DE2113349A1

DE2113349A1 - Regelsystem zur Regelung einer Groesse auf konstanten Wert,insbesondere zur Brennstoffregelung von Gasturbinentriebwerken

Info

Publication number: DE2113349A1
Application number: DE19712113349
Authority: DE
Inventors: Smith Lawrence Sidney
Original assignee: United Aircraft Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1970-03-20
Filing date: 1971-03-19
Publication date: 1971-10-14
Also published as: US3623403A; JPS578484B1; GB1297607A; DE2113349C3; FR2084518A5; BE763989A; DE2113349B2

Description

PATENTANWÄLTE DR.-PHIL. G. NICKEL · DR-ING. J. DORNEl

8 MÖNCHEN 15 LANDWEHRSTR. 35 · POSTFACH 10*

TEL. (08 II) 55 5719

München, dexi In. März 1971 Aiiwal tsaktenz. ; ±^li - Pat. 7S

United Aircraft Corporation, 400 Main Street, East LIartford, Connecticut O6IO8, Vereinigte Staaten von Amerika

Regelsystem zur liege lung einer Größe auf konstanten Vert, insbesondere zur Brennstoffregelung von Gasturbinentriebwerken.

Die Erfindung betrifft Regelsysteme zur Regelung einer Größe auf konstanten Wert, insbesondere zur Brennstoffregelung von Gasturbinentriebwerken.

Zwar hat man bisher bereits sogenannte Isochron-Regelsysteme in größerem Umfang eingesetzt, doch wurden solche Regelsysteme in vielen Füllen durch solche mit fallender Kennlinie (drooptype) ersetzt. Der Gj-und hierfür ist im Falle der Anwendung auf Flugzeugtriebwerke darin zu sehen, daß Isochron-Regelsysteme zu unstabilem Verhalten neigen. Zur Stabilisierung von Isochron-Re-Kelsystemen sind zusätzliche Einrichtungen erforderlich, welche die Kompliziertheit des Aufbaus, das Gewicht und die Kosten des iiOge!systems erhöhen. Beispielsweise ist es bei Regelsystemen für die Brennstoffregelung von Gasturbinentriebwerken'für Flugzeuge bekannt, daß Dämpfungskolben in Verbindung mit Isochronjfegel sys teaen vorgesehen werden, welche zur Losung des Stabili-

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tcitsproblems cEienen sollen.

Außer den genannten Schwierigkeiten besteht bei der Brennstoffregelung das Problem, daß wegen der ins Brennstoff mitgeführten Fremdkörper, welche zusammen mit dem Brennstoff durch den üampfungskolben geleitet werden, dsr Kolben außerordentlich groß ausgeführt werden muß, um ein Festsetzen zu vermeiden, so daß auch ein Ansprechen sichergestellt ist, wenn nur ein kleines Pehlersignal auftritt. Bei den bisher bekannten Isochron-Regelsystemen hat man im allgemeinen die Strömung durch eine konstante Öffnung verändert und den Druckabfall an dieser Öffnung als Funktion beispielsweise eines Drehzahlfehlers reguliert. Da die Strömung durch eine Öffnung eine quadratische Funktion darstellt, ist die Verstflrkungskennlinie des Systems nicht-linear und die Strömung ändert sich entsprechend auftretenden Viskositätsänderung en.

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Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein genau arbeitendes stabiles Isochron-iiegelsysteia zu schaffen, welches sich durch einfachen Aufbau, geringeres Gewicht und geringe Herstellungskosten auszeichnet.

