双转子电机的制作方法

1.本主题大体上涉及一种具有多个转子的电机，并且涉及一种结合具有多个转子的电机的燃气涡轮发动机。


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与彼此流动连通布置的风扇和核心。另外，燃气涡轮发动机的核心大体上包括以串流顺序的压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。在操作中，空气从风扇提供至压缩机区段的入口，在该处，一个或多个轴向压缩机逐渐压缩空气，直到其到达燃烧区段。燃料在燃烧区段内与压缩空气混合且燃烧，以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段传送到涡轮区段。穿过涡轮区段的燃烧气流驱动涡轮区段，且然后传送穿过排气区段，例如，至大气。
3.通用燃气涡轮发动机的设计准则通常包括必须加以权衡或折衷的冲突准则，包括提高燃料效率、操作效率和/或功率输出，同时保持或减少重量、零件数量和/或包装(即，发动机的轴向和/或径向尺寸)。因此，至少某些燃气涡轮发动机包括叉指式转子。例如，涡轮区段可包括具有第一多个低速涡轮转子叶片和第二多个高速涡轮转子叶片的涡轮。第一组多个低速涡轮转子叶片可与第二组多个高速涡轮转子叶片相互交叉。这种构造可导致更高效的涡轮。
4.此外，对于包括上述燃气涡轮发动机的至少某些推进系统而言，包括可与发动机一起操作以提取能量并将这种能量提供给包括推进系统在内的飞行器的各种其它系统的发电机可能是有益的。
5.然而，本公开内容的发明人已经发现，包括多个电机会非期望地增加燃气涡轮发动机的重量和复杂性。因此，一种具有多个独立电机的优点，同时降低系统的重量和/或复杂性的用于从燃气涡轮发动机提取能量的系统将是有用的。


技术实现要素：

6.本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或可从描述中明显，或可通过实施本发明来获悉。
7.在本公开内容的一个实施例中，提供一种发动机。该发动机包括：第一旋转构件；第二旋转构件，其与第一旋转构件分开；以及电机，该电机包括可与第一旋转构件旋转的第一转子、可与第二旋转构件旋转的第二转子，以及布置在第一转子和第二转子之间的定子组件，该定子组件包括布置成邻近第一转子的第一组绕组、布置成邻近第二转子的第二组绕组，以及布置在第一组绕组和第二组绕组之间的非铁磁性内壳体。
8.技术方案1. 一种发动机，其包括：第一旋转构件；第二旋转构件，所述第二旋转构件与所述第一旋转构件分开；以及
电机，所述电机包括第一转子，所述第一转子可与所述第一旋转构件旋转；第二转子，所述第二转子可与所述第二旋转构件旋转；定子组件，所述定子组件布置在所述第一转子与所述第二转子之间，所述定子组件包括布置成邻近所述第一转子的第一组绕组、布置成邻近所述第二转子的第二组绕组，以及布置在所述第一组绕组与所述第二组绕组之间的非铁磁性内壳体。
9.技术方案2. 根据任意前述技术方案所述的发动机，其中所述定子组件的内壳体限定延伸穿过其中的多个冷却通路。
10.技术方案3. 根据任意前述技术方案所述的发动机，其中所述发动机还包括：液体冷却系统，其中所述液体冷却系统与所述多个冷却通路流体连通。
11.技术方案4. 根据任意前述技术方案所述的发动机，其中所述定子组件的内壳体通过增材制造工艺形成。
12.技术方案5. 根据任意前述技术方案所述的发动机，其中所述定子组件的内壳体将所述第一组绕组与所述第二组绕组基本完全磁隔离。
13.技术方案6. 根据任意前述技术方案所述的发动机，其中所述发动机是航空燃气涡轮发动机。
14.技术方案7. 根据任意前述技术方案所述的发动机，其中所述第一旋转构件构造成在所述发动机的第一周向方向上旋转，其中所述第二旋转构件构造成在所述发动机的第二周向方向上旋转，且其中所述第一周向方向与所述第二周向方向相反。
15.技术方案8. 根据任意前述技术方案所述的发动机，其中所述第一旋转构件包括第一多个涡轮转子叶片，且其中所述第二旋转构件包括与所述第一多个涡轮转子叶片相互交叉的第二多个涡轮转子叶片。
16.技术方案9. 根据任意前述技术方案所述的发动机，其中所述第一组绕组包括第一多个定子线圈，其中所述第二组绕组包括第二组定子线圈，且其中所述第一多个定子线圈以与所述第二多个定子线圈的图案相反的图案布置。
17.技术方案10. 根据任意前述技术方案所述的发动机，其中所述第一组绕组中的第一电流时间顺序与所述第二组绕组中的第二电流时间顺序相反。
18.技术方案11. 根据任意前述技术方案所述的发动机，其中所述第一组绕组和所述第一转子以径向通量构造布置，且其中所述第二组绕组和所述第二转子类似地以径向通量构造布置。
19.技术方案12. 根据任意前述技术方案所述的发动机，其中所述第一组绕组和所述第一转子以轴向通量构造布置，且其中所述第二组绕组和所述第二转子类似地以轴向通量构造布置。
20.技术方案13. 根据任意前述技术方案所述的发动机，其中所述定子组件的内壳体是用于所述定子组件的结构框架。
21.技术方案14. 一种用于发动机的电机，所述电机包括：第一转子；第二转子；以及定子组件，所述定子组件布置在所述第一转子与所述第二转子之间，所述定子组
件包括布置成邻近所述第一转子的第一组绕组、布置成邻近所述第二转子的第二组绕组，以及布置在所述第一组绕组与所述第二组绕组之间的非铁磁性内壳体。
22.技术方案15. 根据任意前述技术方案所述的电机，其中所述定子组件的非铁磁性内壳体将所述第一组绕组与所述第二组绕组基本完全磁隔离。
23.技术方案16. 一种操作用于发动机的电机的方法，所述电机包括可与所述发动机的第一旋转构件旋转的第一转子、可与所述发动机的第二旋转构件旋转的第二转子，以及布置在所述第一转子与所述第二转子之间的定子组件，所述方法包括：将所述定子组件的第一组绕组与所述第一转子作为第一电动马达或第一发电机操作；以及独立于将所述定子组件的第一组绕组与所述第一转子作为所述第一电动马达或所述第一发电机操作，将所述定子组件的第二组绕组与所述第二转子作为第二电动马达或第二发电机操作。
24.技术方案17. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中所述定子组件的第一组绕组布置成邻近所述第一转子，其中所述定子组件的第二组绕组布置成邻近所述第二转子，且其中所述电机的定子组件还包括布置在所述第一组绕组与所述第二组绕组之间的内壳体。
25.技术方案18. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中将所述定子组件的第一组绕组与所述第一转子作为所述第一电动马达或所述第一发电机操作包括将所述定子组件的第一组绕组与所述第一转子作为所述第一发电机操作，且其中将所述定子组件的第二组绕组与所述第二转子作为所述第二电动马达或所述第二发电机操作包括将所述定子组件的第二组绕组与所述第二转子作为所述第二发电机操作。
