DE1028391B - Elektrische Einrichtung zur Drehzahlregelung von Rueckdruck-Brennkraftmaschinen - Google Patents
Elektrische Einrichtung zur Drehzahlregelung von Rueckdruck-BrennkraftmaschinenInfo
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Description
DEUTSCHES
Die Erfindung betrifft eine elektrische Einrichtung zur Drehzahlregelung von Rückdruck-Brennkraftmaschinen,
insbesondere Gasturbinen-Strahltriebwerken.
Zweck der Erfindung ist es, eine verbesserte Drehzahlregelung
für Turbinentriebwerke zu schaffen, und zwar soll die Einrichtung einerseits möglichst
schnelle Drehzahländerungen ermöglichen und andererseits die Drehzahl automatisch auf einen gewählten
Wert einregeln und eine automatische Einhaltung der höchstzulässigen Drehzahl innerhalb sehr enger
Grenzen ermöglichen. Weiterhin soll erreicht werden, daß die Drehzahl bei einer Beschleunigung des Triebwerkes
nicht über den gewählten Wert hinaus steigen kann, wenn ein solches Überschwingen die vorgeschriebene
höchstzulässige Drehzahl überschreiten würde.
Für Turbinentriebwerke sind bereits verschiedene elektrische Regeleinrichtungen bekanntgeworden. So
ist es z. B. bekannt, einer der Istdrehzahl des Trieb-Werkes proportionale Wechselspannung, die von
einem Tachometergenerator erzeugt werden kann, gleichzurichten und in einer entsprechenden Schaltung
mit einer Gleichspannung zu vergleichen, deren Größe der gewünschten Drehzahl entspricht. Die Differenzspannung,
die verschiedene Polarität oder den Wert Null haben kann, wird dabei zur Steuerung des
TreibstofEzuflusses verwendet. Eine frequenzabhängige
Begrenzung der maximal zulässigen Drehzahl ist dabei jedoch nicht vorgesehen.
Es ist weiterhin bekannt, zwischen einem Tachometergenerator und ein elektromagnetisch arbeitendes
Ventil in der Treibstofrleitung ein frequenzabhängiges
Glied einzuschalten. Das Regelventil ist dabei so ausgebildet, daß der Leitungsquerschnitt bei Stillstand
der Turbine durch eine Düsennadel verschlossen wird, unterhalb der unteren Nenndrehzahl mit
steigender Drehzahl linear ansteigend vergrößert und zwischen der unteren Nenndrehzahl und der oberen
Nenndrehzahl in Abhängigkeit von der Drehzahl wieder bis zum vollständigen Verschließen verkleinert
wird. Diese bekannte Einrichtung dient also zur Durchführung eines gewissen Steuerprogramms beim
Hochfahren einer Rückdruckbrennkraftturbine. Es sind jedoch keine Mittel vorgesehen, die verhindern,
daß der höchstzulässige Absolutwert der Drehzahl auf keinen Fall überschritten wird.
Schließlich sind auch Regeleinrichtungen bekannt, die es gestatten, wahlweise ein von einer eingestellten
Solldrehzahl oder ein von der Turbinentemperatur abhängiges Signal zur Steuerung des Treibstoffflusses
heranzuziehen. Die Schaltung ist verhältnismäßig kompliziert, eine Grenzdrehzahlregelung ist auch
hier nicht vorgesehen.
Elektrische Einrichtung
zur Drehzahlregelung
von Rückdruck-Brennkraftmaschinen
Anmelder:
General Electric Company,
Schenectady, N. Y. (V. St. A.)
