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多级同步发电机

阅读：594发布：2020-05-11

专利汇可以提供多级同步发电机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且所公开的实施例旨在对用于向负载提供功率的现有多级发电机进行改进。特别地，本发明的各实施例包括位于多级发电机系统的副励磁机的输出端与主励磁机之间的调节器，该调节器布置成限制可用于励磁电流控制元件的电压，该励磁电流控制元件设置供应到该主励磁机的励磁电流。，下面是多级同步发电机专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种多级发电机，包括：
第一级；
第二级；
励磁电流供应路径，所述励磁电流供应路径将所述第一级的输出端连接到所述第二级的励磁电流输入端，以向所述第二级提供励磁电流；
其中所述供应路径包括：
励磁电流控制元件，所述励磁电流控制元件被布置成响应于所述发电机的输出而控制供应到所述第二级的所述电流，以及
调节器，所述调节器位于所述第一级的所述输出端与所述励磁电流控制元件之间，并且被布置成限制由所述第一级供应到所述励磁电流控制元件的电流和/或电压；
其中所述调节器被布置成响应于所述发电机的转速而调节供应到所述励磁电流控制元件的所述电压。
2.如权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述调节器被布置成向所述励磁电流控制元件提供恒定电压。
3.如权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述调节器被配置成限制提供给所述励磁电流控制元件的电压，以限制能由所述励磁电流控制元件在给定转速下提供给所述第二级的最大励磁电流。
4.如权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述调节器被配置成限制提供给所述励磁电流控制元件的电压，以限制能由所述励磁电流控制元件在给定转速下提供给所述第二级的最大励磁电流，即使在所述励磁电流控制元件将所述励磁电流基本上不受抑制地传递到所述第二级时亦是如此。
5.如权利要求1到4中的任一项所述的发电机，其特征在于，所述调节器被布置成根据所述发电机的温度来调节供应到所述励磁电流控制元件的所述电压。
6.如权利要求5所述的发电机，其特征在于，所述调节器被布置成根据所述励磁线圈的温度来调节供应到所述励磁电流控制元件的所述电压。
7.如前述权利要求中的任一项所述的发电机，其特征在于，进一步包括感测装置，所述感测装置用于感测所述励磁电流供应路径中的第一状况，以检测所述调节器的所述输出是否超过预定阈值。
8.如权利要求7所述的发电机，其特征在于，所述感测装置检测所述调节器的所述电压输出。
9.如权利要求7或权利要求8所述的发电机，其特征在于，所述感测装置被布置成检测指示所述调节器的信号输出基本上等于所述调节器的信号输入的第二状况。
10.如权利要求7到9中的任一项所述的发电机，其特征在于，所述感测装置被进一步布置成在检测到所述第一和/或第二状况之际向用户警告故障状况。
11.如权利要求7到10中的任一项所述的发电机，其特征在于，所述感测装置被进一步布置成在检测到所述第一和/或第二状况之际将所述发电机与负载隔离。
12.如权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述调节器被进一步布置成调节供应到所述励磁电流控制元件的所述电流。
13.如权利要求12所述的发电机，其特征在于，所述调节器被布置成根据所述发电机的转速来调节供应到所述励磁电流控制元件的所述电流。
14.如任一项前述权利要求所述的发电机，其特征在于，所述第一级是副励磁机。
15.如权利要求14所述的发电机，其特征在于，所述副励磁机被安装在所述发电机的驱动轴上。
16.如任一项前述权利要求所述的发电机，其特征在于，所述发电机是飞行器发电机。

说明书全文

多级同步发电机

技术领域

[0001] 本发明涉及一种同步发电机系统，并且尤其涉及飞行器中使用的可变速度发电机系统。

[0002] 发明背景

[0003] 典型地，在燃气涡轮机驱动的发电机中，根据驱动发电机的(诸)涡轮机的速度来将转动能量提供给发电机转子。例如，在飞行器的上下文中，引擎的转速在地面怠速(低速)、起飞(高速)、和巡航(中速)之间变化。这意味着发电机在一输入速度范围上操作。许多飞行器使用具有插入在引擎与发电机之间的变速器的恒定频率发电机，以便为了由发电机供电的电气设备正确地运作，在可接受的频率范围内提供所要求的电输出。

[0004] 在许多应用中，特别是在飞行器中，发电机尽可能轻量是有益的，并且因此可以有利地使用可变速度发电机，因为它们可以消除对于涡轮机或其他原动机和发电机之间的机械变速器的需要。省略机械速度发电机可以减小重量、成本和复杂性，并且潜在地增加系统可靠性，同时减少对于日常维护的需要。