Ausgehend von einem Hegelsystem zur Regelung einer Größe auf konstanten Wert, inabesondere zur Brennstoffregelung von Gasturbinentriebwerken, mit einem im Sinne einer Änderung der genannten Größe verstellbaren Stelltrieb und mit einem Regler zur Betätigung des Stelltriebs in bestimmter Abhängigkeit von einem Fehler zwischen einem Istwert der genannten Größe und einem bestimmten Sollwert dieser Größe wird die angegebene Aufgabe dadurch gelöst, daß der Regler den Stelltrieb als Funktion sowohl von dem genannten Fehler selbst als auch von dessen Änderungsgeschwindigkeit einstellt und eine Fehlersignal-Erzeugungseinrichtuug zur Bildung eines Fehlersignals aus dem Istwert und einem Sollwert der genannten Grö>3e, ferner ein von dem Fehlersignal beaufschlagtes Integral-Steuerorgan zur Betätigung des Stelltriebs

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in Abhängigkeit vom Integral des Fehlersignals sowie ein ebenfalls vom Fehlersignal beaufschlagtes Prooortional-Steuerorgan zur zusätzlichen Betätigung dea Stelltriebs in Abhängigkeit eines zum Fehlersignal proportionalen Wertes enthalt.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung bilden im übrigen Gegenstand der anliegenden Patentansprüche.

Lin besonderer Vorteil des erfinduugsgemäßen Uegelsystems in der Anwendung auf die Brennstoffregelung von Gasturbinentriebwerken ist es, dali nur ein Drehzahlmesser sowohl für die dem Dauerzustand als auch für die der Beschleunigung zugeordnete Sollwertvorgabe erforderlich ist. Man hat solches zwar bereits in Verbindung mit Reglern mit fallender Kennlinie versucht, nicht je-(!oc;i bei Isochron—Hege !systemen.

Das Isochron-Verhalten des erfindungsgemäßen ilegelsystems wird dadurch erhalten, daß zur gleichzeitigen Betätigung eines Ausgangs-Stelltriebs zum Nachstellen der zu regelnden Größe gemäß einem Ausführungsbeispiel ein Proportional—Steuerventi1 und ein integrierendes Steuerventil verwendet werden. Im Falle der Drehzahlregelung wird die mittels eines Drehzahl-Meßorganes ermittelte Ist-Drehzahl mi-t einer Drehzahl—Sollwerteinstellung zur Erzeugung eines Fehlersignales verglichen, das seinerseits auf das Integral—Steuerventil und auf das Proportional-Steuerventil einwirkt, die wiederum beide den Stelltrieb im Sinne einer Nachstellung der Drehzahl beeinflussen.

Das Proportional-Steuerventil kann bezüglich des Anspreohens auf das FAirsignal mit solcher Einteilung versehen sein, daß es jeweils den Sollwert-Einstellungspunkt der Drehzahl vorweg nimmt, wodurch eine Drehzahl-Überregelung oder eine Unterregelung weitgehend vermieden werden.

Durch die Erfindung wird auch ein Gestängemechanismus vorgeschlagen, welcher von deia" Drchzahl-Felxlersignal beaufschlagt wird

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und eine gleichzeitige Betätigung des Froportional-Steuerventils und Integral-Steuerventils ermöglicht, wobei nach Beaufschlagung des Gestängemechanisraus ein ungehinderter Bewegungsweg an beiden Ventilen sichergestellt ist.

Bei dem erfindung3gemäßen Kegelsystem wird auch der Einfluß der Strömungsmittel-Viskositäfc verringert, Kelcher auf Temperaturänderungen beruht, so daß das erfindungsgemäße System genauer arbeitet, linearisiert ist und verbesserte Eigenschaften der Ver* Stärkungskennlinie aufweist.

Wie bereits erwähnt_t ist ein sehr wichtiges Anwendungsgebiet der Erfindung die Regelung der Bewegung eines Brennstoff-Dosierventiles in solcher Weise, daß die Varyteilung des Ventile« eine Funktion eines ürehzahJ-Fehlersignalse sowie der Änderungsgeschwindigkeit dieses Fehlersignales ist.

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Im folgenden wird nun eirx Ausführungebeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert. In diesen s te Heu dar:

F_i^u_r_J_ eine schematische Abbildung eines Außführungebeispieles dea erfindungsgemäßen Regelayeterns und

Figur 2 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise des Regelsysteins nach Figur 1. ·

Während die Erfindung nachfolgend am bevorzugten Auβführungsbeispiel einer Brennstoffrege lung für Gaaturbinentriebwerke erläutert ist, wobei eine Regelung der Drehzahl der umlaufenden Teile erfolgt, versteht es sich, daß die Erfindung auch «it Vorteil in anderen Anwendungsfällen eingesetzt werden kann, sei es nun .für Gasturbinentriebwerke ocier für die Regelung anderer Parameter. Beispielsweise kam) die Erfindung zur Hege lung des

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Brennkammerdruckes, zur Regelung bestimmter Druckverhältnisse im Triebwerk oder dergleichen eingesetzt werden.

