BR112015010450B1 - Dispositivo e método para proteger um computador de turbomáquina de avião contra erros de medição de velocidade e avião - Google Patents
Dispositivo e método para proteger um computador de turbomáquina de avião contra erros de medição de velocidade e avião Download PDFInfo
- Publication number
- BR112015010450B1 BR112015010450B1 BR112015010450-9A BR112015010450A BR112015010450B1 BR 112015010450 B1 BR112015010450 B1 BR 112015010450B1 BR 112015010450 A BR112015010450 A BR 112015010450A BR 112015010450 B1 BR112015010450 B1 BR 112015010450B1
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- speed
- turbomachine
- channel
- frequency
- circuit
- Prior art date
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 42
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 17
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 8
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 4
- 208000008312 Tooth Loss Diseases 0.000 claims description 3
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/02—Arrangement of sensing elements
- F01D17/06—Arrangement of sensing elements responsive to speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D31/00—Power plant control systems; Arrangement of power plant control systems in aircraft
- B64D31/02—Initiating means
- B64D31/06—Initiating means actuated automatically
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D41/00—Power installations for auxiliary purposes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/14—Testing gas-turbine engines or jet-propulsion engines
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M17/00—Testing of vehicles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P21/00—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P21/00—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups
- G01P21/02—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups of speedometers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Safety Devices In Control Systems (AREA)
Abstract
dispositivo e método para proteger um computador de turbomáquina de avião contra erros de medição de velocidade. é revelado dispositivo para proteger computador de turbomáquina de avião contra erros de medição de velocidade compreendendo: - em um canal de controle de velocidade (10): um sensor de velocidade de eixo de caixa de engrenagens de turbomáquina (21), um circuito de medição de velocidade (24) e um circuito de controle de velocidade (26); - em um canal de monitoramento (11): um sensor de velocidade de eixo de gerador de gás da turbomáquina (31), um circuito de medição de velocidade (34) e um circuito de controle (37) de parada da turbomáquina; onde cada canal usa características dissimilares para eliminar erros de modos comuns, onde cada sensor entrega um sinal pseudossenoidal e em que este dispositivo compreende, em cada canal, um circuito de monitoramento de velocidade (25, 35) que compara o sinal de frequência a um limiar mínimo entregando um sinal de erro quando a frequência medida é menor que este limiar mínimo, e um circuito comum (36) de verificação cruzada das velocidades para detectar o excedente de uma discrepância predefinida entre as duas frequências tal que a discrepância monitorada é maior/menor que uma discrepância máxima/mínima, respectivamente, correspondendo à perda de um período de frequência em um ou outro dos sensores (21, 31), e dispositivos de análise dos sinais de erro e do excedente da discrepância predefinida para controlar a parada da turbomáquina.
Description
[001] A presente invenção refere-se a um dispositivo e a ummétodo para proteger um computador de turbomáquina, por exemplo, uma Unidade de Potência Auxiliar (APU), a bordo de uma aeronave, por exemplo, um helicóptero, contra erros de medição de velocidade. Estado da Técnica Anterior
[002] O campo da invenção é o de turbomáquinas de avião, emais particularmente o de computadores de turbomáquinas de aviões usados para regular o comportamento destas turbomáquinas. Estes computadores podem acomodar um canal de regulação e um canal de monitoramento ou um canal protegendo contra erros de medição de velocidade em um mesmo envoltório, o qual capacita um custo menor e um peso menor do que os de uma solução em que estes canais são encaixados em dois envoltórios separados.
[003] A função do canal de regulação é regular a velocidade deturbomáquina. Entretanto, uma falha deste canal de regulação pode resultar em uma sobrevelocidade do eixo de turbina. De fato, quando este eixo quebra, a potência fornecida pelos gases para a turbina não é mais absorvida pelos equipamentos acionados por este eixo e a velocidade rotacional de turbina aumenta muito rapidamente. Uma sobrevelocidade muito rapidamente como esta resulta em uma ruptura das partes rotativas e/ou em sua separação do disco de turbina. Estas partes rotativas são então projetadas violentamente para fora por causa da força centrífuga e podem atravessar o envoltório circundando a turbina, causando danos muito sérios ao motor, e mesmo capazes de colocar em perigo o avião e seus passageiros.
[004] O objetivo do canal de monitoramento é impedir asconsequências de uma sobrevelocidade como esta. O canal de monitoramento compreende um elemento eletrônico associado a um elemento hidromecânico. O elemento eletrônico mede a velocidade rotacional do rotor. Se o elemento eletrônico detectar um erro de medição de velocidade, então ele controla o elemento hidromecânico, o qual desliga totalmente o fornecimento de combustível para a turbomáquina.