[0005] 尽管由发电机驱动的电负载可被容易地设计成应对发电机的可变输出固有的输入频率范围，但是这种发电机所提出的一个问题是特别是取决于转速和发电机上的电负载，发电机的输出电压可以变化。如果输出电压超过电气装备的操作限制，则可能出现故障。如果发电机的输出电压过低，则系统中构成负载的电气组件可能无法正常运作。

[0006] 因此需要设计可变速度发电机，以便它能够以最小速度和最大负载来递送所设计的输出电压。在飞行器的上下文中，该情况的示例将是当飞行器在地面怠速状态中，并且所有电气系统都被占用时。

[0007] 相反，在低负载和高速时，发电机可以提供比所设计的输出电压高得多的输出电压。例如，在典型系统的示例中，在向主励磁机提供2A的励磁电流时，发电机可以提供其最大输出电压。然而，在全转速下，副励磁机可以提供至多达12A。

[0008] 图1示出了已知的用于将诸如来自涡轮机的输出轴的机械旋转转换成电系统中使用的电功率的常规三级发电机。发电机100包括第一级110、第二级120、以及第三级130，它们在所示出的示例中全都被耦合到轴140，该轴140可由涡轮机(未示出)驱动。

[0009] 第一级110是副励磁机。副励磁机是用于后级励磁机线圈的电功率的源。它可以是具有带有安装在转子轴140上的永磁体112的转子111的小型AC发电机，并且在定子113、114上具有三相绕组。副励磁机110的输出115是三相电信号(由线15A、15B、15C表示)。副励磁机可被包括在发电机轴140上，以便不要求外部电功率来向主励磁机提供电压。该副励磁机可以是如图1中示出的永磁体励磁机，或者替代地，用于向主励磁机提供功率的其他系统同样是可能的。所解说类型的永磁体励磁机对于本领域读者而言将是已知的，并且因此在此不再详细描述。

[0010] 如在图1中可以看到的，第二级120可以被提供成主励磁机120，并且可包括安装在轴140上的转子121。主励磁机励磁电流Ic被施加到励磁绕组122。励磁绕组122位于定子124上。将励磁电流Ic施加到主励磁机对于为励磁绕组122供电是必要的，以使得主励磁机120的操作生成第三级130所要求的励磁电流。转子121的旋转在由施加到定子124的励磁绕组122的励磁电流Ic提供的场内产生主励磁机的输出，该主励磁机的输出被提供给发电机100的第三级130。施加到主励磁机的励磁电流Ic的增大将明显地增大存在于主励磁机的输出端处的电流。位于主励磁机120的输出端处的是三相桥式整流器125。桥式整流器125被连接至发电机100的第三级130，以便提供经整流的励磁电流Ix。图1中的主励磁机120是无刷励磁机，尽管其他配置(诸如举例而言滑环励磁机)也是有可能的。

[0011] 发电机100的第三级130是包括安装在轴140上的转子131的交流发电机。励磁线圈132和极133位于转子131上。转子组装件131、132、133在定子135内旋转。在转子与定子135之间提供气隙134。交流发电机130的输出端136可以是看成具有三个相位端子和一中性端子。从第二级主励磁机120接收到的经整流的励磁电流Ix被提供给主励磁电路132、133。在电枢135的输出端136处的发电机的输出电压取决于供应到位于转子131上的励磁线圈132的励磁电流Ix。

[0012] 如上所述，确保发电机100的主输出端136在发电机以不同的转速操作期间不偏离期望水平太远是合意的。为了控制输出电压，将发电机控制单元(GCU)提供作为永磁体发电机副励磁机的输出与主励磁机磁场之间的控制元件。GCU控制元件的功能是确保主励磁机被提供有励磁电流Ic，以此方式发电机的输出保持在经连接的负载操作所要求的容差内。

[0013] 图2示出了包括GCU励磁电流控制元件的系统。如在图2中可以看到的，第一级的输出端子115经由包括二极管整流器116和GCU励磁电流控制元件150的电路来传递到主励磁机的励磁绕组。整流器116被示出为二极管整流器，但是将领会，出于整流PMG副励磁机110的信号输出的目的，可以使用不同的整流器。随后，副励磁机110的经整流输出被直接传递到GCU 150。在图2中还可以看到，指示发电机100的第三级的输出的信号被连接到GCU 150的输入端153。以此方式，GCU 150可以响应于发电机100的测得输出来调节输入到主励磁机120的励磁电流Ic，以确保所要求的操作特性(诸如输出电流和/或输出电压)被维持。