Schenectady, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter: Dr.-Ing. E.Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr. 6
München 23, Dunantstr. 6
Bruce Arrington Wells
und Clinton Chamberlain Lawry,
und Clinton Chamberlain Lawry,
Schenectady, N, Y. (V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden
sind als Erfinder genannt worden
Die Erfindung setzt eine elektrische Einrichtung zur Drehzahlregelung von Rückdruck-Brennkraftmaschinen,
insbesondere Gasturbinen-Strahltriebwerken mit einer ersten veränderlichen Spannungsquelle
zur Einstellung einer der vorgewählten Drehzahl entsprechenden Gleichspannung, einer zweiten veränderlichen
Spannungsquelle zur Erzeugung einer von der momentan erreichten Drehzahl abhängigen Wechselspannung,
einem mit dem Ausgang der zweiten Spannungsquelle verbundenen, zur ersten Spannungsquelle
in Kompensationsschaltung liegenden Gleichrichter sowie auf die resultierende Kompensationsspannung
ansprechenden Vorrichtungen zur Steuerung der Stellmittel für die Treibstoffflußregulierung als bekannt
voraus. Sie ist jedoch dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang der zweiten Spannungsquelle
zusätzlich eine frequenzempfindliche Vorrichtung angeschlossen ist, die in an sich bekannter Weise
beim Erreichen einer der gewünschten Höchstdrehzahl entsprechenden Frequenz eine Ausgangsspannung
liefert, daß der Ausgang dieser Vorrichtung über eine Leitungsverbindung an die Eingangsleitung
der auf die Kompensationsspannung ansprechenden Vorrichtungen angeschlossen ist und daß in der Leitungsverbindung
vorgespannte, gleichrichtende Mittel
709 960/45
3 4
vorgesehen sind' welche die eine Halbwelle der Aus- Ausgangspunkt 36 gegenüber Masse Null. Wird das
gangsspannung der frequenzempfindlichen Vorrichtung Drehzahlwählpotentiometer auf eine andere Drehzahl
in einem der Kompensationsspannung dann entgegen- umgestellt oder ändern sich die Betriebsdaten des
wirkenden Sinne übertragen, wenn die Polarität der Motors in der Weise, daß die Drehzahl von dem ge-Kompensationsspannung
auf weitere Drehzahl- 5 wählten Wert abweicht, so erscheint am Punkt 36 erhöhung über die erreichte Höchstdrehzahl hinaus eine positive oder negative Gleichspannung bzw. ein
gerichtet ist. positives oder negatives Fehlersignal, das der Größe In der Zeichnung ist schematisch ein Gasturbinen- und Richtung des tatsächlichen Drehzahlfehlers entStrahltriebwerk
10 für Flugzeuge gezeigt. Das Trieb- spricht; und zwar ist der Drehzahlfehler gleich der
werk besitzt einen Rotor 11 mit einem Kompressor 12 io Differenz zwischen der am Drehzahlwählpotentio·?
und einem Turbinenrad 13. Zwischen dem Kompres- meter 25 gewählten Drehzahl und der tätsächlich ersor
12 und der Turbine 13 befinden sich eine oder reichten Drehzahl, wie sie durch die gleichgerichtete
mehrere Verbrennungskammern 14, in die bei 15 aus Ausgangsspannung des Tachometergenerators angeeiner
Kraftstoffleitung 16 flüssiger Kraftstoff ein- zeigt wird. Ist das System in der gezeigten Weise
geführt werden kann. Die Kraftstofförderung kann 15 geschaltet, so bedeutet eine am Punkt 36 erscheinende
mittels eines geeigneten Kraftstoffventils, das sehe- positive Spannung, daß die Drehzahl zu niedrig ist
matisch bei 17 gezeigt ist, geregelt werden, und zwar und die Kraftstofförderung entsprechend erhöht werkann
das Ventil einen Kraftstofffluß liefern, der der den muß, während eine gegenüber Masse negative
Einstellung einer Stellvorrichtung, wie z. B. eines Spannung anzeigt, daß die Drehzahl zu hoch ist und
Nockens 18, proportional ist. Der Kraftstoff kann 20 die Kraftstofförderung entsprechend erniedrigt wermittels
einer geeigneten (nicht gezeigten) Kraftstoff- den muß.
