14.技术方案7. 根据任意前述技术方案所述的电机，其特征在于，所述距离大于1英寸并且小于5英寸。
15.技术方案8. 根据任意前述技术方案所述的电机，其特征在于，所述电机进一步包括：控制器，其可与所述致动器一起操作，其中，所述控制器配置成响应于接收指示所述电机内的故障的数据使所述转子组件从所述第一位置移动到所述第二位置。
16.技术方案9. 根据任意前述技术方案所述的电机，其特征在于，所述致动器进一步构造成使所述转子组件沿着所述中心线移动到位于所述第一位置与所述第二位置之间的部分功率位置。
17.技术方案10. 根据任意前述技术方案所述的电机，其特征在于，所述致动器联接到所述转子组件，以便使所述转子组件相对于所述定子组件移动。
18.技术方案11. 根据任意前述技术方案所述的电机，其特征在于，所述致动器使所述转子组件、所述定子组件或两者沿着所述中心线在所述第一位置与所述第二位置之间移动。
19.技术方案12. 一种燃气涡轮发动机，其限定发动机中心线并且包括：涡轮机，其包括构造成围绕所述中心线旋转的旋转组件；以及电机，其限定电机中心线，所述电机包括：定子组件；转子组件，其可与所述涡轮机的所述旋转组件一起相对于所述定子组件围绕所述电机中心线旋转；以及致动器，其联接到所述转子组件、所述定子组件或两者，以便使所述转子组件、所述定子组件或两者沿着所述电机中心线在第一位置与第二位置之间移动，所述转子组件定位成在位于所述第一位置中时比在位于所述第二位置中时更靠近所述定子组件。
20.技术方案13. 根据任意前述技术方案所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述
转子组件和定子组件一起在其间限定空气间隙，所述空气间隙限定大于零度并且小于90度的相对于所述电机中心线的角。
21.技术方案14. 根据任意前述技术方案所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述涡轮机包括涡轮，其中，所述旋转组件包括可与所述涡轮一起旋转的轴，其中，所述转子组件包括连接组件和转子，并且其中，所述连接组件在所述轴与所述转子之间延伸。
22.技术方案15. 根据任意前述技术方案所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述连接组件通过花键式连接连接到所述轴，并且其中，所述致动器联接到所述连接组件，以便使所述连接组件相对于所述轴沿着所述中心线移动。
23.技术方案16. 根据任意前述技术方案所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述涡轮机进一步包括框架，其中，所述定子组件联接到所述框架，并且其中，所述致动器也联接到所述框架。
24.技术方案17. 根据任意前述技术方案所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述涡轮机的所述旋转组件包括多个转子叶片，其中，所述电机的所述转子组件沿着所述燃气涡轮发动机的径向方向在位于的所述多个转子叶片外部的位置处联接到所述多个转子叶片。
25.技术方案18. 一种操作电机的方法，所述电机包括定子组件和转子组件并且限定中心线，所述方法包括：在所述转子组件相对于所述定子组件位于第一位置中时，操作所述电机以使电功率转换成旋转功率、使旋转功率转换成电功率或两者；接收指示所述电机内的故障状况的信息；以及响应于接收指示所述电机内的所述故障状况的信息使所述转子组件或定子组件中的一个相对于所述转子组件或定子组件中的另一个沿着所述电机的所述中心线从所述第一位置移动到第二位置，所述转子组件定位成在所述第一位置中比在所述第二位置中更靠近所述定子组件。
26.技术方案19. 根据任意前述技术方案所述的方法，其特征在于，使所述转子组件相对于所述定子组件沿着所述电机的所述中心线从所述第一位置移动到所述第二位置包括利用联接到所述转子组件的致动器来使所述转子组件相对于所述定子组件沿着所述电机的所述中心线从所述第一位置移动到所述第二位置。
27.技术方案20. 根据任意前述技术方案所述的方法，其特征在于，所述转子组件和定子组件一起在其间限定空气间隙，其中，所述空气间隙限定大于零度并且小于90度的相对于所述中心线的角，并且其中，使所述转子组件相对于所述定子组件沿着所述电机的所述中心线从所述第一位置移动到第二位置包括使所述转子组件相对于所述定子组件沿着所述电机的所述中心线移动至少0.5英寸并且小于10英寸。
附图说明
28.在参考附图的说明书中阐述了本发明(包括其最佳模式)的针对本领域普通技术人员的完整且能够实现的公开，在附图中：图1是根据本公开的示例性方面的燃气涡轮发动机的示意性横截面视图。