26.技术方案19. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中将所述定子组件的第二组绕组与所述第二转子作为所述第二发电机操作包括：独立于控制从所述第一组绕组中的功率提取，控制从所述第二组绕组中的功率提取。
27.技术方案20. 根据任意前述技术方案所述的方法，其中所述方法还包括：控制从所述第一组绕组提取的功率、提供给所述第一组绕组的功率或两者与从所述第二组绕组提取的功率、提供给所述第二组绕组的功率或两者的比率，以控制所述发动机的一个或多个轴承上的净负载。
28.参照以下描述和所附权利要求书，本发明的这些及其它特征、方面和优点将变得更好理解。结合于该说明书中且构成该说明书的一部分的附图示出本发明的实施例，且与描述一起用来解释本发明的原理。
附图说明
29.针对本领域中普通技术人员的本发明(包括其最佳模式)的完整且开放(enabling)的公开内容在参照附图的说明书中阐述，在附图中：图1是根据本公开内容的方面的结合涡轮区段的示例性实施例的示例性燃气涡轮发动机的示意性截面视图；图2是根据本公开内容的又一示例性方面的涡轮区段的局部放大示意性截面视图；
图3是根据本公开内容的示例性方面的包括电机的涡轮区段的局部放大示意性截面视图；图4是根据本公开内容的另一示例性实施例的电机在沿电机的轴线观察时的截面视图；图5是图4的示例性电机的第一透视截面视图；图6是图4的示例性电机的第二透视截面视图；图7是根据本公开内容的另一示例性方面的包括电机的涡轮区段的局部放大示意性截面视图；以及图8是根据本公开内容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
30.现在将详细参照本发明的实施例，其一个或多个实例在附图中示出。该详细描述使用数字和字母标记来表示附图中的特征。附图和说明书中相似或类似的标记用于表示本发明的相似或类似的部分。
31.如本文使用的用语“第一”、“第二”和“第三”可互换使用，以将一个构件与另一个区分开，且不旨在表示独立构件的位置或重要性。
32.用语“前”和“后”是指燃气涡轮发动机或车辆内的相对位置，并且是指燃气涡轮发动机或车辆的正常操作姿态。例如，关于燃气涡轮发动机，前是指更靠近发动机入口的位置，且后是指更靠近发动机喷嘴或排气口的位置。
33.用语“上游”和“下游”是指相对于流体通路中的流体流的相对方向。例如，“上游”是指流体流自的方向，且“下游”指示流体流至的方向。
34.用语“联接”、“固定”、“附接到”等是指直接联接、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，除非本文另有规定。
35.单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数对象，除非上下文清楚地另外指出。
36.如本文在说明书和权利要求各处使用的近似语言用于修饰可允许在不导致其涉及的基本功能的变化的情况下改变的任何数量表达。因此，由一个或多个用语如“约”、“大约”和“大致”修饰的值不限于指定的准确值。在至少一些情况下，近似语言可对应于测量值的仪器的精度，或构造或制造构件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似语言可表示在10%的裕度内。
37.这里和说明书和权利要求各处，范围限制组合和互换，此范围被识别且包括包含在其中的所有子范围，除非上下文或语言另外指出。例如，本文公开的所有范围都包含端点，且端点可与彼此独立地组合。
38.大体上，本公开内容提供一种电机，其包括可与第一旋转构件旋转的第一转子、可与第二旋转构件旋转的第二转子以及布置在第一转子和第二转子之间的定子。定子包括邻近第一转子布置的第一组绕组和邻近第二转子布置的第二组绕组，以及布置在第一组绕组和第二组绕组之间的芯。
39.在某些示例性实施例中，电机可嵌入发动机内，如航空燃气涡轮发动机内。通过这样的构造，第一旋转构件可为发动机的第一旋转构件(如多个第一涡轮转子叶片)，而第二旋转构件可为发动机的第二旋转构件(如多个第二涡轮转子叶片)。
40.这样的电机可提供多个独立电机的优点，但是没有多余的重量并且没有发动机内所需的另外相对大的占地面积。此外，电机可包括使得第一转子和定子的第一组绕组能够独立于第二转子和第二组绕组操作(并且独立控制)的特征。例如，芯可为将两侧磁隔离的非铁磁性芯。此外，可提供单独的电连接、总线、功率电子装置等以促进独立的操作和控制。
41.现在参照附图，其中相同的数字表示所有附图的相同元件，图1为根据本公开内容的示例性实施例的燃气涡轮发动机的示意性截面视图。更具体地，对于图1的实施例，燃气涡轮发动机为本文称为“涡扇发动机10”的高旁通涡扇喷气发动机10。如图1所示，涡扇发动机10限定轴向方向a(平行于提供成用于参考的轴向中心线12延伸)、径向方向r和周向方向(即，围绕轴向方向a延伸的方向；未描绘)。大体上，涡扇发动机10包括风扇区段14和设置在风扇区段14下游的核心涡轮发动机16。
42.所描绘的示例性核心涡轮发动机16大体上包括基本管状的外壳18，其限定环形入口20。外壳18包围成串流关系的包括增压或低压(lp)压缩机22和高压(hp)压缩机24的压缩机区段；燃烧区段26；包括高压(hp)涡轮28和低压(lp)涡轮30的涡轮区段；以及喷气排气喷嘴区段32。压缩机区段、燃烧区段26和涡轮区段一起限定从环形入口20延伸通过lp压缩机22、hp压缩机24、燃烧区段26、hp涡轮区段28、lp涡轮区段30和喷气喷嘴排气区段32的核心空气流径37。高压(hp)轴或转轴34将hp涡轮28传动地连接到hp压缩机24。低压(lp)轴或转轴36将lp涡轮30传动地连接到lp压缩机22。
43.对于所描绘的实施例，风扇区段14包括可变桨距风扇38，其具有以间隔开的方式联接到盘42的多个风扇叶片40。如描绘的，风扇叶片40从盘42大体上沿径向方向r向外延伸。每个风扇叶片40通过风扇叶片40相对于盘42围绕变桨轴线p可旋转，风扇叶片40可操作地联接至适合的致动部件44，致动部件44构造成一起地共同改变风扇叶片40的桨距。风扇叶片40、盘42和致动部件44可通过穿过功率齿轮箱46的lp轴36围绕纵轴线12一起旋转。功率齿轮箱46包括多个齿轮，其使lp轴36的转速逐步降低至更有效的旋转风扇速度。
44.仍参照图1的示例性实施例，盘42由可旋转的前机舱48覆盖，前机舱144为空气动力学轮廓，以促进空气流穿过多个风扇叶片40。另外，示例性风扇区段14包括环形风扇壳或外机舱50，其沿周向包绕风扇38和/或核心涡轮发动机16的至少一部分。应当认识到，对于所描绘的实施例，机舱50可由多个沿周向间隔开的出口导叶52关于核心涡轮发动机16支承。此外，机舱50的下游区段54在核心涡轮发动机16的外部上延伸，以便在它们之间限定旁通气流通路56。
45.在涡扇发动机10的操作期间，一定量空气58经由机舱50的相关联的入口60和/或风扇区段14进入涡扇发动机10中。随着一定量空气58穿过风扇叶片40，如由箭头62指出的空气58的第一部分引导或传送到旁通空气流通路56中，且如由箭头64指出的空气58的第二部分引导或传送到lp压缩机22中。箭头62处的第一部分空气58和箭头64处的第二部分空气58之间的比率通常称为旁通比。箭头64处的第二部分空气58的温度和压力然后随着其传送穿过高压(hp)压缩机24且进入燃烧区段26中而增大，其中空气与燃料混合且燃烧以提供燃烧气体66。