[0014] 在发电机的主输出高于期望电压时，励磁机励磁电流Ic可以由控制元件150减小以减小主输出电压。当主输出低于所要求的主输出时，控制元件150可以增大励磁电流Ic以增大主输出电压。如果控制元件150发生故障使得输出电压过低，则GCU或其他功率管理系统可将发电机与飞行器电系统断开连接，并且由该发电机馈送的负载通常从替代功率源(诸如副发电机)馈送。如果控制元件发生故障，其中输出电压过高，则有由发电机馈送的负载发生过载的可能。

[0015] 例如，在低负载状况中的高引擎速度下，如果控制元件150发生故障，使得经完全整流的永磁体发电机励磁电流被施加到励磁绕组，则发电机100的输出电压可非常快速地升高到不期望的水平。在这些情况下，设计用于检测故障并且防止过度的电压被足够快速和可靠地施加到负载上的保护电路变成技术上的挑战。

[0016] 在已知系统中的GCU励磁电流控制元件发生故障的情况下，位于发电机的输出端处的安全设备必须快速作出反应，以采取缓解动作(诸如将发电机与处于风险的任何负载断开连接，免受过压损坏)。在输出电压超过预定义的阈值或限制的情况下，发电机的主输出可被短路。这样的电路必须被设计成非常快速地动作，以便负载装备不被损坏，这样的“撬杆电路”可以有效地保护负载装备。发电机输出端处的电路可能必须在1ms或更短内动作，以将发电机与负载断开连接以避免损坏负载装备，并且因此必然地必须包含复杂的电路系统。在重量很重要的系统中，这种可能重若干千克的基于输出的安全装置不一定是理想的。

[0017] 发明概述

[0018] 本公开的各实施例旨在对用于多级同步发电机的系统作出改进，尤其是当维持在经严格控制的性能限制内操作的系统的同时减小系统的总重量。这在飞行器功率发电机系统中尤其重要。将电压调节器引入励磁电流供应线，该励磁电流供应线将励磁电流提供给发电机的主励磁机。通过经由有限的电压或电流来限制可用于发电机控制单元(GCU)元件的电功率，可以缓解GCU元件发生故障的后果。

[0019] 根据本发明的第一方面，提供了一种多级同步发电机，其包括第一级、第二级、励磁电流供应路径(将该第一级的输出端连接到该第二级的励磁电流输入端以向该第二级提供励磁电流，其中该供应路径包括布置成响应于该发电机的输出而控制供应到该第二级的电流的励磁电流控制元件)、以及调节器(位于该第一级的输出端与该励磁电流控制元件之间，并且被布置成限制由第一级供应到该励磁电流控制元件的电流和/或电压)。

[0020] 通过限制可用于该励磁电流控制元件的电信号，在励磁电流控制元件发生故障的情况下，可生成的励磁机励磁电流将不升高至不可接受的水平。这意味着用于补偿发电机的输出端处的过大电压的电路系统可能不要求在系统中，或者可以被简化，由此减小了系统的重量和复杂性。

[0021] 调节器可被布置成调节或限制供应到励磁电流控制元件的电压。此外，调节器可被布置成响应于发电机的转速而调节供应到励磁电流控制元件的电压。以此方式，供应到励磁电流控制元件的电压可以被调整，以遵循与发电机的速度相关的特定功能，这允许励磁电流控制元件以优化的方式来运作。实际上，这意味着可以基于发电机的转速来调谐到励磁电流控制元件的输入。

[0022] 调节器可被布置成向励磁电流控制元件提供恒定电压。该布置使可用于励磁电流控制元件的电压与发电机的转速无关，从而向由现有技术呈现的问题提供了轻量且低成本的解决方案。

[0023] 调节器可被配置成限制提供给励磁电流控制元件的电压，以限制可由励磁电流控制元件在给定转速下提供给第二级的最大励磁电流。

[0024] 调节器可被进一步布置成限制提供给励磁电流控制元件的电压。这可以限制励磁电流控制元件在给定转速下可以提供给第二级的最大励磁电流，即使在励磁电流控制元件将励磁电流基本上不受抑制地传递到第二级时亦是如此。转速规定了提供给励磁电流控制元件的电压，并且所供应的电压可以由调节器针对每个转速来调整。这可以允许励磁电流控制元件以完全“导通”模式操作，其中它允许来自调节器的信号以励磁电流控制元件不影响信号的方式来传递到主励磁机，而没有对系统性能的显著缺点。