pumpe aus einem (nicht gezeigten) Kraftstofftank ge- Die am Punkt 36 erscheinende Spannung wird über
pumpt und durch eine Leitung 19 in das Kraftstoff- einen Widerstand 37, eine Leitung 38, einen Wider-
ventil gefördert werden. stand 39, -eine Leitung 40 und einen Widerstand 41
Das Triebwerk 10 ist mit einem Wechselstrom- 25 einem Wechselrichter 42 zugeführt. Bei dem Wechsel·
Tachometergenerator 20 versehen. Der Generator 20 richter 42 handelt es sich um einen sogenannten »Zer-
ist, wie schematisch bei 21 angedeutet, direkt oder hacker«, der die vom Punkt 36 her übertragene
über ein geeignetes Übersetzungsgetriebe mit dem Gleichspannung in eine Wechselspannung überführt,
Rotor verbunden. deren Größe dem Fehlergleichspannungssignal pro-Zur
Bedienung des Triebwerks ist ein Schubwähler 30 portional ist und deren Phasenlage von der Polarität
22 vorgesehen, der über eine schematisch bei 23 an- des Fehlergleichspannungssignals abhängt. Das heißt»
gedeutete Welle mit dem beweglichen Kontaktarm 24 die Wechselrichterausgangsspannung bei positiver,
eines Drehzahlwählpotentiometers 25 verbunden ist. Eingangsspannung ist gegenüber der Wechselrichter-
Das untere Ende des Potentiometers 25 liegt bei 26 an ausgangsspannung bei negativer Eingangsspannung
Masse. Am Potentiometer liegt eine von einer geeig- 35 um 180° phasenverschoben.
neten Spannungsquelle, z. B. der Batterie 27 gelieferte Der Wechselrichter oder Zerhacker 42 besteht, wie
Gleichspannung. Die Batterie 27 kann so geschaltet man sieht, aus einem Transformator 43, zwei Dioden
sein, daß das obere Ende des Potentiometers 25 eine 44 und 45, die über Strombegrenzungswiderstände 46
gegenüber Masse positive Spannung führt. Entspre- und 47 mit den beiden Enden der Sekundärwicklung
chend können der Schubwähler 22 und das Potentio- 40 des Transformators 43 verbunden sind. Die Mittelmeter
25 so eingerichtet sein, daß, wenn durch Um- anzapfung der Sekundärwicklung des Transformators
stellen des Schubwählerhebels ein höherer Schub, 43 liegt an Masse. Der Wechselrichter wird durch
d. h. eine höhere Motorleistung verlangt wird, der be- die Frequenz einer geeigneten Wechselspannung, die
wegliche Kontaktarm 24 auf dem Potentiometer 25 über Leitungen 48 und 49 der Primärwicklung des
nach oben geschoben wird, so daß damit die abgegrif- 45 Transformators 43 zugeführt wird, gesteuert. Die
fene Gleichspannung gegenüber Masse sich erhöht Kathode der Diode 44 und die Anode der Diode 45
und eine entsprechend höhere Motordrehzahl gewählt sind an einen gemeinsamen Verbindungspunkt 50 gewird,
führt. An diesem Punkt 50 erscheint das Fehlerspan-Die Ausgangsspannung des Tachometergenerators nungssignal. Der Wechselrichter oder »Zerhacker«
wird über Leitungen 28 und 29 einem Transfer- 50 arbeitet wie folgt:
mator 30 zugeführt. Die Ausgangsspannung dieses Aus der Schaltungsweise der Dioden 44 und 45
Transformators wird in einem Vollweggleichrichter folgt, daß während der einen Halbschwingung der in
gleichgerichtet. Der aus den Dioden 32 und 33 be- der Sekundärwicklung des Transformators 43 industehende
Vollweggleichrichter liefert an einem Aus- zierten Wechselspannung beide Dioden leitend sind,
gangswiderstand 34 eine Gleichspannung, die der 55 und zwar wird eine Schleife oder ein Stromkreis ge-Tachometerspannung
und folglich der Motordrehzahl bildet, der aus der Transformatorsekundärwicklung,
proportional ist. Der aus den Dioden 32 und 33 be- dem Widerstand 47, der Diode 45, der Diode 44 und