[005] Em um modo conhecido, a velocidade rotacional da turbinaé medida com pelo menos dois sensores independentes, um para o canal de regulação e o outro para o canal de monitoramento. As frequências representativas da caixa de engrenagens de turbomáquina e velocidades rotacionais de gerador de gás são as variáveis primárias para regular a velocidade rotacional (regulação) e para proteger contra um início de sobrevelocidade associado (monitoramento).
[006] Uma vez que uma análise de segurança tenha reveladouma ligação direta entre estas frequências e uma ocorrência de sobrevelocidade da turbomáquina, o objetivo da invenção é fornecer um dispositivo e um método para proteger o computador de turbomáquina contra os erros de medição de velocidade e capacitar garantia da precisão das medições de frequência a fim de em particular evitar qualquer medição de velocidade subestimada, ao garantir a ausência de um erro de modo comum que pode resultar em uma sobrevelocidade desprotegida. Esta restrição é imposta pela necessidade de garantir o nível de segurança mais alto de acordo com o padrão ARP4754 FDAL A (catastrófico).Revelação da Invenção
[007] A invenção refere-se a um dispositivo para proteger umcomputador de turbomáquina de avião contra erros de medição de velocidade compreendendo: - em um canal de regulação de velocidade:• um sensor de velocidade do eixo de caixa de engrenagens de turbomáquina,• um circuito de medição de velocidade,• um circuito de regulação de velocidade,• em um canal de monitoramento:• um sensor de velocidade do eixo de gerador de gás de turbomáquina,• um circuito de medição de velocidade,• um circuito de controle de parada de turbomáquina, caracterizado em que cada canal usa características dissimilares capazes de eliminar os erros de modo comum, em que cada sensor de velocidade entrega um sinal de frequência pseudossenoidal e em que este dispositivo compreende, em cada canal, um circuito de monitoramento de velocidade que executa uma comparação do sinal de frequência a um limiar mínimo e que entrega um sinal de erro quando a frequência medida é menor que este limiar mínimo, e um circuito de verificação cruzada de velocidade comum para detectar o excedente de um desvio determinado entre ambas as frequências de tal maneira que o desvio monitorado é maior que um desvio máximo ou o desvio monitorado é menor que um desvio mínimo correspondendo à perda de um período de frequência em um ou outro sensor, e dispositivo para analisar estes sinais de erro e o excedente do desvio determinado para controlar a parada de turbomáquina.
[008] Vantajosamente, os sensores de velocidade são rodas detecnologias diferentes e tendo números diferentes de dentes.
[009] Vantajosamente, os eixos são eixos diferentes girando emvelocidades rotacionais diferentes.
[010] Vantajosamente, os sinais de frequências são sinais de frequências diferentes de tal maneira que a perda de um período em um dos sinais ou mesmo de ambos os sinais resulta simultaneamente em um desvio anormal entre ambas as velocidades maior que a aceleração máxima de uma APU e muito maior que um desvio de velocidade mediante uma torção máxima de eixo.
[011] Vantajosamente, os sinais de frequências sãotransportados em encaminhamentos elétricos diferentes.
[012] Vantajosamente, os sinais de frequências são usados porplacas eletrônicas diferentes.
[013] Vantajosamente, o dispositivo da invenção compreende umcircuito de detecção de ruptura de fiação em cada canal.
[014] Vantajosamente, a turbomáquina pode ser uma Unidade dePotência Auxiliar (APU). A invenção pode dizer respeito a uma aeronave, por exemplo, um helicóptero, implementando um dispositivo como este.
[015] A invenção também refere-se a um método para protegerum computador de turbomáquina de avião contra erros de medição de velocidade, compreendendo um gerador de gás, um compressor de ar, uma caixa de engrenagens e uma unidade de fornecimento de energia elétrica, este computador compreendendo um canal de regulação de velocidade e um canal de monitoramento, o canal de regulação de velocidade usando a frequência de um sensor de velocidade do eixo de caixa de engrenagens, o canal de monitoramento usando a frequência de um sensor de velocidade do eixo de gerador de gás, caracterizado em que ele compreende as seguintes etapas:- medir um sinal de frequência em cada canal,- verificar a coerência de cada sinal de frequência por meio de comparação com um limiar mínimo,- comparar estes sinais de frequências uns com os outros para detectar o desvio entre as frequências, - parar a turbomáquina no caso de um desvio maior que um valor determinado.