[0025] 调节器可被布置成根据发电机的温度来调节供应到励磁电流控制元件的电压。发电机的操作温度可影响电阻，并且因此影响励磁机在给定电压下的电流输出，这进而影响发电机的最大输出电压。从发电机向调节器提供基于温度的信号允许响应于发电机的温度而经由电压输入来控制最大励磁机电流。这可以帮助确保在变化的温度状况下，通过在计及发电机的温度或励磁线圈其自身的温度的情况下限制递送到第二级励磁机的电压，仅递送发电机的期望最大输出电压。

[0026] 调节器可被布置成根据励磁线圈的温度来调节供应到励磁电流控制元件的电压。

[0027] 发电机可进一步包括感测装置，该感测装置用于感测调节器和励磁电流控制元件之间的励磁电流供应路径中的第一状况，以检测调节器的输出是否超过预定阈值。通过检测调节器的输出何时超过特定阈值，调节器中的故障不被放任而不被检测。因此，当实际上在励磁电流控制元件发送故障的情况下经完全整流的副励磁机电压可被施加到主励磁机时，发电机的操作者不觉得系统正在正确操作。

[0028] 感测装置可以检测调节器的电压输出。感测装置可被布置成检测指示调节器的信号输出基本上等于调节器的信号输入的第二状况。

[0029] 感测装置可被进一步布置成在检测到第一和/或第二状况之际向用户警告故障状况。

[0030] 发送装置可被进一步布置成在检测到第一和/或第二状况之际将发电机与负载隔离。

[0031] 调节器可被布置成调节供应到励磁电流控制元件的电流。

[0032] 调节器可被布置成根据发电机的转速来调节供应到励磁电流控制元件的电流。

[0033] 第一级可以是副励磁机，并且该副励磁机可被安装在发电机的驱动轴上。

[0034] 励磁电流供应线可进一步包括副励磁机的输出端处的整流器，并且该整流器可以是二极管整流器。

[0035] 副励磁机可以是永磁体励磁机。副励磁机的输出可以是三相电输出。

[0036] 第二级可以是发电机的主励磁机。主励磁机可被安装在发电机的驱动轴上，并且主励磁机可以是无刷励磁机。

[0037] 发电机可进一步包括第二级的输出端处的整流器，并且该整流器可以是三相桥式整流器。

[0038] 发电机可包括第三级，并且第三级可以是交流发电机。发电机的主输出可以是交流发电机的输出。

[0039] 发电机可以是飞行器功率发电机。

[0040] 励磁电流控制元件可以是开关模式电源。

[0041] 根据所附权利要求和以下详细描述，本发明的各实施例的进一步特征和优点将变得显而易见。附图说明

[0042] 本发明的进一步特征和优点将从仅作为示例呈现的其实施例的以下描述以及通过参考附图而变得显而易见，其中相同的附图标记指代相同的部件，并且其中：

[0043] 图1示出了现有技术发电机系统的概览；

[0044] 图2示出了现有技术发电机系统的示意图；

[0045] 图3示出了根据本发明的发电机的示例；

[0046] 图4示出了根据本发明的采用速度依赖调节器的发电机的示例；

[0047] 图5示出了其中调节器取决于发电机的温度和/或速度的发电机的示例。

具体实施方式

[0048] 图3示出了根据本发明的多级同步发电机的示例。它包括第一级110、第二级120、以及第三级130。在图3中示出的实施例中，第一级110、第二级120和第三级130全部安装在输入轴140上，尽管本发明的各示例可以使用包括第一级的任何多个级来实现(该第一级用于向多个级中的第二级提供励磁电流)。励磁电流供应线117链接第一级110的输出端和第二级120。整流器116优选地存在于第一级110的输出端处的励磁电流供应线中。整流器116优选地是二极管整流器，但是可以采用适合于整流第一级110的交流输出的任何组件或系统的形式。例如，如果第一级提供直流电流，则整流器116可能不是必需的。励磁供应线还包括调节器160和作为控制元件的发电机控制单元(GCU)150。调节器160的输出端被连接到输入端151处的控制元件150。励磁电流Ic从控制元件150的输出端152供应到第二级120的输入端。代表发电机的输出端136的信号(优选地是输出电压，并且更具体地是第三级130的输出端的输出电压)被连接到控制元件150的另一输入端153。第二级120的输出端经由整流器125连接到第三级130。