stehende Vollweggleichrichter kann mit geeigneten dem Widerstand 46 besteht. Während der anderen
Filtergliedern ausgerüstet sein, so daß an seinem Halbwelle der Wechselspannung leitet weder die
Ausgang eine geglättete Gleichspannung erhalten 60 Diode 44 noch die Diode 45. Mithin herrscht während
wird. Das linke Ende des Gleichrichterausgangs- derjenigen Halbwelle, da die beiden Dioden leiten,
Widerstandes 34 ist über einen Leiter 35 mit dem eine effektive Spannungsverbindung zwischen dem
Kontaktarm 24 des Drehzahlwählpotentiometers 25 ver- Punkt 50 und dem geerdeten Mittelabgriff der Transbunden. Damit wird erreicht, daß die Spannung des formatorsekundärwicklung. Das am Punkt 50 er-Drehzahlwählpotentiometers
25 und die Spannung des 65 scheinende Fehlergleichspannungssignal wird daher Drehzahlanzeigegleichrichters gegeneitiandergerichtet während der Halbwelle, da die Dioden 44 und 45 leisind
und sich dann aufheben, wenn der Motor die ten, nach Masse kurzgeschlossen. Dagegen kann wähdurch
die Einstellung des Potentiometers 25 gewählte rend derjenigen Halbwelle, wo die beiden Dioden
Drehzahl erreicht hat. Unter derartig ausgeglichenen nicht leiten, ein derartiger Kurzschluß nicht erfolgen,
Verhältnissen ist der Spannungspegel am vereinigten 70 so daß in diesem Fall die Fehlergleichspannung am
Punkt 50 erhalten bleibt. Die am Punkt 50 erscheinende zerhackte Gleichspannung nimmt daher die
Form einer Wechselspannung an und kann über einen Kondensator 51 einem Wechselspannungsverstärker
52, der in üblicher Weise ausgeführt sein kann, zugeleitet werden. Dort wird das umgewandelte
Fehlersignal verstärkt und sodann der einen Wicklung 53 eines Zweiphasenstellmotors 54 zugeführt.
Der Motor 54 wird durch das Fehlersignal in der
damit das Drehzahlwählpotentiometer 25 auf die Höchstdrehzahl eingestellt. Damit wird dem Motor
eine Drehzahl zugemutet, die tatsächlich etwas höher ist als die einzuhaltende höchstzulässige Drehzahl.
Nähert sich die Drehzahl der höchstzulässigen Grenze, so kommt die Frequenz des Tachometergenerators
20 der Ansprechfrequenz des Filters 60 nahe, so daß die Amplitude der am Punkt 64 und an der
Kathode der Diode 66 erscheinenden Wechselspan-
Weise erregt, daß er sich in der richtigen Richtung io nung sehr rasch ansteigt. Die Amplitude der negadreht
und dabei über eine Motorwelle 55 den Kraft- tiven Halbwelle der Wechselspannung beginnt alsstoffventilstellinocken
18 im Sinne der gewünschten dann die von der Spannungsquelle 67 gelieferte VerKorrektur
der Kraftstofförderung bewegt. Der riegelungsspannung zu übersteigen. In diesem Augen-Motor
54 übt die Funktion eines Phasendiskrimina- blick, da die Diode 66 anfängt leitend zu werden,
tors in der Weise aus, daß seine Drehrichtung sich 15 wird die Fehlergleichspannung am Punkt 38 herabnach
der Phasenlage der in die Wicklung 53 gekop- gedrückt. Schließlich wird die Amplitude der negapelten
Wechselspannung richtet. Um einen solchen tiven Spannungshalbwelle genügend groß und wird
Diskriminatoreffekt zu erreichen, benötigt man eine folglich der Stromnuß in der Diode 66 genügend
zweite Wicklung 56, die ebenfalls über die Eingangs- kräftig, um das Gleichspannungsniveau am Punkt 38
leitungen 48 und 49 von der gleichen Wechselspan- 20 auf Nullpotential (und vorübergehend sogar unter
nung erregt wird, die den Wechselrichter 42 steuert. das Nullpotential) herabzudrücken, so daß durch
Dabei ist erforderlich, daß zwischen den in die den Widerstand 39 kein drehzahlerhöhendes Fehler-Motorwicklungen
56 und 53 gekoppelten Spannungen signal übertragen werden kann.