46.燃烧气体66传送穿过hp涡轮28，在该处，来自燃烧气体66的热能和/或动能的一部分经由联接至外壳18的hp涡轮定子导叶68和联接至hp轴或转轴34的hp涡轮转子叶片70的连续级提取，因此引起hp轴或转轴34旋转，从而支持hp压缩机24的操作。燃烧气体66然后引
导通过lp涡轮30，在那里经由联接到外鼓73的第一多个lp涡轮转子叶片72和联接到内鼓75的第二多个涡轮转子叶片74的连续级从燃烧气体66提取第二部分热能和动能。第一多个涡轮转子叶片72和第二多个涡轮转子叶片74通过齿轮箱(未示出)交替地间隔开并可彼此旋转以共同驱动lp轴或转轴36，从而使lp轴或转轴36旋转。这由此支持lp压缩机22的操作和/或风扇38的旋转。
47.燃烧气体66随后传送穿过核心涡轮发动机16的喷气排气喷嘴区段32来提供推进推力。同时，空气的第一部分62的压力随着空气的第一部分62在其从涡扇发动机10的风扇喷嘴排气区段76排出之前传送穿过旁通空气流通路56而基本增大，也提供推进推力。hp涡轮28、lp涡轮30和喷气排气喷嘴区段32至少部分地限定热气路径78，以将燃烧气体66传送穿过核心涡轮发动机16。
48.另外，所描绘的示例性涡扇发动机10包括可与风扇38一起旋转的电机80。特别地，对于所描绘的实施例，电机80同轴安装到lp轴36并且可与lp轴36一起旋转(对于所描绘的实施例，lp轴224还通过功率齿轮箱46使风扇38旋转)。如本文所用，“同轴”是指轴线对齐。然而，应当认识到，在其它实施例中，电机80的轴线可从lp轴36的轴线径向偏移，并且还可倾斜于lp轴36的轴线，使得电机80可定位在核心空气流径37的至少部分内侧的任何合适位置。
49.电机80包括转子82(或更特别地，多个转子，如下文将更详细地解释的)和定子84。应当认识到，在某些示例性实施例中，涡轮风扇发动机10可集成到推进系统中。对于这样的示例性实施例，电机80可电连接或可连接到推进系统的一个或多个电推进装置(如一个或多个电风扇)、一个或多个功率存储装置等。
50.然而，应当认识到，图1中描绘的示例性风扇发动机10仅是举例来说的，且在其它示例性实施例中，涡扇发动机10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10可改为构造为包括例如任何其它合适数量的轴或转轴，并且不包括例如功率齿轮箱46和/或风扇38等的任何其它合适的涡轮机。因此，应当认识到，在其它示例性实施例中，涡轮风扇发动机10可改为构造为例如涡轮喷气发动机、涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨发动机等。
51.现在参照图2，提供根据本公开内容的示例性实施例的涡轮机的涡轮区段100的示意性侧视截面视图。图2中描绘的示例性涡轮区段100可结合到例如上文参照图1描述的示例性涡轮风扇发动机10中。然而，在其它示例性实施例中，涡轮区段100可集成到利用涡轮的任何其它合适的机器中。
52.因此，应当认识到，涡轮机大体上限定径向方向r、轴向方向a和纵向中心线102。此外，涡轮区段100包括涡轮104，其中涡轮区段100的涡轮104可绕轴向方向a旋转(即，包括可绕轴向方向a旋转的一个或多个构件)。例如，在某些实施例中，涡轮104可为低压涡轮(例如图1的示例性低压涡轮30)，或备选地可为任何其它涡轮(如，高压涡轮、中级涡轮、用作高压涡轮和/或低压涡轮的一部分的两用涡轮，等)。
53.此外，对于所描绘的示例性实施例，涡轮104包括多个沿轴向方向a间隔开的涡轮转子叶片。更特别地，对于所描绘的示例性实施例，涡轮104包括第一多个涡轮转子叶片106和第二多个涡轮转子叶片108。如下文将更详细地论述的，第一多个涡轮转子叶片106和第二多个涡轮转子叶片108沿轴向方向a交替地间隔开。
54.首先参照第一多个涡轮转子叶片106，第一多个涡轮转子叶片106中的每一个在径向内端110和径向外端112之间大体上沿径向方向r延伸。另外，第一多个涡轮转子叶片106包括第一涡轮转子叶片106a、第二涡轮转子叶片106b和第三涡轮转子叶片106c，每个涡轮转子叶片大体上沿轴向方向a彼此间隔开。第一多个涡轮转子叶片106沿轴向方向a彼此间隔开并且在相应的径向外端112处彼此联接。更特别地，对于所描绘的实施例，第一涡轮转子叶片106a、第二涡轮转子叶片106b和第三涡轮转子叶片106c中的每一个通过它们相应的径向外端112彼此联接。更特别地，第一多个涡轮转子叶片106的第一涡轮转子叶片106a、第二涡轮转子叶片106b和第三涡轮转子叶片106c中的每一个通过外鼓114在它们相应的径向外端112处联接。
55.此外，第二多个涡轮转子叶片108也各自大体上沿径向方向r在径向内端118和径向外端120之间延伸。另外，对于所描绘的实施例，第二多个涡轮转子叶片108包括第一涡轮转子叶片108a、第二涡轮转子叶片108b和第三涡轮转子叶片108c，每个涡轮转子叶片各自大体上沿轴向方向a彼此间隔开。对于所描绘的实施例，第二多个涡轮转子叶片108中的至少两个沿轴向方向a彼此间隔开并且在相应的径向内端118处彼此联接。更特别地，对于所描绘的实施例，第二多个涡轮转子叶片108的第一涡轮转子叶片106a、第二涡轮转子叶片106b和第三涡轮转子叶片108c中的每一个通过它们相应的径向内端118彼此联接。更特别地，第二多个涡轮转子叶片108的第一涡轮转子叶片108a、第二涡轮转子叶片108b和第三涡轮转子叶片108c中的每一个通过内鼓116在它们相应的径向内端118处联接。
56.然而，应当认识到，在其它示例性实施例中，第一多个涡轮转子叶片106和/或第二多个涡轮转子叶片108可以任何其它合适的方式联接在一起，并且如本文所使用的那样“在径向内端处联接”和“在径向外端处联接”大体上是指用于连接构件的任何直接或间接联接装置或机构。例如，在某些示例性实施例中，多个第二涡轮转子叶片108可包括沿轴向方向a间隔开的多级转子(未示出)，其中第一涡轮转子叶片108a、第二涡轮转子叶片108b和第三涡轮转子叶片108c在相应的径向内端118处通过例如燕尾基部联接到转子的相应级。转子的相应级又可联接在一起以因此在它们相应的径向内端118处联接第二多个涡轮转子叶片。
57.仍参照图2中描绘的实施例，如所述，所有第一多个涡轮转子叶片106和第二多个涡轮转子叶片108沿轴向方向a交替地间隔开。如本文所用，用语“沿轴向方向a交替地间隔开”是指第二多个涡轮转子叶片108包括沿轴向方向a定位在第一多个涡轮转子叶片106的两个轴向间隔的涡轮转子叶片之间的至少一个涡轮转子叶片。
58.然而，值得注意的是，在其它示例性实施例中，第一多个涡轮转子叶片106可具有任何其它合适的构造和/或第二多个涡轮转子叶片108可具有任何其它合适的构造。例如，应当认识到，在其它示例性实施例中，第一多个涡轮转子叶片106和/或第二多个涡轮转子叶片108可包括任何其它合适数量的涡轮转子叶片级，如两级、四个级等，并且进一步地，在某些示例性实施例中，涡轮104可另外包括一级或多级定子导叶。