[0049] 发电机100的第一级110优选地是副励磁机。第一级副励磁机110可以采用图1中示出的现有技术示例的形式，但将领会，存在用于副励磁机的可以执行必要功能的许多配置。例如，副励磁机110不需要被安装在轴140上，并且在某些应用中可提供有单独的电源。在根据本示例的多级同步发电机的上下文中，副励磁机的输出与轴140的转速相关。因此，副励磁机110的输出电压可以在轴140的更快的转速时更高。

[0050] 在如图2中示出的现有技术系统中，第一级副励磁机110的未经调节的DC输出被直接施加到控制元件150。控制元件150的故障可导致来自发电机的由不受控制的励磁电流被提供给主励磁机造成的过大输出电压。随后，提供给交流发电机130的励磁电流可能比正常操作状况下更高，并且这在最大转速下可能特别地有问题，因为发电机的主输出电压可快速地增加。如上所述，来自发电机的过大输出电压可损坏牵引负载的系统组件，这一般是不期望的。

[0051] 如在图3中可以看到的，调节器160可以位于第一级110的输出端与控制元件150之间，并且更优选地位于整流器116与控制元件150之间。通过使用于励磁电流Ic的可用电压与发电机转速无关，调节器160可以用于限制或减小发电机整体上的最大输出。限制该电流还可以有助于减小发电机的主输出电压随着发电机的转速而增大的速率。在某些实施例中，提供励磁电流Ic的电压可以在调节器160是电压调节器的情况下保持恒定。向控制元件施加的恒定电压可以降低发电机在GCU故障的情形中能够以高速生成过大电压的能力，但不一定消除它。这是因为主发电机级130仍然能够在具有给定励磁水平的较高速度下产生更大的输出，尽管如上所述，如所描述的限制励磁电流可以减小发电机输出增大的速率。换言之，本发明的系统降低了发电机高速地产生过大电压的风险，但是其本身不一定导致发电机的输出完全与转速无关。

[0052] 在图3中，调节器160可以向CGU控制元件150输出恒定电压。一般而言，控制元件150取决于在输入端153处接收到的发电机100的电压输出来向第二级120提供激励电流IC。
如果发电机100的电压输出增加到期望限制以上，则控制元件150可以用于降低施加到120的励磁电流IC，这将因此由于由第二级120依次施加到交流发电机130的减小的励磁电流而降低输出电压。当控制元件150被提供由调节器160限定在预定最大值的恒定电压输入时，如果控制元件150将故障，特别是在高转速下，则损坏连接的负载或负载电路系统的危险大大减小，因为当施加恒定电压时主发电机输出电压增大将更慢。因此，可以通过发电机输出下游的过压保护装备来更加有效地检测到这些情况，并若必要则采取恰适动作。

[0053] 图4示出了其中调节器160被连接到第三级130的输出端的实施例。在图4的实施例中，指示发电机的至少一级的转速的信号被连接到调节器160，并且指示调节器160的电输出的信号被连接到控制元件150的输入端151。调节器160接收来自第一级副励磁机110的输出，如关于前文示例所描述的。

[0054] 如所解说的，可以从第三级130提供的连接161向调节器160提供指示发电机的转速的信号。调节器160被布置成向控制元件150提供可变电压，该可变电压根据发电机的当前转速来变化。调节器可响应于发电机的转速而调节供应到励磁电流控制元件150的电压的事实意味着经调节的PMG电压可被布置成基于转速来有效地追踪所要求的函数。该函数可以是线性或非线性的，并且可被配置成随着检测到的转速中的增大而减小所递送的电压。这是因为在更高的转速下，第三级可以用更低的励磁电流来生成必要的输出电压。如上所述，提供给控制元件150的、超过该所要求的电流的任何电压是有效地冗余的，并且可在控制元件150发生故障的情况下呈现出风险。

[0055] 可以定义所要求的函数，以使得在系统的操作范围内的每个转速处，发电机可以仅在所设计的输出电压处递送最大期望输出电流，即使在控制元件150完全“导通”的情况下(即，在控制元件150中的这种故障状况的情况下)亦是如此。由于发电机转子和与其机械耦合的引擎部件的旋转惯性，在短时间间隔上(例如，100毫秒)，发电机速度可以被认为是恒定的。因此，电压调节器的输出可以随着对应时间常数(例如100ms或更小)来改变，并且因此调节器可以被布置成使得向控制元件提供经调节的电压，该经调节的电压被限制为针对给定的转速在正常操作状况下由第二级所要求的最大值。