[016] Vantajosamente, a turbomáquina é parada no caso deausência de um sinal de frequência, pelo menos em um canal, durante um tempo determinado após o controle de partida de turbomáquina. Vantajosamente, a turbomáquina é parada no caso de perda de um sinal de frequência em operação.
[017] Vantajosamente, quando a frequência mínima Fmín éalcançada e os sinais parecem coerentes, as seguintes verificações adicionais ocorrem:- no lado de canal de regulação, a turbomáquina é parada no caso de detecção de uma variação de velocidade improvável, a perda confirmada de um ou de diversos períodos resultando nesta detecção, o canal de regulação estabelecendo este defeito e parando a turbomáquina,- no lado de canal de monitoramento, a turbomáquina é parada no caso de detecção de uma perda de dente no sinal de velocidade do canal de monitoramento, o canal de monitoramento estabelecendo este defeito e parando a turbomáquina.
[018] Vantajosamente, no caso onde a frequência mínima Fmínnão é alcançada, as seguintes verificações adicionais ocorrem:- no lado de canal de regulação, a turbomáquina é parada no caso de detecção de que a velocidade do canal de regulação não excedeu uma subvelocidade, dentro do tempo destinado, o canal de regulação estabelecendo este defeito e parando a turbomáquina. Descrição Resumida dos Desenhos
[019] A Figura 1 ilustra o dispositivo para proteger umcomputador de turbomáquina de avião contra erros de medição de velocidade, de acordo com a invenção.
[020] A Figura 2 ilustra uma modalidade exemplar de um circuito de medição de velocidade do dispositivo da invenção.Revelação Detalhada das Modalidades Particulares
[021] O dispositivo para proteger um computador deturbomáquina de avião contra erros de medição de velocidade de acordo com a invenção, tal como ilustrado na Figura 1, compreende um canal de regulação de velocidade 10 e um canal para monitorar erros de medição de velocidade 11. Na entrada E1, o canal de regulação 10 mede a velocidade rotacional do eixo de caixa de engrenagens usando um sensor de velocidade tal como, por exemplo, um sensor magnético 21 fornecido confrontando os dentes de uma roda fônica 20 encaixada neste eixo.
[022] Na entrada E2, o canal de monitoramento 11 mede avelocidade rotacional do eixo de gerador de gás de turbomáquina usando um sensor de velocidade tal como, por exemplo, um sensor magnético 31 fornecido confrontando os dentes de uma roda fônica 30 encaixada neste eixo. Estes dois canais produzindo frequências diferentes, uma verificação de coerência 36 de ambas as frequências assim produzidas é executada dentro do canal de monitoramento 11.
[023] A Figura 1 ilustra os diferentes circuitos do dispositivo dainvenção fornecidos respectivamente na turbomáquina 12, no sensor 13, na fiação 14 e na unidade de controle eletrônico (ECU) 15, para ambos os canais 10 e 11.
[024] No canal de regulação 10, o dispositivo da invençãocompreende:- uma roda fônica 20,- um sensor de velocidade 21 do eixo de caixa de engrenagens de turbomáquina que entrega um sinal de frequência pseudossenoidal que pode alcançar no máximo 35 volts pico a pico,- um circuito de ligação 22 que transporta este sinal pseudossenoidal, - um circuito 23, detalhado na Figura 2, para modelar este sinal pseudossenoidal, o qual entrega um sinal de frequência quadrada variando entre ambos os níveis de 0 e 5 volts, e detecta um possível rompimento de fiação,- um circuito de medição de velocidade 24 que entrega uma medição de velocidade em rotações por minuto,- um circuito de monitoramento de velocidade 25 que executa uma comparação a um limiar mínimo, verifica o excedente da subvelocidade dentro do tempo destinado, monitora uma variação de velocidade improvável, e que possivelmente entrega um sinal de detecção de problema de velocidade S1,- um circuito de regulação de velocidade 26.