eine Phasenverschiebung von 90° herrscht. Zu diesem Die eben beschriebene frequenzempfindliche Höchst-
Zweck kann man sich eines (nicht gezeigten) Phasen- 25 drehzahlregelstufe kann einen gewissen Arbeitsbereich
Schiebers bedienen, der mit einer der beiden Motor- besitzen, und zwar entsprechend dem Bereich, innerwicklungen
gekoppelt ist. Dieser Phasenverschieber halb dessen die Diode 66 Strom leitet. Führt der
kann im Verstärker 52 enthalten sein. Punkt 38 Nullpotential, so bedeutet das, daß die
Der Verstärker 52 hat zweckmäßigerweise einen spannungsempfindliche Schaltungsstufe, von der über
hohen Verstärkungsgrad. Ferner ist zusätzlich zu 30 die Leitung 36 eine positive Fehlergleichspannung
den weiter unten zu beschreibenden Stabilisierungs- abgeleitet wird, und die über die Diode66 angeschlosstufen
eine gewisse Stabilisierung erwünscht, die sene frequenzempfindliche Schaltungsstufe sich in
zwischen den Motor 54 und den Verstärker 52 ein- ihren Wirkungen gegenseitig aufheben und damit
zuschalten wäre. Diese Stabilisierung kann mit Hilfe ein Gleichgewichtszustand herrscht. Weicht die
von gewöhnlichen Vorrichtungen bewerkstelligt wer- 35 Motordrehzahl von einem diesem Gleichgewichtsden.
Zum Beispiel kann man sich zu diesem Zweck zustand entsprechenden Wert ab, so ändert sich die
eines (nicht gezeigten) Tachometergenerators bedie- Gleichspannung am Punkt 38 in positiver oder neganen,
der sich zusammen mit der Motorwelle 55 dreht tiver Richtung in dem Bestreben, das Gleichgewicht
und so geschaltet ist, daß er an den Verstärker 52 bei der einzuhaltenden Höchstdrehzahl wiederherzuein
Stabilisierungssignal liefert. Dieses Stabilisie- 40 stellen. Dieser Reguliereffekt spielt sich innerhalb
rungssignal hat zweckmäßigerweise eine solche eines nur engen Drehzahlschwankungsbereiches ab.
Das frequenzempfindliche Filter 60 liefert ein Signal, das über die Diode 66 das gewählte Drehzahlfehlersignal
lahmlegt und so für eine frequenzemp-45 fmdliche Höchstdrehzahlregelung sorgt. Danach bleibt
diese Regelung so lange wirksam, wie der Leistungswähler dem Motor eine Drehzahl zumutet, die über
den höchstzulässigen Wert hinausgeht. Sehr wichtig in diesem Zusammenhang ist die Tatsache, daß es
ein sogenanntes Hochpaßfilter, das aus einem in 50 sich bei dieser frequenzabhängigen Höchstdrehzahl-Reihe
geschalteten Kondensator 61 und einer parallel regelung lediglich um eine begrenzende Regelung
geschalteten Spule 62 besteht. Mit der Spule 62 kann handelt. Das heißt, es werden, wenn die Höchstdrehein
zusätzlicher Kondensator 63 in Reihe geschaltet zahl erreicht ist, lediglich solche positiven Fehlersein,
um die Empfindlichkeit des Filters bei der ge- gleichspannungssignale unterdrückt, die anderenfalls
wünschten Ansprechfrequenz schärfer hervorzuheben. 55 eine weitere Erhöhung der Drehzahl auslösen wurden;
Das Ausgangssignal des Filters 60 erscheint in den dagegen werden negative Drehzahlfehlersignale, die
Ausgangsleitungen 64 und 65. Die Leitung 65 ist mit für eine Drosselung der Kraftstofförderung und da-Masse
verbunden. Die Ausgangsspannung des Filters mit für eine Verringerung der Drehzahl sorgen sollen,
60 wird daher über die Leitung 64 der Kathode einer in keiner Weise gehemmt. Die Empfindlichkeit oder
Diode 66 zugeführt. Die Anode dieser Diode ist bei 38 60 Verstärkung der frequenzabhängigen Drehzahlbegrenin