Die Beschreibung eines Ausführungsbeispieles soll hier für den Anwendungsfall einer Brennstoffregelung für eine Gasturbine erfolgen, wie sie etwa in der US-Patentschrift 2 822 666 beschrieben ist. Der BrennstoffZustrom wird hierbei in der Weise geregelt, daß ein Regelparameter abgeleitet wird, welcher ein Maß für die Größe ^i— bildet, worin W. den Brennstoffzustrom in Pfund je Stunde und P, den Verdichterausgangsdruck oder den Brennkammerdruck in Pfund je Quadratzoll bedeuten, wobei dieser Parameter als Kennwert für den Dauerzustand und für die Beschleunigung gewählt wird. Für den Dauerzustand wird der Brennstoff-Zustrom dadurch ermittelt, daß ein Signal vorgegeben wird, das dem Verhältnisse¹- entspricht, welches wiederum eine Funktion der Drehzahl-Fehlergröße zwischen einer bestimmten Drehzahl-Sollwerteinstellung und der tatsächlichen Verdichterdrehzahl ist und dieses dem erwähnten Verhältnis entsprechende Signal wird dann mit dem Istwert des Druckes P, multipliziert.

Zur Bildung der Beschleunigungs-Grenzwerte, welche den Brennstoffzustrom so begrenzen, daß eine Überhitzung und ein Verdichterpumpen vermieden werden, wird ein Verhältniswert ^pr~ als Funktion der Verdichtereinlaßtemperatur und der Verdichterdrehzahl vorgegeben und wiederum mit dem Istwert von P, multipliziert. Die Wirkungsweise und die Einzelheiten von Regelsystemen dieser allgemeinen Art sind an sich bekannt und beispielsweise den oben erwähnten Patentschriften zu entnehmen. Da sie überdies keinen Teil der Erfindung bilden, sind nur die vorstehenden, kurzen Angaben gemacht worden.

Zum besseren Verständnis der Erfindung sei nunmehr Figur 2 be-

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trachtet, in welcher der Parameter-rr~ über der Verdichter-

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Drehzahl aufgetragen ist. Die Kurve A bezeichnet die Grenze bezüglich der Überhitzung und die Kurve B bezeichnet die Grenze

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bezüglich des Verdiehterpumpens und die Brennstoffregelung hat nun die Aufgabe, dafür Sorge zu tragen, daß die entsprechenden Grenzbedingungen bei der Beschleunigung des Triebwerks nicht überschritten werden. Die Kurve C bezeichnet eine Betriebskennlinie für den Dauerzustand bei einer bestimmten Verdichtereinlaß-Temperatur und die Kurve D bezeichnet die Betriebskennlinie des Reglers. Der Schnitt zwischen den Kurven C und D bezeichnet also den Arbeitspunkt für den Dauerzustand bei einer bestimmten Plugphase des Flugzeugs. Wie man aus Figur 2 erkennt, verläuft die Linie D im wesentlichen senkrecht, was bedeutet, daß längs der Regler-Arbeitslinie für jeden Wert von W~ die Verdichterdrehzahl auf konstantem Wert bleibt. Wie allgemein bekannt, verschieben sieh in Abhängigkeit von

W der Verdichtereinlaßtemperatur sowohl die der Beschleunigung als auch die dem Dauerssisiand eiitspresfienden Kennlinien. Das IsQchron-Regelsysteai sollnin die ¥@rdiohterdrehzahl auch dann konstant halten, wenn eine Verschiebung der dem Dauerzustand entsprechenden Kennlinie aufgrund einer Veränderung der Verdichtereinlaßtemperatur stattfindet. Sonst würde wie im Falle des Reglers mit fallender Kennlinie die Drehzahl so verstellt, daß sich für die verschobene Dauerzustandskennline wieder der richtige Brennstoffzustrom ergäbe. Dies wird durch die abfallende Kennlinie E nach Figur 2 verdeutlicht, welche eine charakteristische Abnahmekennlinie für eine Brennstoffregelung ist. Wenn sich die Temperatur ändert unü damit die Kennlinie des Dauerzustandes verschiebt, mashen die neuen Bedingungen für den Brennstoffzustrom eine neue Einstellung der Verdichterdrehzahl erforderlich.