[025] No canal de monitoramento 11, o dispositivo da invençãocompreende:- uma roda fônica 30 tendo uma tecnologia, eixo de rotação, velocidade rotacional e um número de dentes diferentes daqueles da roda fônica 20,- um sensor de velocidade 31 do eixo de gerador de gás de turbomáquina, o qual entrega um sinal de frequência pseudossenoidal, de uma frequência diferente daquela do sensor 21, a qual pode alcançar no máximo 35 volts pico a pico,- um circuito de ligação 32 que transporta este sinal pseudossenoidal usando um chicote de fios elétricos específico com um encaminhamento diferente daquele do circuito 22,- um circuito 33 para modelar este sinal pseudossenoidal, diferente daquele do circuito 23, o qual entrega um sinal de frequência quadrada variando entre ambos os níveis de 0 e 5 volts, e detecta um possível rompimento de fiação,- um circuito de medição de velocidade 34 que entrega uma medição de velocidade em rotações por minuto que é diferente daquela do circuito 24,- um circuito de monitoramento de velocidade 35 que executa uma comparação a um limiar mínimo e que possivelmente entrega um sinal de detecção de problema de velocidade S2,- um circuito 36 para verificação cruzada das velocidades obtidas pelos circuitos 24 e 34, o qual capacita a detecção de um desvio anormal entre ambas as velocidades, ao detectar a perda de um período em um de ambos os sinais ou mesmo de ambos os sinais simultaneamente, o que resulta em um desvio anormal entre ambas as velocidades que é maior que a aceleração máxima de uma APU e muito maior que o desvio de velocidade mediante a torção máxima de eixo, e que entrega um sinal S3 para detectar a verificação cruzada das velocidades de ambos os canais 10 e 11,- um circuito 37 para possivelmente controlar a parada de turbomáquina no caso de detecção de uma sobrevelocidade, ou no caso de detecção de uma perda de dente no sinal de velocidade.
[026] O dispositivo da invenção opera no seguinte modo:
[027] Se ambos os sensores de velocidade 21 e 31 nãofornecerem um sinal:- no lado do canal de regulação 10, a turbomáquina é parada pelo circuito 25 no caso de detecção da ausência de um sinal de frequência durante um tempo determinado, por exemplo, 3 segundos, após o controle de partida de turbomáquina ou no caso de uma perda de sinal de frequência em operação. Se o canal de regulação 10 estabelecer um destes defeitos, ele para a turbomáquina;- no lado do canal de monitoramento 11, a turbomáquina é parada pelo circuito 35, no caso de detecção da ausência de um sinal de frequência durante um tempo determinado, por exemplo, 3 segundos, após o controle de partida de turbomáquina ou no caso de uma perda de sinal de frequência em operação. Se o canal de monitoramento 11 estabelecer um destes defeitos, ele para a turbomáquina.
[028] Em operação e além de um limiar de frequência mínima(Fmín) em qualquer um dos sensores de velocidade 21 e 31, tal como verificado nos circuitos 25 e 35, as frequências medidas são comparadas no circuito 36 a fim de detectar o excedente de um desvio anormal dimensionado tal como se segue:- o desvio monitorado é maior que um desvio máximo estabelecido mecanicamente,- o desvio monitorado é menor que um desvio correspondendo à perda de um período de frequência em um ou outro sensor 21 e 31.
[029] Este desvio anormal garante que uma das medidas éincoerente. O dispositivo da invenção garante então a segurança da turbomáquina ao desligar o fornecimento de combustível por meio de um dispositivo de desligamento específico do canal de monitoramento 11.
[030] Se o sensor de velocidade 21 do canal de regulação 10 nãofornecer uma frequência ou fornecer uma frequência subestimada (perda de períodos no sinal) o canal de monitoramento 11 funciona normalmente. Quando o sensor 31 alcança a frequência mínima Fmín, o canal de monitoramento 11 estabelece um desvio anormal e para a turbomáquina.
[031] Se o sensor de velocidade 31 do canal de monitoramento11 não fornecer uma frequência ou fornecer uma frequência subestimada (perda de períodos no sinal), o canal de regulação 10 funciona normalmente. Quando o sensor 21 alcança a frequência mínima Fmín, o canal de monitoramento 11 estabelece um desvio anormal e para a turbomáquina.