59.仍参照图2的实施例，涡轮还包括齿轮箱122和转轴124，其中第一多个涡轮转子叶片106和第二多个涡轮转子叶片108可通过齿轮箱122与彼此旋转。在至少某些示例性实施例中，转轴124可构造为例如上文参照图1描述的示例性低压转轴36。另外，示例性涡轮区段还包括涡轮中心框架150和涡轮后框架152。
60.然而，应当认识到，在其它示例性实施例中，转轴124可为任何其它转轴(例如，高压转轴、中间转轴等)，并且进一步地，齿轮箱122可为位于任何其它合适的位置的任何其它合适的变速装置。例如，在其它示例性实施例中，齿轮箱122可改为液压变矩器、电机、变速器等，并且可定位在任何合适的位置。
61.仍参照图2，涡轮区段100包括具有第一支承部件128的第一支承部件组件126和具有第二支承部件134的第二支承部件组件132。第一支承部件128将第一多个涡轮转子叶片106的第一涡轮转子叶片106a的径向内端110联接到转轴124，并且进一步将第一多个涡轮转子叶片106联接到齿轮箱122。另外，第二支承部件134类似地将多个第二涡轮转子叶片108，或更特别地，第二多个涡轮转子叶片108的第一涡轮转子叶片108a的径向内端118联接到齿轮箱122。然而，值得注意的是，在其它示例性实施例中，第一支承部件128可在径向内端110处联接到第一多个涡轮转子叶片106内的任何其它涡轮转子叶片(直接地或通过例如转子(未示出))，并且类似地，第二支承部件134可在径向内端118处联接到第二多个涡轮转子叶片108的任何其它涡轮转子叶片(直接地或通过例如转子(未示出))。
62.此外，对于所描绘的实施例，第一支承部件组件126包括在第一支承部件128的接合处附接到第一支承部件128的柔性连接件138(尽管在其它实施例中，柔性连接件138可形成与第一支承部件128一体)。
63.所描绘的示例性齿轮箱122大体上包括联接到第一多个涡轮转子叶片106的第一齿轮、联接到第二多个涡轮转子叶片108的第二齿轮和联接到涡轮中心框架150的第三齿轮。更特别地，对于所描绘的实施例，齿轮箱122构造为行星齿轮箱。因此，第一齿轮是环形齿轮144，第二齿轮是太阳齿轮148，而第三齿轮是行星齿轮146。更特别地，示例性涡轮区段100还描绘联接到涡轮中心框架150的中心框架支承组件154。对于所描绘的实施例，中心框架支承组件154包括径向内部中心框架支承部件158和径向外部中心框架支承部件160。多个行星齿轮146通过中心框架支承组件154，并且更具体地，通过中心框架支承组件154的径向内部中心框架支承部件158固定地联接(即，沿周向方向固定)到涡轮中心框架150。
64.以此方式，应当认识到，对于所描绘的实施例，第一多个涡轮转子叶片106构造成沿与第二多个涡轮转子叶片108相反的方向旋转。例如，第一多个涡轮转子叶片106可构造成沿第一周向方向c1旋转，而第二多个涡轮转子叶片108可构造成沿与第一周向方向c1相反的第二周向方向c2旋转。然而，应当理解，尽管本文提供的结构因此使涡轮104能够“反向旋转”，但在其它实施例中，涡轮104可改为构造成“共同旋转”，其中第一多个涡轮转子叶片106和第二多个涡轮转子叶片108均沿相同的周向方向旋转。
65.如描绘的，第一多个涡轮转子叶片106通过第一支承部件128联接到齿轮箱122的第一齿轮，即环形齿轮144，并且第二多个涡轮转子叶片108通过第二支承部件134联接到齿轮箱122的第二齿轮，即太阳齿轮148。如还描绘的，第一支承部件128在齿轮箱122的后方延伸，并且更特别地，围绕齿轮箱122的后端延伸。更特别地，仍然，对于所描绘的实施例，第一支承部件128大体上从第一多个涡轮转子叶片106的第一涡轮转子叶片106a的径向内端110(即，沿轴向方向a与齿轮箱122对齐或在其前方的位置)、围绕齿轮箱122的后端，并且延伸到转轴124以将第一多个涡轮转子叶片106机械地联接到转轴124。
66.仍然参照图2，应当认识到，对于所描绘的实施例，涡轮还包括电机200。所描绘的电机200嵌入在涡轮区段100内，并且进一步对于所描绘的实施例而言位于涡轮104的后方。
在某些示例性实施例中，电机200可以与上文参照图1描述的示例性电机80类似的方式构造。
67.例如，对于所示的实施例，电机200大体上包括可与发动机的第一旋转构件旋转的第一转子202、可与发动机的第二旋转构件旋转的第二转子204，以及布置在第一转子202和第二转子204之间的定子组件206。更特别地，如上所述，图2中描绘的示例性电机200嵌入在描绘的示例性航空燃气涡轮发动机的涡轮区段内。还应当认识到，对于所描绘的示例性实施例，第一旋转构件构造成在发动机的第一周向方向c1上旋转，而第二旋转构件构造成在发动机的第二周向方向c2上旋转，其中第一周向方向c1与第二周向方向c2相反。更特别地，对于所示实施例，第一旋转构件包括第一多个涡轮转子叶片106，而第二旋转构件包括与第一多个涡轮转子叶片106相互交叉的第二多个涡轮转子叶片108。更特别地，仍然对于所示实施例，第一转子202联接到第一支承部件组件126的第一支承部件128；并且第二转子204联接到第二支承部件组件132的第二支承部件134。进一步对于图2的实施例，定子组件206跨齿轮箱122(例如，通过齿轮箱122的行星齿轮架)联接到涡轮中心框架支承件154。
68.现在参照图3，提供图2的示例性电机200的局部放大视图。如示出和上文描述的，示例性电机200包括可与发动机的第一旋转构件(所示实施例的第一多个涡轮转子叶片106)旋转的第一转子202、可与第二旋转构件(所示实施例的第二多个涡轮转子叶片108)旋转的第二转子204，以及布置在第一转子202和第二转子204之间的定子组件206。
69.如图3中示意性地描绘的，定子组件206包括邻近第一转子202布置的第一组绕组208和邻近第二转子204布置的第二组绕组210。应当认识到，在此使用的关于一组绕组相对于转子的位置的用语“邻近”是指该组绕组布置成与转子相互作用以便将旋转能转换成电功率，将电功率转换为旋转能，或两者，至少具有正常运行的电机所期望的最低程度的效率。
70.应当认识到，第一转子202可包括沿周向布置以与第一组绕组208相互作用的多个磁体212，并且类似地，第二转子204可包括沿周向布置以与第二组绕组210相互作用的多个磁体214。第一转子202和第二转子204的多个磁体212,214可为永磁体。对于这些实施例，第一组绕组208和第二组绕组210可各自包括一个或多个导电线线圈(参照下文实施例更详细地描述)。
71.然而，应当认识到，在其它实施例中，电机200可备选地构造为包括多个电磁体和有源电路的电磁电机，构造成感应型电机、开关磁阻型电机、同步交流电机，或构造成任何其它合适的发电机或马达。
72.此外，如图3中描绘的，第一组绕组208和第一转子202以径向通量配置布置并且第二组绕组210和第二转子204类似地以径向通量配置布置。以此方式，应当认识到，第一组绕组208和第一转子202沿径向方向r在它们之间限定第一气隙216，并且类似地，第二组绕组210和第二转子204也在径向方向r上在它们之间限定第二气隙218。