[0056] 另外声明，调节器160向控制元件150提供电压，以使得发电机可以递送给定的当前转速处的最大阈值输出电压，即使在控制元件150允许调节器的输出基本上不受阻碍地从调节器160传递到第二级主励磁机120处的励磁电流输入的情况下亦是如此。

[0057] 主发电机输出电压取决于主励磁电流，而第二或第三级中的最大生成电流取决于到该级的可用输入电压以及相关的励磁线圈电阻。由于励磁线圈电阻将随线圈温度而变化，这意味着励磁线圈中的最大电流也受线圈温度的影响，并且因此可被认为与温度有关。

[0058] 图5示出了根据本发明的一方面的多级发电机的另一示例，其包括如在图4中提供的多级发电机，并且进一步包括温度传感器126，该温度传感器126被布置成检测发电机的温度，并且该温度传感器126可以如所解说的位于第二级120中。调节器160具有到来自发电机的输出信号的连接161，并且还有到位于第二级120内的温度传感器126的连接。因此，调节器160可操作以响应于从这两个连接接收到的信号而控制其电输出。调节器160可以被布置成使得可以调节第一级120的经调节的PMG输出电压以补偿由温度传感器126感测到的温度。

[0059] 在实践中，PMG电压可以关于发电机的转速变化多达约100％至150％的量。调节器可被配置成通过响应于感测到的发电机或者副励磁机的转速而调节供应到控制元件150的电压来容适这种情况，在其中每个级在公共的轴上的配置中该转速可以与发电机的转速相关。

[0060] 励磁线圈的温度变化可以影响由第二级提供的电流输出约20％的因子，并且调节器可被布置成补偿该变化。因此，供应到控制元件的电压针对以不同转速运行并且还在不同操作下的系统进行优化。

[0061] 感测速度和/或电压的替代方案是提供配置成向控制元件150提供有限电流的调节器160。然而，如果控制元件150和调节器160两者被配置成控制电流，则难于确定一个还是另一个已经故障，因为两者中维持运作的一者将提供所要求的电流限制，并且对一个或另一个的故障检测变得困难。

[0062] 因此，尽管以上述方式补偿电压调节器上的温度增大了调节功能的复杂性以及因此还有所要求的电路系统的复杂性，但是在调节器160处使用电压调节器而不是在调节器160处使用电流调节器提供了在操作期间可以频繁检查调节器的输出以便检测调节器中是否出现故障的优点。如果调节器160短路或产生故障状况，则它将不以正确方式调节来自第一级110的电压输出以向控制元件150提供恰适的经调节电压。调节器160的输出电压可以被测量，从而知道调节器的预期输出电压，无论该电压是恒定的还是取决于系统的温度和/或速度，并且可以将测得电压与预期输出电压进行比较。以此方式，虽然系统可以在没有调节器的情况下运作，但是调节器中的故障不被放任而不被检查，并且可以被快速地解决和/或传达给进一步控制系统或用户，以允许补救动作或隔离发电机(若其被认为是有风险的)。对调节器输出电压的测试可以通过简单的电压测量来执行，并且与预期输出电压比较，如可以针对给定的一组转速和温度状况来定义的。

[0063] 本发明的替换实施例提供了如图4中示出的发电机系统，其中调节器160被配置成根据转速来调节提供给控制元件150的电流，而不是调节励磁电流控制电压。因此不要求对于补偿发电机励磁线圈温度的需要，因为在所供应的电流被控制的情况下，励磁线圈中的电流将是恒定的而不管其电阻如何，该电阻可随着温度而变化。然而，在这样的系统中，如上所述，更难于通过在整个操作期间的周期性测试来确保调节器正常运作，因为调节器中的故障将不显示为调节器输出端处的高于预期的电压。

[0064] 在所描述的改进方案下，控制元件150仅必须被调节以允许负载电流中的变化(其可以根据发电机必须提供的负载而变化，并且在飞行器在操作中时可以快速地变化)，以便维持需要的发电机输出电压。

[0065] 然而，在发生导致控制元件150允许比维持期望的发电机输出电压所需要的电流更多的电流的故障的情况下，如由调节器160调节的励磁机电流被限制在比将在如果控制元件150从第一级直接馈送(尤其是在发电机的较高转速下)的情形中显著更低的水平。最大励磁电流的此更低水平将限制在控制元件发生故障的情况下发电机输出电压可以增大的最大速率。更慢的增大速率使得技术上更容易确保过压感测电路可以检测到发电机输出端处的过大电压，并及时作出反应以防止不可接受的电压到达连接到发电机的负载。

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