29.图2是位于第一位置中的根据本公开的示例性实施例的嵌入于燃气涡轮发动机中
的电机的示意性横截面视图。
30.图3是位于第二位置中的嵌入于燃气涡轮发动机中的图2的示例性电机的示意性横截面视图。
31.图4是根据本公开的另一示例性实施例的燃气涡轮发动机的示意性横截面视图。
32.图5是位于第一位置中的根据本公开的另一示例性实施例的嵌入于燃气涡轮发动机中的电机的示意性横截面视图。
33.图6是位于第二位置中的嵌入于燃气涡轮发动机中的图5的示例性电机的示意性横截面视图。
34.图7是根据本公开的示例性方面的用于操作电机的方法的流程图。
具体实施方式
35.现在将详细地参考本发明的当前实施例，在附图中图示本发明的一个或多个示例。详述使用数字标示和字母标示来指附图中的特征。附图和描述中的相同或类似的标示已用于指本发明的相同或类似的部分。
36.如本文中所使用的，用语“第一”、“第二”以及“第三”可以可互换地用于将一个构件与另一个区分开，并且不旨在表明单个构件的位置或重要性。
37.用语“前部”和“后部”指燃气涡轮发动机或车辆内的相对位置，并且指燃气涡轮发动机或车辆的正常操作姿势。例如，关于燃气涡轮发动机，前部指更靠近发动机入口的位置，并且，后部指更靠近发动机喷嘴或排气部的位置。
38.用语“上游”和“下游”指相对于流体途径中的流体流的相对方向。例如，“上游”指流体流自的方向，并且，“下游”指流体流至的方向。
39.除非在本文中另外规定，否则用语“联接”、“固定”、“附接到”等等指直接联接、固定或附接以及通过一个或多个中间构件或特征的间接联接、固定或附接两者。
40.除非上下文清楚地另外规定，否则单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数引用。
41.如在本文中贯穿说明书和权利要求书而使用的近似语言适用于对可获准地变化，而不导致在与其相关的基本功能的方面的改变的任何定量表示修改。因此，以诸如“大约”、“近似地”和“基本上”之类的(一个或多个)用语修改的值将不限于所指定的精确值。在至少一些实例中，近似语言可与用于测量该值的仪器的精度或用于构建或制造构件和/或系统的方法或机器的精度对应。例如，近似语言可指处于10%限度内。
42.在此并且贯穿说明书和权利要求书，范围限制被组合和互换，除非上下文或语言另外指示，否则这样的范围被识别并且包括其中所包含的所有子范围。例如，本文中所公开的所有范围都包括端点，并且，端点可独立地彼此组合。
43.现在参考附图，其中，完全相同的标号贯穿附图指示相同的元件，图1是根据本公开的示例性实施例的推进发动机的示意性横截面视图。在某些示例性实施例中，推进发动机可构造在本文中被称为“涡轮风扇100”的高旁通涡轮风扇喷气发动机100。涡轮风扇100可例如作为翼下安装式涡轮风扇发动机而并入到飞行器推进系统中。备选地，然而，在其它实施例中，涡轮风扇100可并入到任何其它适合的飞行器或推进系统中。
44.如图1中所显示的，所描绘的示例性涡轮风扇100限定轴向方向a(平行于被提供来参考的纵向中心线101延伸)、径向方向r以及周向方向c(围绕轴向方向a延伸；未在图1中描
绘)。大体上，涡轮风扇100包括风扇区段102和设置于自风扇区段102起的下游的核心涡轮发动机104。
45.所描绘的示例性核心涡轮发动机104大体上包括限定环形入口108的基本上管状的外壳106。外壳106以串行流关系包围：压缩机区段，其包括增压器或低压(lp)压缩机110和高压(hp)压缩机112；燃烧区段114；涡轮区段，其包括高压(hp)涡轮116和低压(lp)涡轮118；以及喷气排气喷嘴区段120。压缩机区段、燃烧区段114以及涡轮区段一起限定核心空气流路121，核心空气流路121从环形入口108延伸通过lp压缩机110、hp压缩机112、燃烧区段114、hp涡轮区段116、lp涡轮区段118以及喷气喷嘴排气区段120。高压(hp)轴或转轴122使hp涡轮116驱动地连接到hp压缩机112。低压(lp)轴或转轴124使lp涡轮118驱动地连接到lp压缩机110。
46.对于所描绘的实施例，风扇区段102包括可变桨距式风扇126，可变桨距式风扇126具有以间隔开的方式联接到盘130的多个风扇叶片128。如所描绘的，风扇叶片128大体上沿着径向方向r从盘130向外延伸。每个风扇叶片128可凭借风扇叶片128来围绕变桨轴线p相对于盘130旋转，风扇叶片128操作性地联接到适合的致动部件132，致动部件132构造成使风扇叶片128的桨距一致地共同变化。风扇叶片128、盘130以及致动部件132可通过lp轴124横过动力齿轮箱134围绕纵向轴线12一起旋转。动力齿轮箱134包括用于使lp轴124的转速逐步减低到更高效的旋转风扇速度的多个齿轮。