73.应当认识到，第一组绕组208和第一转子202可独立于第二组绕组210和第二转子204操作，并且还可独立于第二组绕组210和第二转子204进行控制。例如，第一组绕组208和第一转子202可作为电动马达操作，将从第一组绕组208接收的电功率转换为旋转功率，或备选地作为发电机操作，将第一组多个涡轮转子叶片106的旋转功率转换为电功率。类似地，第二组绕组210和第二转子204可作为电动马达操作，将从第二组绕组210接收的电功率
转换为旋转功率，或备选地作为发电机操作，将第二组多个涡轮转子叶片108的旋转功率转换为电功率。第一组绕组208和第一转子202可独立于第二组绕组210和第二转子204在发电机模式或电动马达模式下操作而在发电机模式和电动马达模式之间切换。类似地，第二组绕组210和第二转子204可独立于第一组绕组208和第一转子202在发电机模式或电动马达模式下操作而在发电机模式和电动马达模式之间切换。
74.更特别地，对于图3中描绘的示例性实施例，定子组件206的第一组绕组208电联接到第一电线组件220并且定子组件206的第二组绕组210电联接到第二电线组件222。第一电线组件220包括电线224和所示实施例中的第一组功率电子装置226。当作为电动马达操作时，第一组功率电子装置226可将直流电功率转换成交流电功率(如三相交流电功率)以提供给第一组绕组208。相比之下，当作为发电机操作时，第一组功率电子装置226可将交流电功率转换为直流电功率。
75.类似地，第二电线组件222包括电线228以及所示实施例中的第二组功率电子装置230。当作为电动马达操作时，第二组功率电子装置230可将直流电功率转换为交流电功率(如三相交流电功率)以提供给第二组绕组210。相比之下，当作为发电机操作时，第二组功率电子装置230可将交流电功率转换为直流电功率。
76.进一步对于所示的实施例，发动机包括控制器232和电气总线234。控制器232电联接到电气总线234以及第一电线组件220和第二电线组件222。以这样的方式，控制器232可从第一电线组件220和第二电线组件222中的一个或两个接收电功率并将这种电功率提供给电气总线234。另外或备选地，控制器232可将从电气总线234接收的电功率提供给第一电线组件220和第二电线组件222中的一个或两个。值得注意的是，对于所示的实施例，电气总线234包括一个或多个静止到旋转的电连接件236，其可为例如电刷或其它合适的电连接件。
77.然而，应当认识到，在其它示例性实施例中，电机200的第一组绕组208和第二组绕组210可电联接到各种电线组件、电气总线、控制器、功率电子装置和其它合适的附件，并且还可以任何合适的方式电联接到这些附件。例如，在其它实施例中，电线组件220,222可延伸穿过齿轮箱122，如穿过齿轮箱122的行星齿轮架，并且跟随在涡轮中心框架支承件154周围。另外或备选地，第一电线组件220和第二电线组件222可电联接到单独的电气总线(每个都类似于电气总线234)。
78.仍然参照图3，应当认识到，定子组件206还包括布置在第一组绕组208和第二组绕组210之间的非铁磁性内壳体238。非铁磁性内壳体238可将第一组绕组208和第一转子202与第二组绕组210和第二转子210基本完全磁隔离。以此方式，应当认识到，非铁磁性内壳体238可由非铁磁性材料形成或包括非铁磁性材料。以此方式，定子组件206的非铁磁性内壳体238可不将任何磁通量从第一转子202和第一组绕组208传输到第二转子204和第二组绕组210。这种构造可允许第一转子202和第一组绕组208更独立于第二转子204和第二组绕组210操作。
79.此外，为了将定子组件206的温度保持在期望的操作温度范围内，电机200包括冷却组件。更特别地，所描绘的示例性电机200包括流体冷却系统，并且更特别地，对于所示的实施例，电机200包括液体冷却系统240。此外，如将关于图5至图7的实施例更详细地示出的，非铁磁性内壳体238限定冷却通路(未示出)，该冷却通路延伸通过其中而与液体冷却系
统240流体连通，用于将定子组件206的温度保持在所需的操作温度范围内。
80.对于所示的实施例，液体冷却系统240包括流体输送导管242。对于所示的实施例，流体输送导管242延伸穿过涡轮后框架152，并且包括延伸穿过第一支承部件128的静止到旋转的流体连接件244。以此方式，液体冷却系统240可在操作期间向定子组件206的非铁磁性内壳体238提供冷却流体。冷却流体可为例如润滑油、超临界co2、消耗性液体(如水)或任何其它合适的冷却流体。尽管未描绘，但在某些示例性实施例中，液体冷却系统240可包括用于收集冷却流体并将冷却流体返回通过例如涡轮后框架152的一个或多个吹扫管线。
81.现在参照图4至图6，提供根据本公开内容的示例性实施例的电机200。图4至图6的电机200可结合到上面参照图3描述的发动机中，作为其中描述的示例性电机200。图5提供沿轴向方向a观察的示例性电机200的截面视图，图6提供从第一侧看的示例性电机200的透视截面视图，且图7提供第二侧看的示例性电机200的透视截面视图。
82.与上述示例性电机200一样，图4至图6的示例性电机200大体上包括可与发动机的第一旋转构件旋转的第一转子202、可与发动机的第二旋转构件旋转的第二转子204，以及布置在第一转子202和第二转子204之间的定子组件206。定子组件206包括邻近第一转子202布置的第一组绕组208、邻近第二转子204布置的第二组绕组210和布置在第一组绕组208和第二组绕组210之间的非铁磁性内壳体238。
83.此外，具体参照第一转子202，第一转子202包括第一转子护铁246和多个第一转子磁体212，如上所述，第一转子磁体可为永磁体。多个第一转子磁体212大体上沿电机200的周向方向c布置。类似地，具体参照第二转子204，第二转子204包括第二转子护铁248和多个第二转子磁体214。多个第二转子磁体214也可为永磁体，并且大体上沿电机200的周向方向c布置。
84.定子组件206包括外定子部件248，该外定子部件具有限定多个外定子槽252并且包括多个外定子楔254的铁磁性外定子芯250。第一组绕组208包括至少部分地布置在外定子槽252内的多个外定子线圈256，多个外定子楔254将多个外定子线圈256保持就位。类似地，定子组件206还包括内定子部件258，其具有限定多个内定子槽262并包括多个内定子楔264的铁磁性内定子芯260。第二组绕组210包括至少部分地布置在内定子槽262内的多个内定子线圈266，多个内定子楔264将多个内定子线圈266保持就位。
85.此外，定子组件206包括布置在第一组绕组208和第二组绕组210之间的非铁磁性内壳体238。更特别地，非铁磁性内壳体238包括沿径向方向r位于非铁磁性内壳体238外侧的外定子部件248，以及沿径向方向r位于非铁磁性内壳体238内侧的内定子部件258。
