DD285152A5 - Einstellung der kennlinien und arbeitspunkte von turboarbeitsmaschinen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft die Einstellung der Kennlinien und Arbeitspunkte von Turboarbeitsmaschinen, insbesondere von ein- und mehrstufigen, eingehaeusigen Radial- und Axialverdichtern, Geblaesen und Lueftern fuer variable Betriebsbedingungen oder Druckverhaeltnisse. Das Merkmal der Erfindung ist, dasz die Drehzahlstellung der Arbeitsmaschine mit der Nachleitschaufelverstellung des beschaufelten Radialdiffusors oder mit der Vorleitschaufelverstellung gekoppelt ist. Fig. 1{Kennlinie; Arbeitsmaschine; Drehzahlstellung; Nachleit- und Vorleitschaufelverstellung; Regelkreis; Mikroprozessor; Frequenzumrichter}

Description

Hierzu 4 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Einstellung der Kennlinien und Arbeitspunkte von Turboarbeitsmaschinen, insbesondere von ein- und mehrstufigen, eingehäusigen Radial- und Axialverdichtern sowie Gebläsen und Lüftern für variable Betriebsbedingungen oder Druckverhältnisse.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zur Anpassung der Verdichter, Gebläse oder Lüfter an variable Betriebsbedingungen, z. B. variablen Volumenstrom oder variables Druckverhältnis werden Radialverdichter und Radialgebläse mit verstellbaren Nachleitschaufeln oder Vorleitschaufeln und Axialverdichter sowie Axiallüfter mit verstellbaren Vorleitschaufeln ausgeführt, die während des Betriebes verstellbar sind und eine Vergrößerung des Arbeitsbereiches ermöglichen.

In der DE-OS 3243922 ist ein Verfahren zur Steuerung des Luftdurchsatzes eines Gebläses beschrieben, das die Drehzahlstellung eines Motors über eine Netzspannungsschalteinrichtung mit der unwirtschaftlichen Einlaßklappensteuerung in der Saugleitung bewirkt.

Ferner ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern des Volumenstromes zwei- oder mehrgehäusiger drehzahlveränderlicher Kompressoren bekannt, von denen mindestens einer ein Axialkompressor mit verstellbaren Leitschaufeln ist, bei dem die Leitschaufeln des axialen Nieder- oder Hochdruckverdichters mit der Drehzahlstellung des anderen Verdichters zur Regelung der Gesamtdruckerhöhung oder des Volumenstromes gekoppelt sind (DE-OS 2219382).

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Optimierung der Arbeitsmaschinen zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei variablen Betriebsbedingungen den Druck oder Volumenstrom stets dem maximalen Aggregatwirkungsgrad anzugleichen.

Erfindungsgemäß wird die Au'gabe dadurch gelöst, daß die Drehzahlstellung der ein- oder mehrstufigen Radial- oder Axialarbeitsmaschine mit de' Nachleitschaufelverstellung des beschaufelten Radialdiffusors oder mit der Vorleitschaufelverstellung g .'koppelt ist.

Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht darin, daß die Drehzahleinstellung mittels eines Mikroprozessors erfolgt, der in dem Regelkreis der Arbeitsmaschine oder in dem Frequenzumrichter integriert ist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert

Die zugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig. 1: Prinzipdarstellung der Drehzahlstellung

Fig. 2: Maschinencharakteristik

Fig. 3: Reine Nachleitschaufelverstellung

Fig.4: Reine Drehzahlverstellung.

Das Radialgebläse mit verstellbarer Nachleitschaufel 1 (Fig. 1) wird mit einem drehzahlvariablen hochtourigen Motor 2 vom Frequenzumrichter 3 oder Stromrichter frequenzvariabel gespeist. Mit dem Meßgeber 4 für den Druck oder Volumenstrom wird der Ist-Wert erfaßt und als elektrisches Einheitssignal auf den Mikroprozessor 5 geschaltet. Im Mikroprozessor 5 werden die Kennwerte und Wirkungsgrade des Radialgebläses für variable Drehzahlen und Nachleitschaufelverstellungen gespeichert und

entsprechend dem vorgegebenen Soll-Wert 6 für Druck oder Volumenstrom oder beide Werte die Drehzahl und der Nachleitschaufelwinkel für den maximal möglichen Wirkungsgrad oder eine andere Funktion der Gebläsecharakteristik entsprechend Fig. 2 für konstantes Druckverhältnis π (1), steigendes Druckverhältnis mit steigender Lieferzahl (2), fallendes Druckverhältnis mit steigender Lieferzahl (3) oder variables Druckverhältnis bei konstanter Lieferzahl (4) eingestellt. Die entsprechenden Signale 7 und 8 (Fig. 1) werden zum Frequenzumrichter 3 zur Frequenzeinstellung und zum Verstärker 9 für die Nachleitschaufelverstellung des Gebläses 1 geleitet und stellen den geforderten Arbeitspunkt für optimale Maschinenbedingungen ein. Durch die Kopplung der Drehzahlstellung mit der Nach- oder Vorleitschaufelverstellung kann jede beliebige Maschinencharakteristik (Fig. 2) oder beliebige Druckverhältnisse bei variablen Volumenströmen im zugelassenen Arbeitsbereich des Verdichters, Gebläses oder Lüfters eingestellt werden. Dagegen können Verdichter, Gebläse oder Lüfter mit reiner Nachleitschaufelverstellung (Fig.3) oder reiner Drehzahlverstellung (Fig.4) nurauf den angegebenen Maschinenkennlinien entsprechend der vorliegenden Anlagenkennlinio variiert werden. Der Soll-Wert 6 (Fig. 1) kann als Soll-Wert-Funktion aus einem Prozeßleitsystem der Gesamtanlage resultieren.

Claims (2)

1. Einstellung der Kennlinien und Arbeitspunkte von Turboarbeitsmaschinen, insbesondere von ein- und mehrstufigen, eingehäusigen Radial- und Axialverdichtern, Gebläse und Lüfter für variable Betriebsbedingungen oder Druckverhältnisse, gekennzeichnet dadurch, daß die Drehzahlstellung der Arbeitsmaschine mit der Nachleitschaufelverstellung des beschaufelten Radialdiffusors oder mit der Vorleitschaufelverstellung gekoppelt ist.

2. Einstellung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Drehzahleinstellung mittels eines Mikroprozessors erfolgt, der in dem Regelkreis der Arbeitsmaschine oder in dem Frequenzumrichter integriert ist.