47.仍然参考图1的示例性实施例，盘130被可旋转前毂136覆盖，可旋转前毂136在空气动力学上设定轮廓成促进空气流通过多个风扇叶片128。另外，示例性风扇区段102包括环形风扇壳或外机舱138，环形风扇壳或外机舱138周向地环绕核心涡轮发动机104的至少部分和/或风扇126。机舱138由多个周向地隔开的出口导向导叶140相对于核心涡轮发动机104而支承。机舱138的下游区段142延伸于核心涡轮发动机104的外部部分上面，以便在其间限定旁通空气流通路144。
48.另外，所描绘的示例性涡轮风扇100包括可与涡轮风扇100的一个或多个可旋转构件一起旋转的电机146。具体地，对于所显示的实施例，涡轮风扇100可与涡轮风扇100的包括lp轴124的低压系统一起旋转。具体地，对于所描绘的实施例，电机146与lp轴124同轴地布置并且安装到lp轴124(对于所描绘的实施例，lp轴124也使风扇126旋转通过动力齿轮箱134)。如本文中所使用的，“同轴地”指被对准的轴线。然而，应当意识到，在其它实施例中，电机146的轴线可从lp轴124的轴线径向地偏移，并且进一步可倾斜于lp轴124的轴线，使得电机146可定位于至少部分地位于核心空气流路121的内部的任何适合的位置处。
49.电机146包括转子组件148和定子组件150。对于所描绘的实施例，转子组件148和定子组件150限定渐缩空气间隙(参见图2)，并且，转子组件148构造成在某些操作期间相对于定子组件150移动，如将在下文中更详细地解释的那样。
50.然而，还应当意识到，图1中所描绘的示例性涡轮风扇发动机100仅通过示例的方式提供，并且，在其它示例性实施例中，涡轮风扇发动机100可具有任何其它适合的构造。例如，在其它示例性实施例中，涡轮风扇发动机100可构造为涡轮螺桨发动机、涡轮喷气发动机、不同地构造的涡轮风扇发动机或任何其它适合的燃气涡轮发动机。另外，或备选地，本公开的示例性方面(诸如，电机146)可并入到诸如航改型燃气涡轮发动机、航海燃气涡轮发动机、发电燃气涡轮发动机、内燃发动机等等的任何其它适合的类型的发动机中或以其它
方式与其一起被利用，或进一步与具有旋转构件的任何其它机器一起被利用。
51.现在参考图2，描绘了嵌入于根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机内的电机146。在某些示例性实施例中，图2中所描绘的电机146和燃气涡轮发动机能够以与在上文中参考图1而描述的示例性的电机146和涡轮风扇发动机100基本上相同的方式构造。因此，相同或类似的编号可指相同或类似的部分。
52.照此，对于所描绘的实施例，电机146嵌入于燃气涡轮发动机的涡轮区段内，并且更特别地仍然附接到燃气涡轮发动机的lp轴124。另外，电机146至少部分地沿着轴向方向a定位于涡轮区段的lp涡轮118内或其后部。
53.然而，将意识到，在其它示例性实施例中，如将在下文中更全面地解释的，电机146可定位于燃气涡轮发动机内的其它适合的位置处。
54.参考图2，电机146大体上包括转子组件148和定子组件150，并且限定中心线155，对于所描绘的实施例，中心线155与发动机的纵向轴线101对准。转子组件148大体上包括转子连接部件152和转子154。定子组件150类似地包括定子连接部件156和定子158。转子组件148的转子154和定子组件150的定子158一起在其间限定空气间隙160。在所显示的实施例中，转子154包括多个磁体162，诸如多个永磁体，并且，定子158包括多个绕组或线圈164。照此，将意识到，电机146可被称为永磁体电机。然而，在其它示例性实施例中，电机146能够以任何适合的方式构造。例如，电机146可构造为包括有源电路和多个电磁体的电磁电机，构造为感应型电机、开关磁阻型电机、同步ac电机、异步电机，或构造为任何其它适合的发电机或马达。
55.对于所显示的实施例，转子组件148附接到lp轴124，使得转子组件148可与lp轴124一起旋转。转子组件148到lp轴124的附接将在下文中更详细地描述。
56.形成对照的是，定子组件150附接到涡轮区段的结构支承组件166。更具体地，定子连接部件156从结构支承组件166延伸到定子158，以支承定子158。值得注意的是，结构支承组件166构造为后部框架组件168的部分，后部框架组件进一步包括后部框架支柱170，后部框架支柱170延伸通过燃气涡轮发动机的核心空气流路121，并且构造成为燃气涡轮发动机提供结构支承。结构支承组件166从后部框架支柱170的内端沿着径向方向延伸。