Das in Figur 1 gezeigte Regelsystem nach der Erfindung soll also ein Gasturbinentriebwerk in solcher Weise regeln, daß es der in Figur 2 deutlich gemachten Isochron-Regelcharakteristik ent-

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Hpricht, Im Gegensatz zu aem in vorerwähnten Patentschriften angegebenen Regelsystemen wird aber bei dem erfindungsgeraäßen liege !system das Drehzahl-Fehlersignal nicht zur Vorgabe des Wertes /ry<* vervendet, sondern die liegs !schleif e wird bezüglich du η BrennstoffZustromes geschlossen. Ea ist daher nicht notwendig, eine Multiplikation des P, Signale« auszuführen, wie dies bisher bei der Vorgabe r""r Betriebsbedingungen für den Dauerzustand erforderlich war. Der Nocken 10 wird' abhängig von der Kins te 1 lung des Leiatungssteuerliebels 12 eingestellt und dient zuv i.rzrugung eines an das Gestänge lh weitergegebenen Signa-Ick. welches als Mail für die gewünschte Drehzahl oder die vor-■icicbcut Ureiizalil dient, welche vom Flugzeugführer gewählt wird. Die lstOrehzabl des Verdichters v/ird durca ein Drehzahl-Meßorgan au Igciwjüjuen, welches durch das Blocksymbol 16 versinnbildlicht ι. i vi und vorzugswei-.fi ein Fl iehkraf tgerat ist, wie es etwa in den ν "^-Patentschriften 2 -ü2 bbb oder 3 192 9^V - angegeben ist. Das Drrhzuh 1 -Meßorgan gibt ein der Istdrehzahl entsprechendes signal an tin üestunge i- ab, das über einen Drehpunkt 20 seilt» tiukbar an Jas ties lange l'i angeschlossen ist, welches seinerseits wieder schwenkbar am Drehpunkt Zi gelagert ist. 1 in Ausgangsarm 22, welcher mit dem Gestängearro Lt verbunden ist, Cü-irt immer dann eine Betätigungsbewecuug aus, wenn der Gestungearm ih nicht auf einer Linie mit dem Gestüngearm 1-3 liegt, wem; also ein Fehler -zwischen der Solldrehzahl und der Istdreazah1 auftritt. Das Drehzahl-Fehlersignal wird über die gestricho It angegebene Verbindung 2b auf den Winkt !hebel 21- übertragen. It r .-»rffl ^O des Winkelhebels 2- «eist einen nach abwärts weisenden Flansch 32 auf, der sich gtgen eine Ventilspindel 3-Ί eines integrierenden Ventiles abstützt, das allgemein rait dar lifzui.-^'.ah 1 3b bezeichnet ist. Der Vinkelhebel ist über einen Drehpunkt 5" drehbar gelagert, an welchem auch ein Arm kO dreh-bar gelagert ist, der üii t einem Flan son h2 versehen ist, welcher, wie aus Figur 1 ohne weiteres zu ersehen, au einem entsprechenden, an dem Arm 30 angeformten Flansch hk anliegt. DJe Leiden Flanschen h2 und kk erstrecken sich in solcher Weise in

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axialer Richtung, daß eine Relativbewegung zwischen den Armen 30 und 40 nicht behindert wird. Eine Verdrehung des WinkelhebeJ.s 2t bewirkt also eine Einstellung der Ventilspindel 34 des Ventiles 36 und auch eine Einstellung eines Drosselorganes 46, das an einem nach abwärts reighenden Ansatz 4b des Armes 40 Abstützung findet.