86.特别地，对于所示的实施例，非铁磁性内壳体238在第一端和第二端之间沿轴向方向a延伸。此外，非铁磁性内壳体238包括用于接收外定子部件248，或更特别地是外定子部件248的外定子芯250的外平台268，以及用于接收内定子部件258或更特别地是内定子部件258的内定子芯260的内平台270。外保持环272将外定子部件248压靠在外平台268端部的外唇上，并且内保持环274将内定子部件258压靠在内平台270端部处的内唇上。
87.非铁磁性内壳体238还包括位于第二端的安装板276，用于将电机200的定子组件206安装在环境内，如发动机内，如发动机的齿轮箱，如上面关于图3描述的发动机的齿轮箱122。以此方式，将认识到，非铁磁性内壳体238是用于定子组件206的结构框架，因为它提供例如用于安装外定子部件248和内定子部件258以及用于将定子组件206安装在环境内的基
础。
88.此外，如上所述，定子组件206的非铁磁性内壳体238由非铁磁性材料形成，并且设计成将定子组件206的第一组绕组208和第一转子202与定子组件206的第二组绕组210和第二转子204基本完全磁隔离。特别地，对于所示的实施例，非铁磁性内壳体238限定沿径向方向r的厚度以提供这种功能。
89.值得注意的是，相比之下，铁磁性外定子芯250和铁磁性内定子芯260均由铁磁性材料形成以传送磁通量。
90.此外，所描绘的示例性非铁磁性内壳体238限定穿过其中延伸的冷却通路278。冷却通路278可流体地联接到液体冷却系统(如液体冷却系统240)或另一流体冷却系统(如空气冷却系统)，以将非铁磁性内壳体238的温度保持在期望的操作范围内，并且更特别地，将定子组件206的温度保持在期望的操作温度范围内。冷却通路278可为多个单独的冷却通路278，或备选地，对于所示实施例，可为单个冷却通路，其限定例如穿过非铁磁性内壳体238的轴向长度的螺旋形状。这种构造例如在图5中示出，其中冷却通路278在一个圆周位置进入图5中的参考平面并且在分开的圆周位置离开图5中的参考平面。
91.为了制造具有这种特征的非铁磁性内壳体238，可利用3d打印工艺或任何其它合适的增材制造工艺。以此方式，应当认识到，定子组件206的非铁磁性内壳体238可通过增材制造工艺形成。
92.然而，相比之下，在其它示例性实施例中，内壳体238可通过一种或多种合适的机加工工艺、铸造工艺等形成。此外，在某些示例性实施例中，外定子芯250和内定子芯260可通过合适的层压工艺或其它合适的工艺形成。
93.结合根据这些示例性实施例中的一个或多个的电机200可提供相对紧凑的电机200，其能够与发动机的两个单独旋转构件一起操作(例如，以不同速度旋转、以不同方向旋转，或以两者旋转)，减轻重量、复杂性等。此外，根据这些示例性实施例中的一个或多个的电机可通过增加将第一组绕组208和第一转子202以及第二组绕组210和第二转子204彼此独立地作为电动马达、发电机或两者操作的能力来促进控制燃气涡轮发动机的灵活性提高，潜在地改变联接到第一转子的第一旋转构件相对于联接到第二转子的第二旋转构件的提取的电功率或添加的机械/旋转功率的比率。以此方式，电机能够将能量从一个旋转构件传递到另一旋转构件，向两个旋转构件增加功率，和/或从两个旋转构件提取能量。
94.例如，如上所述，在至少某些示例性方面，电机200可构造成与反向旋转构件一起操作。例如，第一转子202可通过第一旋转构件旋转并且第二转子204可通过第二旋转构件旋转，其中第一旋转构件构造成沿第一周向方向c1旋转并且第二旋转构件构造成沿第二周向方向c2旋转。第一周向方向c1可与第二周向方向c2相反。通过这样的构造，应当认识到，第一组绕组208的多个外定子线圈256可以与第二组绕组210的多个内定子线圈266的图案相反的图案布置。例如，当第一组绕组208和第二组绕组210以三相构造布置时，多个外定子线圈256可沿第一周向方向c1以a,b,c,a,b,c,a,b,c等的图案布置(分别在图4标记为“256a”、“256b”、“256c”)，并且多个内定子线圈266可沿第一周向方向c1以c,b,a(在图4中分别记为“266c”、“266b”、“266a”),c,b,a,c,b,a等的图案布置。值得注意的是，参考标记“a”、“b”和“c”可各自指给定电机的极的特定绕组系列。
95.除上文之外，为了适应例如发动机的反向旋转构件，使铁磁性外定子芯250中的磁
场在与铁磁性内定子铁芯260中的磁场相反的方向上旋转可能是有益的。为实现定子磁场的这种反向旋转，第一组绕组208(多相绕组)的空间顺序必须与第二组绕组210(也是多相绕组)的空间顺序相反。上面论述这种构造。然而，另外，在第一组绕组208中流动的多相电流的时间顺序必须与第二组绕组210中的时间顺序相反。(值得注意的是，如本文所用，用语“时间”是指电流顺序。)例如，第一组绕组208可在空间上按顺时针方向排列为u-v-w，并且它们的电流也可在时间上按相同顺序排列，导致在外定子芯250中沿顺时针方向旋转的磁场。同时，第二组绕组210可在空间上按逆时针方向(在相同定向上观察时)排列为u-v-w，并且它们的电流也可在时间上按相同顺序排列，导致在内定子芯260中沿逆时针方向旋转的磁场。
96.可通过以下实例进一步示出上述构造。在可为径向通量构造的一个示例性实施例中，三相电机可布置如下：绕组的前三相组(na1,nb1和nc1)可布置在外定子芯250上并且可具有对应的三相电流(ia1,ib1,ic1)在其中流动。第一组三相绕组可包括第一极数p1。此外，第二组三相绕组(na2,nb2和nc2)可布置在内定子芯260上并且可具有相应的三相电流(ia2,ib2,ic2)在其中流动。第二组三相绕组可包括第二极数p2。第一极数p1可不同于第二极数p1。在可为轴向通量构造的替代构造中，三相电机可布置如下：第一组三相绕组(na1,nb1和nc1)可布置在定子的右芯侧，并且可具有对应的三相电流(ia1,ib1,ic1)在其中流动；并且第二组三相绕组(na2,nb2和nc2)可布置在定子的左芯侧，并且可具有对应的三相电流(ia2,ib2,ic2)在其中流动。同样，第一组三相绕组可包括第一极数p1，并且第二组三相绕组可包括第二极数p2。
97.不管怎样，绕组的空间顺序可由两组三相绕组中的每一个的绕组功能来限定。对于第一组三相绕组，绕组功能的基本分量可为：na1(θ
e1
) = n
1 cos (θ
e1
)；nb1(θ
e1
) = n
1 cos (θ
e1
ꢀ‑
2π/2)；nc1(θ
e1
) = n
1 cos (θ
e1 +2π/2)；其中，n1：第一组平衡三相绕组的峰值绕组函数[匝数]；以及其中，θ
e1
：是具有围绕电机外围的极数为p1的第一组绕组的空间电角度[弧度]。
[0098]
此外，在那些第一组绕组中流动的电流可限定为：ia1(t) = ipk
1 cos (ω1t)ib1(t) = ipk
1 cos (ω1t-2π/2)；ic1(t) = ipk
1 cos (ω1t +2π/2)；其中，ipk1:在第一组平衡三相绕组中流动的电流峰值(幅值)[安培]；其中，ω1：第一电流组的角频率[弧度/秒]；以及其中，t：时间[秒]。
[0099]
进一步地，对于第二组绕组，可能存在相反的绕组空间顺序，因此绕组函数的基本分量为:na2(θ
e2
) = n
2 cos (θ
e2
)；nb2(θ
e2
) = n
2 cos (θ