[032] Se ambos os sensores de velocidade 21 e 31 fornecerem uma frequência subestimada (perda de períodos nos sinais de frequência) tem-se os seguintes três casos:• Caso 1: a frequência Fmín é alcançada e os sinais são percebidos como incoerentes. O canal de monitoramento 11 estabelece um desvio e para a turbomáquina.• Caso 2: a frequência Fmín é alcançada e os sinais parecem coerentes (em certas combinações de perda de pulso). Neste caso as seguintes verificações adicionais ocorrem:• no lado do canal de regulação 10, a turbomáquina é parada no caso de detecção de uma variação de velocidade improvável (com base em acelerações/desacelerações máximas). A perda confirmada de um ou mais períodos resulta nesta detecção (isto inclui qualquer configuração de perda de pulso em operação). O canal de regulação 10 estabelece este defeito e para a turbomáquina.• no lado do canal de monitoramento 11, a turbomáquina é parada no caso de detecção de uma perda de dente no sinal de velocidade do canal de monitoramento 11 (um defeito é monitorado na periodicidade do sinal de frequência e um período longo de forma anormal é detectado). O canal de monitoramento 11 estabelece este defeito e para a turbomáquina.• Caso 3: a frequência Fmín não é alcançada, e neste caso as seguintes verificações adicionais ocorrem:• no lado do canal de regulação 10, a turbomáquina é parada no caso de detecção de que a velocidade do canal de regulação 10 não excedeu a subvelocidade dentro do tempo destinado (com uma frequência > Fmín). O canal de regulação 10 estabelece este defeito e para a turbomáquina.
[033] É notado que usar somente os dois sensores de velocidade21 e 31 de tecnologia idêntica, mas que são independentes, garante, graças à invenção, um nível de integridade de medição de velocidade que é compatível com exigências aplicáveis para as funções cujos erros podem ter efeitos catastróficos, em particular os erros de modo comum em ambos os canais 10 e 11. Experiência mostra que certos funcionamentos de modo falho têm causado a falha simultânea dos canais de regulação e de monitoramento. Estes erros referidos como erros de "modo comum" anulam a independência de ambos os canais se cuidados adequados não forem tomados.
[034] A Figura 2 ilustra uma modalidade exemplar do circuito demedição de sinal 23. Este circuito compreende um amplificador operacional de histerese (300 mV centralizados em 2,5 volts) recebendo o sinal de entrada que tenha passado por um filtro passa- baixa 40, cuja entrada é conectada a uma ponte de resistência, seguido por dois capacitores C1 e C2 cujo ponto médio é conectado a dois diodos aterrados D1 e D2, e cuja saída é conectada a uma porta 45 para entregar um sinal quadrado (0 - 5 volts) ao limitar pelo pico o sinal pseudossenoidal de entrada. Um segundo filtro passa-baixa 42 entrega uma saída CC (teste ôhmico detectando um possível rompimento de fiação). Um terceiro filtro passa-baixa 43 seguido por um capacitor C3 e por um quarto filtro passa-baixa 44 que entrega uma saída CC (nível de sinal CA), e um diodo D3 aterrando a entrada do quarto filtro passa-baixa.
[035] Em uma modalidade exemplar, certos circuitos podem serfeitos como um software, tais como os circuitos 24 e 25. Certos circuitos podem ser feitos como circuitos dedicados (FPGA), tais como os circuitos 33, 34 e 37.
Claims (13)
1. Dispositivo para proteger um computador de turbo- máquina de avião contra erros de medição de velocidade, compreendendo:- em um canal de regulação de velocidade (10):- um sensor de velocidade do eixo de caixa de engrenagens de turbomáquina (21),- um circuito de medição de velocidade (24),- um circuito de regulação de velocidade (26),- em um canal de monitoramento (11):- um sensor de velocidade do eixo de gerador de gás de turbomáquina (31),- um circuito de medição de velocidade (34),- um circuito de controle de parada de turbomáquina (37), caracterizado pelo fato de que:- ambos os sensores de velocidade (21, 31) são doissensores fornecendo confrontação de dentes de duas rodas fônicas (20, 30) de tecnologias diferentes e tendo um número diferente de dentes,- o canal de regulação de velocidade (10) compreende um circuito de monitoramento de velocidade (25) que executa uma comparação do sinal de frequência a um limiar mínimo e que entrega um sinal de problema de velocidade (S1) quando a frequência medida é menor que este limiar mínimo,- o canal de monitoramento (11) compreende um circuito de monitoramento de velocidade (35) que executa a comparação do sinal de frequência a um limiar mínimo e que entrega um sinal de problema de velocidade (S2) quando a frequência medida é menor que este limiar mínimo,e em que ele compreende adicionalmente: - um circuito (36) para verificação cruzada de ambas as velocidades obtidas, o qual entrega um sinal de problema de velocidade (S3), no caso de um desvio anormal entre ambas as velocidades;- um circuito (37) para possivelmente controlar a parada de turbomáquina no caso de um problema de velocidade.
2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os eixos são eixos diferentes girando em velocidades rotacionais diferentes.