57.燃气涡轮发动机进一步包括环绕电机146的至少部分的腔壁172。更具体地，对于所描绘的实施例，腔壁172基本上完全地环绕电机146，从接近电机146的前端的位置延伸到位于电机146的后部的位置。腔壁172可起到例如冷却空气腔壁、用于冷却流体的贮槽、用于电机146的保护盖等等的作用。例如，在某些实施例中，发动机可进一步包括第二腔壁(未显示)，以形成环绕电机146并且对电机146热保护的缓冲腔。
58.仍然参考图2的实施例，在燃气涡轮发动机的某些操作期间，lp轴124可使电机146的转子组件148旋转，从而允许电机146起到产生电功率的发电机的作用。另外，电机146与电通信总线174进行电气通信(电连接到电通信总线174)。电通信总线174电连接到位于在沿着径向方向r位于核心空气流路121的内部的位置处的电机146。电通信总线174可延伸通过核心空气流路121(例如，通过后部框架支柱170)，并且使电机146连接到各种其它电变换器(附属系统、电力推进装置/混合电力推进装置等等)、电源(其它电机、电能存储单元等等)或两者。以这样的方式，将意识到，电机146可进一步能够在某些操作期间作为电动马达操作，使得电机146的转子组件148驱动lp轴124。
59.现在还参考提供图2的示例性电机146的另一视图的图3，将意识到，电机146可在第一位置与第二位置之间移动，或更具体地，转子组件148可相对于定子组件150而在如图2中所显示的第一位置与如图3中所显示的第二位置之间移动。更特别地，对于所显示的实施例，电机146进一步包括致动器176，致动器176联接到转子组件148、定子组件150或两者，以便使转子组件148或定子组件150中的一个相对于转子组件148或定子组件150中的另一个沿着电机146的中心线155在第一位置与第二位置之间移动。更具体地，对于所显示的实施例，如在下文中更详细地描述的，致动器176联接到转子组件148，以便使转子组件148相对于定子组件150沿着电机146的中心线155在第一位置与第二位置之间移动。如所描绘的，转子组件148定位成在位于第一位置中时比在位于第二位置中时更靠近定子组件150。第一位置和第二位置在下文中更详细地解释。
60.更特别地，如上文中所指出的，对于所显示的实施例，转子组件148联接到lp轴124。更具体地，转子组件148包括转子154和转子连接部件152。转子连接部件152在lp轴124与转子154之间延伸，以便使转子154连接到lp轴124。对于所显示的实施例，转子连接部件152通过花键式连接而连接到lp轴124。更特别地，转子连接部件152包括具有大体上沿着轴向方向a延伸的多个齿180的连接部分178，并且，类似地，lp轴124包括具有大体上沿着轴向方向a延伸的多个齿184的连接部分182。转子连接部件152的连接部分178的多个齿180构造成与lp轴124的连接部分182的多个齿184接合，从而使两个构件沿着周向方向c固定到彼此。值得注意的是，然而，这样的构造允许转子组件148相对于lp轴124沿着轴向方向a的相对移动。
61.然而，将意识到，在其它实施例中，转子连接部件152能够以允许沿着轴向方向相对地移动，同时使构件沿着周向方向c固定的任何其它适合的方式联接到lp轴124。例如，在其它示例性实施例中，转子连接部件152可使用多个线性轴承、线性滑动件等等来联接到lp轴124。
62.此外，将进一步意识到，致动器176联接到转子组件148的转子连接部件152，以便使转子连接部件152相对于lp轴124而沿着电机146的中心线155移动。以这样的方式，致动器176可使转子组件148相对于lp轴124而沿着轴向方向a并且沿着电机146的中心线155移动。
63.简而言之，对于所显示的实施例，致动器176是线性致动器176，大体上包括底座186和可相对于底座186而沿着轴向方向a移动的延伸部分188。延伸部分188可旋转地联接到转子连接部件152，由多个轴承190(其针对所描绘的实施例包括轴向载荷式轴承，或更确切地说，滚珠轴承)支承。以这样的方式，将意识到，转子连接部件152可相对于延伸部分188而沿着周向方向c旋转，但沿着轴向方向a固定到延伸部分188。
64.而且，将意识到，致动器176可为液压地提供动力的致动器、气动地提供动力的致动器、电气地提供动力的致动器、热力地启动的致动器、磁性致动器等等。而且，尽管如此，在其它实施例中，致动器176不可为线性致动器，并且作为替代而可为剪刀-致动器、圆形到线性致动器(诸如，螺旋致动器)或能够造成线性移动的任何其它致动器。