e2 +2π/2)；nc2(θ
e2
) = n
2 cos (θ
e2
ꢀ‑
2π/2)；其中，n2：第二组平衡三相绕组的峰值绕组函数[匝数]；以及
其中，θ
e2
：是具有围绕电机外围的极数为p2的第二组绕组的空间电角度[弧度]。
[0100]
从三角定义中，注意na2,nb2和nc2的空间顺序与na1,nb1和nc1相反。此外，在第二组绕组中流动的电流可能存在相反的时间顺序，并且因此这些电流可限定为：ia2(t) = ipk
2 cos (ω2t)；ib2(t) = ipk
2 cos (ω2t+2π/2)；ic2(t) = ipk
2 cos (ω2t-2π/2)；其中，ipk2：在第二组平衡三相绕组中流动的电流峰值(幅值)[安培]；其中，ω2：第二电流组的角频率[弧度/秒]；以及其中，t：时间[秒]。
[0101]
从三角定义中，注意ia2,ib2和ic2的时间顺序与ia1,ib1和ic1相反。
[0102]
平衡的三相绕组组(na1,nb1和nc1)与其中流动的电流(ia1,ib1,ic1)的组合可能会导致在外部(径向通量)或右侧(轴向通量)定子铁芯侧沿顺时针方向旋转的磁场。该顺时针方向旋转磁场可与例如发动机的第一旋转构件同步，沿顺时针方向旋转，并且可实现功率转换：在马达模式或发电机模式中。
[0103]
另外，平衡三相绕组组(na2,nb2和nc2)与其中流动的电流(ia2,ib2,ic2)的组合可能会导致内部(径向通量)或左侧(轴向通量)定子铁芯侧中烟逆时针方向旋转的磁场。该逆时针方向旋转磁场可与例如发动机的第二构件同步，沿逆时针方向旋转，并且也可实现功率转换：马达模式或发电机模式。
[0104]
因此，两电功率转换可为完全独立的，并且还可经由连接到第一组绕组250和第二组绕组260的对应的功率转换器来控制。以此方式，电机200可构造成与例如发动机的反向旋转的旋转构件一起操作。
[0105]
然而，应当认识到，以上参照图4至图6描述的示例性电机200仅作为实例提供。在其它示例性实施例中，电机200可具有任何其它合适的构造，例如用于将外定子部件248和内定子部件258联接到非铁磁性内壳体238的任何其它合适的装置、任何其它合适的冷却通路构造、任何其它合适的永磁体和定子线圈的布置、任何其它合适类型的磁体等。此外，应当认识到，上文参照图4至图6描述的示例性电机200构造成产生或利用交流电功率，如三相交流电功率，在其它实施例中，示例性电机200可另外或备选地构造成产生或利用任何其它合适类型的电功率，如直流电功率。
[0106]
此外，仍将认识到，尽管上述示例性实施例构造为径向通量电机200，但在其它示例性实施例中，电机200可具有任何其它合适的构造。例如，现在参照图7，提供结合到根据本公开内容的另一示例性实施例的燃气涡轮发动机中的电机200。图7中描绘的示例性实施例可以与上面参照图3描述的示例性实施例基本相同的方式构造。
[0107]
例如，图7中描绘的示例性电机200大体上包括可与发动机的第一旋转构件(对于所示实施例而言是多个第一涡轮转子叶片106)旋转的第一转子202、可与发动机的第二旋转构件(对于所示实施例可为多个第二涡轮转子叶片108；见图3)旋转的第二转子204，以及布置在第一转子202和第二转子204之间的定子组件206。尽管在图7所示的示意图中没有描绘，但是应当认识到，定子组件206包括与第一转子202相邻布置的第一组绕组208、与第二转子204相邻布置的第二组绕组210，以及布置在第一组绕组208和第二组绕组210之间的非铁磁性内壳体238。
[0108]
然而，值得注意的是，在图7的示例性实施例中，电机200没有以径向通量构造布置。相反，对于所示的实施例，第一组绕组208和第一转子202以轴向通量构造布置，并且类似地，第二组绕组210和第二转子204以轴向通量构造布置。以此方式，应当认识到，第一组绕组208和第一转子202沿轴向方向a在它们之间限定第一气隙216，并且类似地，第二组绕组210和第二转子204也在轴向方向a上在它们之间限定第二气隙218。
[0109]
在其它示例性实施例中，第一组绕组208和第一转子202，以及第二组绕组210和第二转子204，可另外或备选地以任何其它合适的通量构造布置，例如锥形通量构造(例如，其中第一气隙216和第二气隙218与电机200/发动机的中心线限定大于0度且小于90度的角度)。
[0110]
此外，应当认识到，尽管参照以上附图描述的示例性电机200定位在发动机的涡轮区段内，但在其它示例性实施例中，电机200可定位在发动机的涡轮区段内的任何其它合适的位置，或可能位于发动机的其它地方。例如，在其它示例性实施例中，电机200可嵌入发动机的压缩机区段内，可嵌入发动机的风扇区段内，可沿径向方向r嵌入在发动机的核心空气流径内侧的位置处的别处，或可沿径向方向r定位在发动机的核心空气流径的外侧(例如，在外壳内、在外机舱或管道内等)。
[0111]
此外，仍将认识到，尽管此处描述的示例性电机200示出和描述为定位在航空燃气涡轮发动机内，但在其它示例性实施例中，电机200可另外或备选地与任何其它合适的燃气涡轮发动机一起使用，如航改燃气涡轮发动机、功率生成燃气涡轮发动机等。此外，仍然在其它示例性实施例中，电机200可与任何其它合适的发动机(如内燃机)，或与任何其它合适的机器一起使用。
[0112]
现在参照图8，提供根据本公开内容的示例性方面的用于操作电机的方法300的流程图。由方法300操作的电机可根据上文描述的和图1至图7中描绘的示例性实施例中的一个或多个来构造。因而，至少在某些示例性方面，由方法300操作的电机可结合到发动机(如航空燃气涡轮发动机)中，并且可包括可与发动机的第一旋转构件旋转的第一转子、可与发动机的第二旋转构件旋转的第二转子，以及布置在第一转子和第二转子之间的定子。
[0113]
对于所描绘的示例性方面，方法300包括在(302)处将定子的第一组绕组与第一转子作为第一电动马达或第一发电机操作，并且在(304)处独立于在(302)处将第一组绕组与第一转子作为第一电动马达或第一发电机操作来将定子的第二组绕组与第二转子作为第二电动马达或第二发电机操作。
[0114]
如本文所用，关于第一组绕组和第一转子相对于第二组绕组和第二转子的操作的用语“独立地”是指以与旋转速度、旋转方向、功率输送速率或功率提取速率或它们的另一些组合无关的旋转速度、旋转方向、功率输送速率、功率提取速率，或它们的某种组合下操作这些中的一者。
[0115]
例如，在所描绘的示例性方面中，在(302)处操作定子的第一组绕组与第一转子包括在(306)处使第一转子与发动机的第一旋转构件沿第一周向方向旋转。此外，在(304)处操作定子的第二组绕组与第二转子包括在(308)处使第二转子与发动机的第二旋转构件沿第二周向方向旋转，其中第一周向方向与第二周向方向相反。
[0116]
进一步举例来说，对于所描绘的示例性方面，在(302)处操作定子的第一组绕组与第一转子包括在(310)处将定子的第一组绕组与第一转子作为第一发电机操作(使来自第