die Fehlergleichspannungsstufe eingeschaltet. Die zungsregelung einschließlich der Diode 66 kann sehr
Diode 66 ist so vorgespannt, daß sie normalerweise hoch sein, und der resultierende Regeleffekt kann sich
verriegelt ist. Zu diesem Zweck wird in die Leitung sehr streng in dem Sinne auswirken, daß jede merkeine
positive Gleichspannung eingekoppelt. Diese liehe Überschreitung der vorgeschriebenen Höchst-Spannung
kann einer geeigneten Quelle, z. B. einer 65 drehzahl verhindert wird, und zwar kann dies offen-Batterie
67, die über ein Regelpotentiometer 68 und bar geschehen, ohne daß das System bei niedrigeren
einen damit in Reihe geschalteten Widerstand 69 mit Drehzahlen, wo die Regelung nicht wirksam ist, an
der Leitung 64 verbunden ist, entnommen werden. Stabilität einbüßt.
Im Betrieb, wenn der Motor auf Höchsttouren ge- Die Einrichtung weist ferner eine Sprungstabili-
bracht werden soll, wird der Leistungswähler 22 und 70 sierung auf. Zu diesem Zwecke sind die Potentio-
Größe, daß dem Stellmotor 54 eine Drehgeschwindigkeit erteilt wird, die dem am Punkt 40 verfügbaren
Fehlergleichspannungssignal annähernd proportional
ist.
Fehlergleichspannungssignal annähernd proportional
ist.
Sodann kann an die Ausgangsleitungen 28 und 29
des Tachometergenerators 20 ein frequenzempfindliches Filter 60 angeschlossen sein. Dieses Filter ist,
wie aus der Abbildung ersichtlich, im wesentlichen
des Tachometergenerators 20 ein frequenzempfindliches Filter 60 angeschlossen sein. Dieses Filter ist,
wie aus der Abbildung ersichtlich, im wesentlichen
meter 70 und 71 vorgesehen, die mit der Motorwelle 55 so verbunden sind, daß sie bei Umstellung des
Ventilbetätigungsmotors 54 mitbewegt werden. Beide Potentiometer sind an geeignete Gleichspannungsquellen, z. B. Batterien 72 bzw. 73, angeschlossen. Die
Stabilisierungssignale werden von den beiden Potentiometern über entsprechende i?C-Glieder 74, 75 bzw.
76, 77 weitergeleitet. Der Widerstand 75 ist bei 40 mit der Fehlergleiehspannungsstufe verbunden, während
der Widerstand 77 bei 64 mit der frequenzabhängigen Höchstdrehzahlbegrenzungsstufe verbunden ist. Da
die Empfindlichkeit oder die Verstärkung der frequenzabhängigen Höchstdrehzahlbegrenzungsstufe hoch ist,
muß für diese Stufe ein kräftiges Stabilisationssignal bereitgestellt werden. Dementsprechend sind
die einzelnen Schaltorgane der Stufe, d. h. die Spannungsquelle 73, der Kondensator 76 und der Widerstand
77, so bemessen, daß eine solche kräftige Stabilisationswirkung erzielt werden kann. Eine derartige
Stabilisationsstufe arbeitet wie folgt: Ändert sich die Einstellung des Potentiometers 71 und damit die
Spannung am Kondensator 76, so überträgt sich diese Spannungsänderung anfänglich sofort auf den Punkt
64, und zwar mit einer Polarität, die so gewählt ist, daß den Vorgängen in der angeschlossenen Stufe bis
zu einem gewissen Grad entgegengewirkt wird. Jedoch ändert sich die Ladung des Kondensators 76 alsbald,
so daß jeder etwaige Unterschied zwischen der Spannung am gleitenden Kontakt des Potentiometers 71
und der Normalspannung am Punkt 64 durch die Ladespannung am Kondensator 76 gänzlich aufgehoben
wird. Das Stabilisierungssignal ist dann so lange nicht mehr wirksam, bis eine abermalige Bewegung
des Potentiometers 71 eine erneute Ladungsänderung im Kondensator 76 hervorruft.