65.仍然参考图2的实施例，对于所描绘的实施例，将意识到，致动器176进一步联接到涡轮区段的结构支承组件166，如上文中所指出的，结构支承组件166是后部框架组件168的具有后部框架支柱170的部分。以这样的方式，将意识到，致动器176联接到与定子组件150
相同的框架。值得注意的是，这样的构造可确保在具有本文中所描述的电机146的燃气涡轮发动机的操作期间，限定于转子组件148的转子154与定子组件150的定子158之间的空气间隙160维持于期望的值。更具体地，如将意识到，随着燃气涡轮发动机改变操作条件，各种构件的温度可升高或降低。例如，lp轴124可在温度上升高，这可引起lp轴124沿着轴向方向a在长度上增大。致动器176到与定子组件150相同的框架的连接，连同在转子连接部件152与lp轴124之间的花键式连接一起可确保在lp轴124的长度上的任何升高或降低不明显地影响限定于转子组件148的转子154与定子组件150的定子158之间的空气间隙160的尺寸。
66.仍然参考图2和图3，将意识到，对于所显示的实施例，第一位置是接合位置，并且，第二位置是脱离位置。如本文中所使用的，用语“接合位置”指转子组件148的转子154对于定子组件150的定子158的相对定位，其中，电机146能够在对于电机146的设计效率的误差的合理限度内操作。例如，在接合位置中，限定于转子组件148的转子154与定子组件150的定子158之间的空气间隙160可处于最佳设计值的合理限度内，从而使来自转子154的磁体162的磁通量的期望部分能够到达定子164。形成对照的是，如本文中所使用的，用语“脱离位置”指转子组件148的转子154对于定子组件150的定子158的相对定位，其中，电机146不能够以合理效率(例如，以比最大效率的10%更小的效率)操作。
67.此外，对于所显示的实施例，将意识到，电机146集成到燃气涡轮发动机的内部位置(位于核心空气流路121的内部)中，其中可能不存在过量的空间。因此，为了促进转子组件148相对于定子组件150在接合位置与脱离位置之间的移动，空气间隙160限定相对于电机146的中心线155的大于0度并且小于90的角192。更具体地，对于所显示的实施例，由空气间隙160限定的相对于电机146的中心线155的角192大于10度、在小于45度中，诸如小于30度。这样的构造可促进在接合位置与脱离位置之间的移动，而不要求转子组件148相对于定子组件150沿着电机146的中心线155的过量移动。
68.例如，对于所显示的实施例，空气间隙160的尺寸(图3中所显示的距离194)可在转子组件148相对于定子组件150位于接合位置中时为第一值，并且可在转子组件148相对于定子组件150位于脱离位置中时等于第二值。在至少某些示例性实施例中，第二值是第一值的至少两倍，诸如是第一值的至少四倍，诸如是第一值的至少五倍，诸如是第一值的高达200倍，诸如是第一值的高达100倍，诸如是第一值的高达20倍。
69.而且，考虑到角192空气间隙160限定中心线155，这样可利用沿着中心线155的相对小的移动来实现。例如，在实施例中，致动器176可构造成使转子154仅仅相对于定子组件150沿着中心线155在接合位置与脱离位置之间移动一距离，其中，该距离大于0.5英寸并且小于10英寸，诸如大于1英寸并且小于5英寸。
70.根据一个或多个这些示例性实施例配置的电机146可在电机146的失效的情况下提供额外的安全层。更具体地，如将意识到，在定子组件150的定子158内(例如，在绕组或线圈164内)短路或其它故障的情况下，在转子组件148相对于定子组件150位于接合位置中时，转子组件148的转子154相对于定子158持续的旋转则可能产生过量的热，从而有可能损坏燃气涡轮发动机内的其它构件。通过利用致动器176来使转子组件148从接合位置移动到脱离位置，燃气涡轮发动机可继续操作，而不冒着这样的额外的对燃气涡轮发动机的损坏的风险。这样可在燃气涡轮发动机例如是产生用于飞行器的推力的航空燃气涡轮发动机时特别地有用。
71.以这样的方式，简而言之，将意识到，所描绘的示例性电机146进一步包括一个或多个传感器196和可与致动器176和所述一个或多个传感器196一起操作的控制器198。控制器198可配置成从所述一个或多个传感器196接收可指示电机146内的故障的数据。例如，所述一个或多个传感器196可例如为配置成感测指示定子组件150的定子158的温度的数据的一个或多个温度传感器196。如果由所述一个或多个传感器196感测的数据指示定子组件150的定子158的温度超过某一阈值，则这样可指示电机146内的故障。控制器198可响应于从所述一个或多个传感器196接收指示电机146内的故障的数据而对致动器176进行致动，以使转子组件148从第一位置(或更确切地说，接合位置)移动到第二位置(或更确切地说，脱离位置)。