Das Drosselorgan 46 dieut zur Steuerung des Antriebskolbens 52 eines allgemein mit der Bezugszahl 50 bezeichneten Proportionalventiles. Das Drosselorgan 46 bewirkt, daß der Antriebskolben 52 des Proportionalventiles 50 in der in Figur 1 gezeigten Stellung gehalten wird, wenn sich der Ausgangsarm 22 in der dargestellten Lage befindet, d. h., wenn zwischen der Sollwert-Drehzahl irad der Istdrehzahl kein Fehler vorhanden ist. Das Proportionalventil 50 kann mit einem Servoantrieb mit hälftig aufgeteilten Betätigungsflachen versehen sein, wobei der Kolben 52 in der Mittelstellung gehalten wird, wenn sich das Drosselorgan 46 in einer Nullstellung befindet. Wird das Drosselorgan 46 verschoben, so wird der Kolben entweder nach aufwärts oder nach abwärts bewegt, je nachdem , ob das Drosselorgan im Sinne einer Freigabe oder einer Verlegung der Strömungsdüse bewegt worden ist.

Aus Figur 1 ist zu entnehmen, daß ein über die Leitung 54 zugeführtes Druckmittel (in der Zeichnung durch P angedeutet), welches mittels eines nicht dargestellten Druckreglers auf einen bestimmten Druckwert geregelt wird, über eine Drosselöffnung 5--¹ in die Kammer 56 eingeführt wird und auf die Oberseite des Kolbens 52 einwirkt. Auf dem Kolben 52 befindet sich ein langgestreckter Rohransatz 60, welcher in einer Strömungsdüse 62 endet, die sich in der Nachbarschaft des Drusselorgaries 46 befindet. Der relative Abstand zwischen dem Drosselorgan 46 und der Strömungsdüse 62 legt einen bestimmten Öffnungsqucrschnitt fest, durch welchen der Druck in der Kammer 56 beeinflußt wird. Wie bereits erwähnt, ist eine Nullstellung des Ventiles erreicht,

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wenn sich der Kolben 52 auf halbem Wege innerhalb der den Kolben aufnehmenden Kammer befindet. Der auf die Oberseite des Kolbens 52 einwirkenden, vom Druckmittel erzeugten Kraft hält eine Kraft das Gleichgewicht, die auf den Absatz (>'i einwirkt, welcher von dem nicht über eine Drosselstelle geleiteten Druckmittel beaufschlagt ist, dessen Druck von demselben Druckregler geregelt werden kann, welcher auch den Druck in Leitung 5^ regelt, welcher jedoch nicht dargestellt ist. Wenn das Drosselorgan kh die Strömungsdüse 62 abschließt, so baut sich in der Kammer 56 der Druck bis auf einen Wert auf, welcher demjenigen des gegen den Absatz 6«'t wirkenden Druckes oder dem geregelten Wert gleich ist, so daß der Kolben nach abwärts bewegt wird und ein Ansatz 6ts das in der zugehörigen Kammer befindliche Strömungsmittel in eine Verbindungsleitung 70 austreibt. Der Kolben 52 verschiebt sich so %*eit, bis der untere Teil des Kolbens gegen eine Anschlagschraube 72 anläuft. Auf diese Weise wird eine bestii:-snte- Flüssigkei tsmenge über die Leitung 70 in die Kammer ", Ί eines Stelltriebs 73 verdrängt, so daß der hälftig aufgeteilte Be LLitigungsf lachen aufweisende Kolben dieses Stelltriebs das Ventil 76 verstellt. Das Ventil 76 ist nur schematisch angegeben und dient zur Dosierung des Brennstoffes zur Regelung des Betriebes des Gasturbinentriebwerkes unter Einhaltung der anhand von Figur 2 aufgezeigten Bedingungen.