Die Stabilisierungsstufe mit dem Kondensator 74 und dem Widerstand 75 ist immer dann wirksam,
wenn die Drehzahl unterhalb der höchstzulässigen Grenze liegt und damit der frequenzempfindliche Teil
des Systems außer Tätigkeit ist. Innerhalb dieses Bereiches ist die aus dem Kondensator 76 und dem
Widerstand 77 bestehende Stabilisierungsstufe gänzlich unwirksam, da das frequenzempfindliche System,
an das diese Stufe angeschlossen ist, außer Betrieb ist. Das Stabilisierungssignal, das von der Stufe mit
dem Kondensator 74 und dem Widerstand 75 bereitgestellt wird, ist nicht so kräftig wie das für die
frequenzempfindliche Stufe verfügbare Signal, damit innerhalb des zweiten Drehzahlbereiches, über den
das System arbeiten soll, dafür gesorgt ist, daß die Fehlergleichspannungssignalstufe schnell anspricht.
Wird dagegen die höchstzulässige Drehzahl erreicht, so tritt aus der Stufe mit dem Widerstand 77 und dem
Kondensator 76 das kräftigere Stabilisierungssignal auf und setzt damit die Hauptstabilisierung des
Systems in dem Augenblick ein, wo der daran angeschlossene frequenzabhängige Teil des Systems
in Tätigkeit tritt. An Stelle der beiden Potentiometer 70 und 71 kann gewünschtenfalls ein einziges
Potentiometer, das in diesem Falle zur Steuerung beider Stabilisierungsstufen dient, verwendet
werden.
Zwischen der Leitung 38 und der Masse ist zweckmäßigerweise ein Kondensator 78 eingeschaltet, der
dafür sorgt, daß, wenn bei Erreichung der höchstzulässigen
Drehzahl die frequenzempfindliche Stufe in Tätigkeit tritt und damit die Diode 66 leitend wird,
die am Punkt 38 auftretende stoßweise abfallende Fehlergleichspannung etwas gefiltert oder geglättet
wird.
Claims (5)
1. Elektrische Einrichtung zur Drehzahlregelung von Rückdruck-Brennkraftmaschinen, insbesondere
Gasturbinen-Strahltriebwerken, mit einer ersten veränderlichen Spannungsquelle zur Einstellung
einer der vorgewählten Drehzahl entsprechenden Gleichspannung, einer zweiten veränderlichen
Spannungsquelle zur Erzeugung einer von der momentan erreichten Drehzahl abhängigen
Wechselspannung, einem mit dem Ausgang der zweiten Spannungsquelle verbundenen, zur ersten
Spannungsquelle in Kompensationsschaltung liegenden Gleichrichter sowie auf die resultierende
Kompensationsspannung ansprechenden Vorrichtungen zur Steuerung der Stellmittel für die
Treibstoffflußregulierung, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang der zweiten Spannungsquelle
zusätzlich eine frequenzempfindliche Vorrichtung (60) angeschlossen ist, die in an sich bekannter
Weise bei Erreichen einer der gewünschten Höchstdrehzahl entsprechenden Frequenz eine
Ausgangsspannung liefert, daß der Ausgang dieser Vorrichtung über eine Leitungsverbindung an die
Eingangsleitung (36, 37, 38, 39, 40, 41) der auf die Kompensationsspannung ansprechenden Vorrichtungen
(50, 52) angeschlossen ist und daß in der Leitungsverbindung vorgespannte gleichrichtende
Mittel (66) vorgesehen sind, welche die eine Halbwelle der Ausgangsspannung der frequenzempfindlichen
Vorrichtung in einem der Kompensationsspannung dann entgegenwirkenden Sinne übertragen, wenn die Polarität der Kompensationsspannung
auf weitere Drehzahlerhöhung über die erreichte Höchstdrehzahl hinaus gerichtet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die frequenzempfindliche Vor- ■
richtung (60) ein Hochpaßfilter ist, dessen untere Grenzfrequenz bei der der gewünschten Höchstdrehzahl
entsprechenden Frequenz liegt und dessen Ansprechgenauigkeit gegebenenfalls durch zusatzliehe
Schaltmaßnahmen in an sich bekannter Weise erhöht ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichrichtenden
Mittel (66) aus einer Diode bestehen, die durch eine Gleichspannungsquelle (67, 68) so vorgespannt
ist, daß sie lediglich durch die Ausgangsspannung der frequenzempfindlichen Vorrichtung
(60) entriegelt wird, und die so gepolt ist, daß sie im entriegelten Zustand das Potential einer
etwa auf Drehzahlerhöhung gerichteten Kompensationsspannung auf Null oder darunter herabdrückt.