72.将意识到，尽管控制器198描绘在接近于电机146的位置处，在其它实施例中，控制器198还是可位于燃气涡轮发动机内的任何适合的位置处或位于别处(例如，在包括发动机的飞行器内、在远程位置处等等)；可为独立控制器，或可集成到用于发动机的现有的控制器(例如，fadec)中；等等。
73.以这样的方式，控制器198可防止电机146内的故障损坏燃气涡轮发动机的其它构件。
74.除了上文的功能性之外，应当意识到，致动器176可构造成另外使转子组件148沿着中心线155移动到位于第一位置与第二位置之间(或更确切地说，接合位置与脱离位置之间)的一个或多个部分功率位置。以这样的方式，致动器176可构造成使转子组件148相对于定子组件150而移动，以便对电机146的效率造成影响，以有效地控制由电机146提取(或向发动机提供)的功率的量。以这样的方式，将意识到，控制器198可进一步构造成使转子组件148相对于定子组件150而移动，以控制从电机146提取的功率的量。
75.将进一步意识到，图2和图3中所描绘的示例性的电机146和燃气涡轮发动机仅通过示例的方式提供。在其它示例性实施例中，电机146和燃气涡轮发动机可具有任何其它适合的构造。例如，在其它示例性实施例中，电机可定位于燃气涡轮发动机内的任何其它适合的位置中。例如，简略地参考图4，提供了以与图1的示例性燃气涡轮发动机类似的方式构造的燃气涡轮发动机(或更确切地说，涡轮风扇100)。如由假想线所指示的，将意识到，示例性燃气涡轮发动机可包括位于各种其它适合的位置处的电机146。例如，燃气涡轮发动机可包括在位于lp压缩机110的前部的位置处联接到lp轴124的第一电机146a。另外或备选地，燃气涡轮发动机可包括在位于hp压缩机12的前部的位置处在压缩机区段内联接到lp轴124和hp轴或两者的第二电机146b。另外或备选地，尽管如此，燃气涡轮发动机可包括在位于hp压缩机212的内部的位置处在压缩机区段内联接到lp轴124、hp轴或两者的第三电机146c。另外，备选地，尽管如此，燃气涡轮发动机可包括在位于lp涡轮218的前部的位置处在涡轮区段内与lp轴124联接的第四电机146d。
76.此外，在另外的其它实施例中，可提供了一种燃气涡轮发动机，该燃气涡轮发动机具有位于另外的其它适合的位置处的根据本公开的一个或多个示例性实施例的电机146。例如，现在参考图5和图6，提供了具有根据本公开的示例性实施例的电机146的燃气涡轮发动机的lp压缩机110或增压器压缩机的近视示意性横截面视图。图5提供位于第一位置中的示例性电机146的视图，并且，图6提供位于第二位置中的示例性电机146的视图。
77.所描绘的燃气涡轮发动机的lp压缩机110大体上包括多个lp压缩机转子叶片200
和多个lp压缩机定子导叶202。多个lp压缩机转子叶片200包括lp压缩机转子叶片200的沿着燃气涡轮发动机的轴向方向a隔开的多个级204。燃气涡轮发动机进一步包括框架组件206，框架组件206可为压缩机前框架。对于所显示的实施例，lp压缩机定子导叶202中的某些联接到框架组件206。
78.而且，如上文中所指出的，示例性燃气涡轮发动机包括根据本公开的示例性实施例构造的电机146。以这样的方式，将意识到，示例性电机146大体上包括定子组件150和转子组件148，转子组件148可相对于定子组件150围绕中心线155(未在图5和图6中描绘；中心线155与发动机中心线对准)旋转。转子组件148包括转子154，并且，定子组件150包括定子158，其中，转子154和定子158在其间限定空气间隙160。
79.此外，示例性电机146包括致动器176，致动器176联接到转子组件148、定子组件150或两者，以便使转子组件148或定子组件150相对于转子组件148或定子组件150中的另一个沿着中心线155在第一位置与第二位置之间移动。
80.然而，对于图5和图6的示例性实施例，致动器176更具体地联接到定子组件150，以便使定子组件150相对于转子组件148沿着中心线155在第一位置与第二位置之间移动。正如上文的实施例那样，第一位置如图5中所描绘的那样是接合位置，并且，第二位置如图6中所描绘的那样是脱离位置。如将意识到，转子组件148定位成与在位于脱离位置中时相比而在位于接合位置中时更靠近定子组件150。