3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os sinais de frequências são sinais de frequências diferentes de tal maneira que a perda de um período em um dos sinais ou mesmo de ambos os sinais resulta simultaneamente em um desvio anormal entre ambas as velocidades que é maior que a aceleração máxima de uma unidade de potência auxiliar e muito maior que o desvio de velocidade mediante uma torção máxima de eixo.
4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os sinais de frequências são transportados em encaminhamentos elétricos diferentes.
5. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os sinais de frequências são usados por placas eletrônicas diferentes.
6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende um dispositivo de acordo com a reivindicação 1, o qual compreende um circuito de detecção de ruptura de fiação (23, 33) em cada canal.
7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a turbomáquina é uma unidade de potência auxiliar.
8. Avião, caracterizado pelo fato de que implementa um dispositivo como definido em qualquer uma das reivindicações anteriores.
9. Método para proteger um computador de turbomáquina de avião contra erros de medição de velocidade, compreendendo um gerador de gás, um compressor de ar, uma caixa de engrenagens e uma unidade de fornecimento de energia elétrica, este computador compreendendo um canal de regulação de velocidade e um canal de monitoramento, o canal de regulação usando a frequência de um sensor de velocidade do eixo de caixa de engrenagens, o canal de monitoramento usando a frequência de um sensor de velocidade do eixo de gerador de gás,caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas:- usar dois sinais de frequências pseudossenosidais tendo características dissimilares,- comparar, no canal de regulação de velocidade (10), um sinal de frequência a um limiar mínimo e entregar um sinal de problema de velocidade (S1) quando a frequência medida é menor que este limiar mínimo,- comparar, no canal de monitoramento (11), o sinal de frequência a um limiar mínimo e entregar um sinal de problema de velocidade (S2) quando a frequência medida é menor que este limiar mínimo,- verificar de forma cruzada ambas as velocidades obtidas e possivelmente entregar um sinal de problema de velocidade (S3) no caso de um desvio anormal entre ambas as velocidades;- possivelmente controlar a parada de turbomáquina no caso de um problema de velocidade.
10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a turbomáquina é parada no caso de ausência de um sinal de frequência, pelo menos em um canal, durante um tempo determinado após o controle de partida de turbomáquina.
11. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a turbomáquina é parada no caso de uma perda de sinal de frequência em operação.
12. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que, quando a frequência mínima Fmín é alcançada e os sinais parecem coerentes, as seguintes verificações adicionais ocorrem:- no lado do canal de regulação (10), a turbomáquina é parada no caso de detecção de uma variação de velocidade improvável, a perda confirmada de um ou de diversos períodos resultando nesta detecção, o canal de regulação (10) estabelecendo este defeito e parando a turbomáquina,- no lado do canal de monitoramento (11), a turbomáquina é parada no caso de detecção de uma perda de dente no sinal de velocidade do canal de monitoramento (11), o canal de monitoramento (11) estabelecendo este defeito e parando a turbomáquina.
13. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que, no caso onde a frequência mínima Fmín não é alcançada, as seguintes verificações adicionais ocorrem:- no lado do canal de regulação (10), a turbomáquina é parada no caso de detecção de que a velocidade do canal de regulação (10) não excedeu uma subvelocidade, com uma frequência maior que a frequência mínima Fmín, dentro do tempo destinado, o canal de regulação (10) estabelecendo este defeito e parando a turbomáquina.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1260802A FR2998058B1 (fr) | 2012-11-13 | 2012-11-13 | Dispositif et procede de protection d'un calculateur de turbo-machine d'aeronef contre les erreurs de mesure de vitesse |
| FR1260802 | 2012-11-13 | ||