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei mit den
Stellmitteln (54) für die Treibstoffflußregulierung gekoppelte Stabilisierungsnetzwerke., die bei Anderungen
in der Treibstofförderung im Sinne einer stabilisierenden Dämpfung des Regelverhaltens
der Einrichtung wirksam werden und die so geschaltet sind, daß das eine Netzwerk (75, 74,
70, 72) die auf die Kompensationsspannung ansprechenden Vorrichtungen (50, 52) und das
andere Netzwerk (77, 76, 71, 73) die frequenzempfindliche Vorrichtung (60) stabilisiert.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisierungsnetzwerke
jeweils aus der Reihenschaltung eines Widerstandes (75 bzw. 77) und eines Kondensators (74
bzw. 76) in Verbindung mit einer Spannungs-
quelle (70, 72 bzw. 71, 73), deren Spannung sich
in Abhängigkeit von Änderungen in der Treibstofförderung
ändert, bestehen und daß das eine mit der frequenzempfindlichen Vorrichtung (60)
verbundene Netzwerk für eine stärkere Stabilisierungswirkung und das andere, mit den auf die
Kompensationsspannung ansprechenden Vorrich-
10
tungen (SO, 52) verbundene Netzwerk für eine schwächere Stabilisierungswirkung bemessen ist.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 899297;
französische Patentschrift Nr. 973 187; USA.-Patentschriften Nr. 2697 908, 2 336 232.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DEG17009A DE1028391B (de) | 1955-04-26 | 1955-04-26 | Elektrische Einrichtung zur Drehzahlregelung von Rueckdruck-Brennkraftmaschinen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEG17009A DE1028391B (de) | 1955-04-26 | 1955-04-26 | Elektrische Einrichtung zur Drehzahlregelung von Rueckdruck-Brennkraftmaschinen |
Publications (1)
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DE1028391B true DE1028391B (de) | 1958-04-17 |
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ID=7120757
Family Applications (1)
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DEG17009A Pending DE1028391B (de) | 1955-04-26 | 1955-04-26 | Elektrische Einrichtung zur Drehzahlregelung von Rueckdruck-Brennkraftmaschinen |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1028391B (de) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2336232A (en) * | 1942-07-01 | 1943-12-07 | Gen Electric | Gas turbine power unit |
FR973187A (fr) * | 1941-07-10 | 1951-02-08 | Rateau Soc | Réglage des moteurs thermiques à turbines à gaz pour entraînement de génératrices électriques à courant continu |
DE899297C (de) * | 1951-07-24 | 1953-12-10 | Fritz Schoppe Dipl Ing | Rueckdruckbrennkraftturbine mit Regelvorrichtung |
US2697908A (en) * | 1949-03-31 | 1954-12-28 | Franklin F Offner | System for accelerating engines to selected speeds and maintaining the speed selected |
-
1955
- 1955-04-26 DE DEG17009A patent/DE1028391B/de active Pending
Patent Citations (4)
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