81.而且，对于图5和图6的示例性实施例，转子组件148并非联接到发动机的lp轴124，并且作为替代而沿着燃气涡轮发动机的径向方向r在位于燃气涡轮发动机的多个转子叶片的外部的位置处联接到燃气涡轮发动机的多个转子叶片。更具体地，对于所描绘的实施例，多个转子叶片是lp压缩机叶片200的级204中的多个lp压缩机转子叶片200。
82.将意识到，在另外的其它示例性实施例中，燃气涡轮发动机、电机146或两者可具有另外的其它适合的构造。而且，尽管本文中所描述的示例性电机146被描绘为位于燃气涡轮发动机内并且与燃气涡轮发动机一起描述，在其它示例性实施例中，示例性电机146还是可与具有至少一个旋转构件(马达或其它方面；航空或其它方面；等等)的任何其它适合的机器一起被利用。
83.现在参考图7，描绘了根据本公开的示例性方面的操作电机的方法300的流程图。在某些示例性方面，该方法可利用在上文中参考图1至图6描述的示例性电机中的一个或多个。因此，在某些示例性方面，电机可包括定子组件和转子组件，并且可限定中心线。
84.如所描绘的，方法300包括：在(302)处，在转子组件相对于定子组件位于第一位置中时，操作电机以使电功率转换成旋转功率、使旋转功率转换成电功率或两者。例如，在(302)处操作电机可包括在飞行操作(诸如，起飞操作、爬升操作、巡航操作和/或降落操作)期间或备选地在地面操作期间，操作电机以使发动机(诸如，航空燃气涡轮发动机)的旋转功率转换成电功率。
85.而且，对于所描绘的方面，方法300包括在(304)处接收指示电机内的故障状况的信息。在(304)处接收指示电机内的故障状况的信息可包括接收指示定子组件的定子绕组或线圈内的短路的信息。例如，在(304)处接收指示电机内的故障状况的信息可包括接收指示定子组件的一个或多个方面的温度的信息。
86.如还图7中所描绘的，方法300进一步包括：在(306)处，响应于接收指示电机内的
故障状况的信息而使转子组件或定子组件中的一个相对于转子组件或定子组件中的另一个而沿着电机的中心线从第一位置移动到第二位置，转子组件定位成在第一位置中比在第二位置中更靠近定子组件。
87.在至少某些示例性方面，诸如图7的示例性方面，在(306)处使转子组件或定子组件中的一个相对于转子组件或定子组件中的另一个而沿着电机的中心线从第一位置移动到第二位置包括在(308)处利用联接到转子组件的致动器来使转子组件相对于定子组件而沿着电机的中心线从第一位置移动到第二位置。
88.而且，对于图7的示例性方面，将意识到，转子组件和定子组件一起在其间限定空气间隙。空气间隙限定相对于中心线的大于零度并且小于90度的角。关于这样的示例性方面，在(306)处使转子组件或定子组件中的一个相对于转子组件或定子组件中的另一个而沿着电机的中心线从第一位置移动到第二位置进一步包括在(310)处使转子组件相对于定子组件而沿着电机的中心线移动至少0.5英寸并且小于10英寸。空气间隙的倾斜允许转子组件或定子组件移动相对短的距离，同时仍然获得转子组件与定子组件之间的期望的分离。
89.另外或备选地，应当意识到，方法300可配置成另外使转子组件或定子组件沿着中心线移动到位于第一位置与第二位置之间(或更确切地说，接合位置与脱离位置之间)的一个或多个位置。以这样的方式，方法300可配置成使转子组件、定子组件或两者移动，以便对电机的效率造成影响，以便有效地控制由电机提取(或向包括电机的发动机提供)的功率的量。以这样的方式，将意识到，方法300可进一步配置成使转子组件、定子组件或两者沿着中心线移动，以控制从电机提取的功率或向包括电机的发动机提供的功率的量。例如，方法300可确定增加功率提取是所要求或期望的，并且作为响应可使转子组件、定子组件或两者移动，以减小空气间隙并且增加功率提取。另外，或备选地，方法300可确定较少的量的功率提取是所要求或期望的，并且作为响应可使转子组件、定子组件或两者移动，以增大空气间隙并且减少功率提取。另外，或备选地，尽管如此，方法300可确定将向包括电机的发动机提供的增加功率是所要求或期望的，并且作为响应可使转子组件、定子组件或两者移动，以减小空气间隙并且增加向发动机提供的功率。另外，或备选地，尽管如此，方法300可确定将向包括电机的发动机提供的较少的量的功率是所要求或期望的，并且作为响应而可使转子组件、定子组件或两者移动，以增大空气间隙并且减小向发动机提供的功率。
90.本书面描述使用示例来公开本发明(包括最佳模式)，并且还使本领域中的任何技术人员能够实践本发明(包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何并入的方法)。本发明的可专利性范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例包括不异于权利要求书的字面语言的结构元件，或如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质性差异的等同结构元件，则这样的其它示例旨在处于权利要求书的范围内。