| PCT/FR2013/052699 WO2014076398A1 (fr) | 2012-11-13 | 2013-11-12 | Dispositif et procede de protection d'un calculateur de turbo-machine d'aeronef contre les erreurs de mesure de vitesse |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BR112015010450A2 BR112015010450A2 (pt) | 2017-07-11 |
| BR112015010450B1 true BR112015010450B1 (pt) | 2021-08-31 |
Family
ID=48170554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BR112015010450-9A BR112015010450B1 (pt) | 2012-11-13 | 2013-11-12 | Dispositivo e método para proteger um computador de turbomáquina de avião contra erros de medição de velocidade e avião |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9759085B2 (pt) |
| EP (1) | EP2920429B1 (pt) |
| JP (1) | JP6216799B2 (pt) |
| CN (1) | CN104781508B (pt) |
| BR (1) | BR112015010450B1 (pt) |
| CA (1) | CA2890458C (pt) |
| FR (1) | FR2998058B1 (pt) |
| RU (1) | RU2641329C2 (pt) |
| WO (1) | WO2014076398A1 (pt) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10190440B2 (en) * | 2015-06-10 | 2019-01-29 | Rolls-Royce North American Technologies, Inc. | Emergency shut-down detection system for a gas turbine |
| US10989063B2 (en) | 2016-08-16 | 2021-04-27 | Honeywell International Inc. | Turbofan gas turbine engine shaft break detection system and method |
| DE102017201548A1 (de) | 2017-01-31 | 2018-08-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Bereitstellen von Messwerten einer technischen Anlage, technisches System und Verfahren zum Betreiben des technischen Systems |
| FR3092368B1 (fr) * | 2019-02-05 | 2021-01-08 | Safran Aircraft Engines | Surveillance de l’état de santé d’au moins deux capteurs de vibrations d’une turbomachine à double corps |
| FR3099789B1 (fr) * | 2019-08-05 | 2021-07-09 | Safran Aircraft Engines | Procédé de détection de pannes d’un système de régulation et de protection contre la survitesse pour turbomachine |
| US11691747B2 (en) * | 2020-06-05 | 2023-07-04 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Fault detection for a speed sensing system of a multi-engine rotorcraft |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1435300A (en) * | 1972-06-08 | 1976-05-12 | Weir Pumps Ltd | Machine installation control system |
| JPS511804A (ja) * | 1974-06-21 | 1976-01-09 | Tokyo Shibaura Electric Co | Taabinhogosochi |
| US4071897A (en) * | 1976-08-10 | 1978-01-31 | Westinghouse Electric Corporation | Power plant speed channel selection system |
| US4166221A (en) * | 1978-02-09 | 1979-08-28 | Westinghouse Electric Corp. | Overspeed protection controller employing interceptor valve speed control |
| US4569021A (en) * | 1978-08-07 | 1986-02-04 | The Boeing Company | Full flight regime autothrottle control system |
| US4217617A (en) * | 1978-09-22 | 1980-08-12 | General Electric Company | Turbine trip circuit |
| US4474013A (en) * | 1983-11-23 | 1984-10-02 | General Electric Company | Overspeed anticipation circuit for steam turbine speed control |
| US4667114A (en) * | 1986-04-16 | 1987-05-19 | General Electric Company | Prime mover speed sensing system and method |
| JPH04287803A (ja) * | 1991-03-19 | 1992-10-13 | Hitachi Ltd | タービン過速度防止装置 |
| US5545006A (en) * | 1995-05-12 | 1996-08-13 | Rotoflow Corporation | Multi-stage rotary fluid handling apparatus |
| US6176074B1 (en) * | 1998-06-05 | 2001-01-23 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Shaft decouple logic for gas turbine |
| DE19919504B4 (de) * | 1999-04-29 | 2005-10-20 | Mtu Aero Engines Gmbh | Triebwerksregler, Triebwerk und Verfahren zum Regeln eines Triebwerks |
| US6578794B1 (en) * | 2000-11-28 | 2003-06-17 | General Electric Co. | Methods and systems for jet engine overthrust protection |
| RU2209328C2 (ru) * | 2001-05-10 | 2003-07-27 | Северо-Кавказский государственный технический университет | Способ автоматического регулирования скорости вала теплового двигателя и устройство для его осуществления |
| JP4511873B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2010-07-28 | 本田技研工業株式会社 | ガスタービン・エンジンのセンサ故障検知装置 |
| FR2892516B1 (fr) * | 2005-10-21 | 2008-01-25 | Snecma Sa | Procede et systeme de detection et de mesure des perturbations en frequence de la vitesse de rotation d'un rotor |
| FR2902408B1 (fr) * | 2006-06-19 | 2008-08-08 | Eurocopter France | Equilibrage en puissance de deux turbomoteurs d'un aeronef |