一旋转构件的旋转功率转换为电功率)，并且在(304)处操作定子的第二组绕组与第二转子包括在(312)处将定子的第二组绕组与第二转子作为第二发电机操作。此外，对于所描绘的示例性方面，在(312)处将定子的第二组绕组与第二转子作为第二发电机操作包括：在(314)处，独立于控制从第一组绕组中的功率提取，控制从第二组绕组中的功率提取。
[0117]
例如，响应于例如接收到的与发动机的一个或多个操作条件相关的数据(例如，来自一个或多个发动机传感器、其它控制器等)，方法300可决定增加或减少第一组绕组与第二组绕组的功率提取比。
[0118]
然而，备选地，响应于例如接收到的与发动机的一个或多个操作条件相关的数据，方法300可改为将第一组绕组和第一转子或第二组绕组和第二转子中的一者作为电动马达操作，以及将第一组绕组和第一转子或第二组绕组和第二转子中的另一者作为发电机操作。以此方式，方法300可将功率从发动机的第一或第二旋转构件中的一个传递到发动机的第一或第二旋转构件中的另一个。
[0119]
备选地，仍然响应于例如接收到的与发动机的一个或多个操作条件相关的数据，方法300可改为决定将第一组绕组和第一转子以及第二组绕组和第二转子两者作为电动马达操作。在此情况下，方法300可进一步决定增加或减少提供给第一组绕组与第二组绕组的功率比。
[0120]
在至少某些示例性方面，方法300可进一步操作电机以控制例如集成有电机的发动机的一个或多个构件上的负载。例如，方法300可控制电机以减少至少部分地支承电机的一个或多个轴承上的负载。更特别地，如以虚线描绘的，方法300可包括在(316)处控制从第一组绕组提取的功率、提供给第一组绕组的功率或两者与从第二组绕组提取的功率、提供给第二组绕组的功率或两者的比率，以控制发动机的一个或多个轴承上的净负载。通过这样的步骤，(316)处的控制步骤还可包括接收指示发动机的一个或多个轴承上的负载的数据并且响应于接收到指示发动机的一个或多个轴承上的负载的数据来调整比率。
[0121]
如将认识到，调整该比率可控制在两个气隙中沿相反方向行进的两个磁场的气隙通量密度大小。具体而言，这可抵消(或基本抵消，或更完全地抵消)径向拓扑构造中的径向力或轴向通量拓扑中的轴向力。因此，这可减少一个或多个轴承上的负载。
[0122]
应当认识到，根据本公开内容的一个或多个示例性方面操作电机可允许更灵活的控制功能，允许单个电机相对于彼此有效地控制发动机的多个旋转轴或其它构件。
[0123]
本公开内容的进一步方面可在以下条款中提供：一种发动机包括：第一旋转构件；第二旋转构件，其与第一旋转构件分开；以及电机，该电机包括可与第一旋转构件旋转的第一转子、可与第二旋转构件旋转的第二转子，以及布置在第一转子和第二转子之间的定子组件，该定子组件包括布置成邻近第一转子的第一组绕组、布置成邻近第二转子的第二组绕组，以及布置在第一组绕组和第二组绕组之间的非铁磁性内壳体。
[0124]
根据这些条款中的一项或多项的发动机，其中定子组件的内壳体限定多个延伸穿过其中的冷却通路。
[0125]
根据这些条款中的一项或多项的发动机，还包括液体冷却系统，其中液体冷却系统与限定在定子组件的内壳体中的多个冷却通路流体连通。
[0126]
根据这些条款中的一项或多项的发动机，其中定子组件的内壳体通过增材制造工
艺形成。
[0127]
根据这些条款中的一项或多项的发动机，其中定子组件的内壳体将第一组绕组与第二组绕组基本完全磁隔离。
[0128]
根据这些条款中的一项或多项的发动机，其中发动机是航空燃气涡轮发动机。
[0129]
根据这些条款中的一项或多项的发动机，其中第一旋转构件构造成在发动机的第一周向方向上旋转，其中第二旋转构件构造成在发动机的第二周向方向上旋转，且其中第一周向方向与第二周向方向相反。
[0130]
根据这些条款中的一项或多项的发动机，其中第一旋转构件包括第一多个涡轮转子叶片，且其中第二旋转构件包括与第一多个涡轮转子叶片相互交叉的第二多个涡轮转子叶片。
[0131]
根据这些条款中的一项或多项的发动机，其中第一组绕组包括第一多个定子线圈，其中第二组绕组包括第二组定子线圈，且其中第一多个定子线圈以与第二多个定子线圈的图案相反的图案布置。
[0132]
根据这些条款中的一项或多项的发动机，其中第一组绕组的第一时间顺序与第二组绕组的第二时间顺序相反。
[0133]
根据这些条款中的一项或多项的发动机，其中第一组绕组和第一转子以径向通量构造布置，且其中第二组绕组和第二转子类似地以径向通量构造布置。
[0134]
根据这些条款中的一项或多项的发动机，其中第一组绕组和第一转子以轴向通量构造布置，且其中第二组绕组和第二转子类似地以轴向通量构造布置。
[0135]
根据这些条款中的一项或多项的发动机，其中定子组件的内壳体是用于定子组件的结构框架。
[0136]
一种用于发动机的电机，包括：第一转子；第二转子；以及布置在第一转子和第二转子之间的定子组件，该定子组件包括布置成邻近第一转子的第一组绕组、布置成邻近第二转子的第二组绕组，以及布置在第一组绕组和第二组绕组之间的非铁磁性内壳体。
[0137]
根据这些条款中的一项或多项的电机，其中定子组件的非铁磁性内壳体将第一组绕组与第二组绕组基本完全磁隔离。
[0138]
一种操作用于发动机的电机的方法，该电机包括可与发动机的第一旋转构件旋转的第一转子、可与发动机的第二旋转构件旋转的第二转子，以及布置在第一转子和第二转子之间的定子组件，该方法包括：将定子组件的第一组绕组与第一转子作为第一电动马达或第一发电机操作；以及独立于将定子组件的第一组绕组与第一转子作为第一电动马达或第一发电机操作来将定子组件的第二组绕组与第二转子作为第二电动马达或第二发电机操作。
[0139]
根据这些条款中的一项或多项的方法，其中定子组件的第一组绕组布置成邻近第一转子，其中定子组件的第二组绕组布置成邻近第二转子，且其中电机的定子组件还包括布置在第一组绕组和第二组绕组之间的内壳体。
[0140]
根据这些条款中的一个或多个的方法，其中将定子组件的第一组绕组与第一转子作为第一电动马达或第一发电机操作包括将定子组件的第一组绕组与第一转子作为第一发电机操作，且其中将定子组件的第二组绕组与第二转子作为第二电动马达或第二发电机操作包括将定子组件的第二组绕组与第二转子作为第二发电机操作。
[0141]
根据这些条款中的一个或多个的方法，其中将定子组件的第二组绕组与第二转子作为第二发电机操作包括：独立于控制从第一组绕组中的功率提取，控制从第二组绕组中的功率提取。
[0142]
根据这些条款中的一个或多个的方法，还包括控制从第一组绕组提取的功率、提供给第一组绕组的功率或两者与从第二组绕组提取的功率、提供给第二组绕组的功率或两者的比率，以控制发动机的一个或多个轴承上的净负载。
[0143]
该书面描述使用示例来公开本发明(包括最佳模式)，且还使本领域中的任何技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可申请专利的范围由权利要求书限定，且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类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带有非实质性差异的等同结构元件，此类其它示例意在处于权利要求书的范围内。