91.额外的示例性方面将在下文中关于以下的条款而描述：一种电机，其限定中心线并且包括：定子组件；转子组件，其可相对于定子组件而围绕中心线旋转；以及致动器，其联接到转子组件、定子组件或两者，以便使转子组件、定子组件或两者沿着中心线在第一位置与第二位置之间移动，转子组件定位成在位于第一位置中时比在位于第二位置中时更靠近定子组件。
92.这些条款中的一个或多个的电机，其中，第一位置是接合位置，并且其中，第二位置是脱离位置。
93.这些条款中的一个或多个的电机，其中，转子组件和定子组件一起限定空气间隙，并且其中，空气间隙限定大于零度并且小于90度的相对于中心线的角。
94.这些条款中的一个或多个的电机，其中，由空气间隙限定的相对于中心线的角大于10度并且小于45度。
95.这些条款中的一个或多个的电机，其中，空气间隙在转子组件位于第一位置中时等于第一值，并且在转子组件位于第二位置中时等于第二值，并且其中，第二值是第一值的至少两倍，并且是第一值的高达200倍。
96.这些条款中的一个或多个的电机，其中，致动器构造成使转子组件沿着电机的中心线在第一位置与第二位置之间移动一距离，其中，该距离大于0.5英寸并且小于10英寸。
97.这些条款中的一个或多个的电机，其中，该距离大于1英寸并且小于5英寸。
98.这些条款中的一个或多个的电机，进一步包括：可利用致动器操作的控制器，其中，控制器配置成响应于接收指示电机内的故障的数据而使转子组件从第一位置移动到第二位置。
99.这些条款中的一个或多个的电机，其中，致动器进一步构造成使转子组件沿着中心线移动到位于第一位置与第二位置之间的部分功率位置。
100.这些条款中的一个或多个的电机，其中，致动器联接到转子组件，以便使转子组件相对于定子组件移动。
101.一种燃气涡轮发动机，其限定发动机中心线并且包括：涡轮机，其包括构造成围绕中心线旋转的旋转组件；以及电机，其限定电机中心线，电机包括：定子组件；转子组件，其可与涡轮机的旋转组件一起相对于定子组件而围绕电机中心线旋转；以及致动器，其联接到转子组件、定子组件或两者，以便使转子组件、定子组件或两者沿着电机中心线在第一位置与第二位置之间移动，转子组件定位成在位于第一位置中时比在位于第二位置中时更靠近定子组件。
102.这些条款中的一个或多个的燃气涡轮发动机，其中，转子组件和定子组件一起在其间限定空气间隙，空气间隙限定大于零度并且小于90度的相对于电机中心线的角。
103.这些条款中的一个或多个的燃气涡轮发动机，其中，涡轮机包括涡轮，其中，旋转组件包括可与涡轮一起旋转的轴，其中，转子组件包括连接组件和转子，并且其中，连接组件在轴与转子之间延伸。
104.这些条款中的一个或多个的燃气涡轮发动机，其中，连接组件通过花键式连接而连接到轴，并且其中，致动器联接到连接组件，以便使连接组件相对于轴而沿着中心线移动。
105.这些条款中的一个或多个的燃气涡轮发动机，其中，涡轮机进一步包括框架，其中，定子组件联接到框架，并且其中，致动器也联接到框架。
106.这些条款中的一个或多个的燃气涡轮发动机，其中，涡轮机的旋转组件包括多个转子叶片，其中，电机的转子组件沿着燃气涡轮发动机的径向方向在位于多个转子叶片的外部的位置处联接到多个转子叶片。
107.这些条款中的一个或多个的燃气涡轮发动机，其中，多个转子叶片是多个压缩机
转子叶片。
108.一种操作电机的方法，电机包括定子组件和转子组件并且限定中心线，该方法包括：在转子组件相对于定子组件位于第一位置中时，操作电机以使电功率转换成旋转功率、使旋转功率转换成电功率或两者；接收指示电机内的故障状况的信息；以及响应于接收指示电机内的故障状况的信息而使转子组件或定子组件中的一个相对于转子组件或定子组件中的另一个而沿着电机的中心线从第一位置移动到第二位置，转子组件定位成在第一位置中比在第二位置中更靠近定子组件。
109.这些条款中的一个或多个的方法，其中，使转子组件相对于定子组件而沿着电机的中心线从第一位置移动到第二位置包括利用联接到转子组件的致动器来使转子组件相对于定子组件而沿着电机的中心线从第一位置移动到第二位置。
110.这些条款中的一个或多个的方法，其中，转子组件和定子组件一起在其间限定空气间隙，其中，空气间隙限定大于零度并且小于90度的相对于中心线的角，并且其中，使转子组件相对于定子组件而沿着电机的中心线从第一位置移动到第二位置包括使转子组件相对于定子组件而沿着电机的中心线移动至少0.5英寸并且小于10英寸。