| US8246294B2 (en) * | 2007-01-16 | 2012-08-21 | Hamilton Sundstrand Corporation | Gas turbine overspeed protection system |
| US8061137B2 (en) * | 2008-05-30 | 2011-11-22 | Caterpillar Inc. | Fuel control system for limiting turbocharger speed |
| US20100005657A1 (en) * | 2008-07-10 | 2010-01-14 | Van Vactor David R | Methods and systems to facilitate over-speed protection |
| FR2953295B1 (fr) * | 2009-12-02 | 2012-05-18 | Sagem Defense Securite | Procede de detection de panne d'un capteur frequentiel et circuit pour la mise en oeuvre de ce procede |
| FR2962165B1 (fr) * | 2010-07-02 | 2014-05-02 | Turbomeca | Detection de survitesse d'une turbine libre par mesure sur couplemetre |
| FR2982320B1 (fr) * | 2011-11-08 | 2014-01-10 | Thales Sa | Systeme de regulation numerique a pleine autorite pour moteur d'aeronef |
-
2012
- 2012-11-13 FR FR1260802A patent/FR2998058B1/fr active Active
-
2013
- 2013-11-12 WO PCT/FR2013/052699 patent/WO2014076398A1/fr active Application Filing
- 2013-11-12 RU RU2015122453A patent/RU2641329C2/ru active
- 2013-11-12 JP JP2015541220A patent/JP6216799B2/ja active Active
- 2013-11-12 BR BR112015010450-9A patent/BR112015010450B1/pt active IP Right Grant
- 2013-11-12 US US14/441,668 patent/US9759085B2/en active Active
- 2013-11-12 CN CN201380058655.8A patent/CN104781508B/zh active Active
- 2013-11-12 EP EP13803129.9A patent/EP2920429B1/fr active Active
- 2013-11-12 CA CA2890458A patent/CA2890458C/fr active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2920429A1 (fr) | 2015-09-23 |
| WO2014076398A1 (fr) | 2014-05-22 |
| US9759085B2 (en) | 2017-09-12 |
| CA2890458A1 (fr) | 2014-05-22 |
| JP6216799B2 (ja) | 2017-10-18 |
| RU2641329C2 (ru) | 2018-01-17 |
| FR2998058B1 (fr) | 2016-02-05 |
| FR2998058A1 (fr) | 2014-05-16 |
| RU2015122453A (ru) | 2017-01-10 |
| CN104781508A (zh) | 2015-07-15 |
| CN104781508B (zh) | 2018-01-30 |
| CA2890458C (fr) | 2020-10-27 |
| US20150292348A1 (en) | 2015-10-15 |
| EP2920429B1 (fr) | 2020-03-25 |
| JP2016506467A (ja) | 2016-03-03 |
| BR112015010450A2 (pt) | 2017-07-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| BR112015010450B1 (pt) | Dispositivo e método para proteger um computador de turbomáquina de avião contra erros de medição de velocidade e avião | |
| US8666568B2 (en) | Method and a device for performing a health check of a turbine engine of an aircraft having at least one such engine | |
| KR102339468B1 (ko) | 쌍발 엔진 헬리콥터의 제 1 터빈 엔진의 고장을 탐지하는 것 및 제 2 터빈 엔진을 작동시키는 것을 위한 방법, 및 대응하는 장치 | |
| US6098022A (en) | Detecting anomalies in rotating components | |
| US6904371B2 (en) | Method and apparatus for measuring rotor unbalance | |
| EP2660575A2 (en) | Apparatus for fluid temperatue measurement | |
| BRPI1006159B1 (pt) | Processo e sistema de monitoramento de fenômenos vibratórios que ocorrem em um motor de turbina a gás de aeronave em funcionamento | |
| US10060983B2 (en) | Method and apparatus for determining a physical quantity of a multiphase synchronous machine | |
| JP6342138B2 (ja) | 過速度保護用速度センサのための故障検出システム及び方法 | |
| RU2376479C2 (ru) | Газовая турбина и способ отключения газовой турбины при обнаружении разрушения ее вала | |
| CN105531462B (zh) | 用于通过气体发生器的轴对密封件处的结焦程度进行监控的方法 | |
| JP2016506467A5 (pt) | ||
| KR101809034B1 (ko) | 벨트-풀리 시스템 진단 시스템, 방법, 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체 | |
| CN104500234A (zh) | 一种重型燃气轮机超速保护方法及装置 | |
| US10184952B2 (en) | System and method for speed sensor position detection in a multiple channel control system | |
| IL48740A (en) | Electrical interconnection circuitry between a rotating body and a relatively stationary body | |
| CN105531465B (zh) | 通过启动器对动态密封件处的结焦程度进行的监控 | |
| RU2371695C1 (ru) | Система вибрационного контроля | |
| CN112462729B (zh) | 用于保护监测系统的影子功能 | |
| JP2005337720A (ja) | 原動機のセンサ監視装置 | |
| JPH04276131A (ja) | 回転電機付きタ−ボチャ−ジャの安全装置 | |
| JP2009150887A (ja) | 加速度計の作動を検証するための方法及び装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B06F | Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette] | ||
| B06U | Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette] | ||
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 12/11/2013, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. |