Bei Verschwenkung des Winkelhebels 28 liefert gleichzeitig mit dem Proportional-Steuerventil auch das Integral-Steuerventil 36 ein Signal an den Stell trieb 75, wie nachfolgend beschrieben wird. Die Ventilspindel 5t, welche über ein Zahnrad 82 mittels eines nicht dargestellten Antriebs fortwährend in der Bohrung -0 gedreht wird, bewegt sich entsprechend der Bewegung des Winkelhebels 26. Ein geregelter Druck wird dem Integral-Steuerventil 36 über eine Leitung 68 zugeführt und wenn man annimmt, daß die Ventilspindel 34 nach abwärts gedruckt ist, so tritt Druckmittel über den iiingraum 90 und die Verbindungsbohrung 9^ au dem nun verschobenen Bund 92 vorbei ein und gelangt über den

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Kanal 9S zu dem Ringraura 96. Eine Zerhaoker- oder Unterbrecherkonstruktion 100, welche eine Reihe in Abstand voneinander angeordneter Radialstege besitzt, ermöglicht einen intermittierenden Zustrom von Druckmittel von dem Ringraum 96 zu der Leitung 70, welche die Verbindung zu der Kammer lh des Stelltriebs 75 herstellt. Der Druckmittelzustrom vom Integral-Steuerventil 36 her dauert an, bis das FehLersignal wieder auf seinen Nullwert zurückkehrt, d'. h. bis die Gestängearrae 14 und 18 wieder auf einer Linie liegen.

Die Ventilspindel jk wird mittels einer Feder 102 nach aufwärts vorgespannt, wobei ein Ende der Feder an'einen Lagerungs teil verankert ist, das über ein Lager 106 in einer Ausnehaung am unteren PJnd e der Ventilspindel 3^ drehbar gelagert ist. In der entgegengesetzten Richtung, d. h. bei entgegengesetzter Polarität <Jes Fehlersignales, wird der Winkelhebel 2'i im Gegenuhrzeigersinn um den. Lagerung spunk t 3& verschwenkt, so'daß die Ventilspindel "}h nach aufwärts bewegt wird. Hierdurch kommt die Leitung 70 über die Ringräume 96 und 92 mit der EntlüXtungsleitung 108 in Verbindung, so daß Druckmittel von der Kammer Ti d^es Stelltriebs 75 abgeführt wird und sich der Kpiben 78 nach links bewegt, so daß der Brennmittelzustrom zum Triebwerk verringert wird.

Es sei bemerkt, daß bei einer Einstellung des Triebwerks durch den Regler zur Korrektur eines Einstellfehlers sich das Integral-Steuerventil kontinuierlich bewegt. Da die Integrat!Gasgeschwindigkeit durch den Dosierquerschnitt zwischen de» Band 92 und dem Raum 90 gegeben ist, bildet die Integrationsgesohwindigkeit eine Funktion der Ventilstellung und die Ventilstellung ist wieder eine Funktion des Drehzahlfehlers. Das Gesamtergebnis ist eine Verbesserung des Verstärkungsfaktors des Systeme und eine verbesserte Unabhängigkeit von Viskositätsänderungen, welche durch Temperaturänderungen verursacht werden.

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Nachdem der Winkelhebel 28 »it dem das Fehlersignal bildenden Gestängen, nämlich den Gestängearmen 14 und 18 gekuppelt ist und da einstellbare Anschläge 72 und 73 den Hub des Kolbens 52 bestimmen, kann hier eine solche Einstellung vorgenommen werden, daß eine bestimmte Stellung vorweggenommen wird, wenn das Integral-Steuerventil sich an die der Solldrehzahl entsprechende Stellung annähert. Dies läßt sich noeh besser anhand der graphischen Darstellung von Figur 2 erklären. Die gestrichelte Linie D' kennzeichnet den Übergang der Wertevorgabe von der normalen Regelung zur Beschleunigung. Anstatt der Regelkennlinie I) zu folgen, ermöglicht es die durch das Proportional-Steuerventil verwirklichte Vorvegiialnae, daß die Wertevorgabe der gestrichelten Linie D¹ folgt, bis sie die Regelkennlinie D schneidet. Bevor also das Integral-Steuerventil zur Nullstellung zurückkehrt^ beginnt das Proportional-Steuerventil bei einem bestimmten Prozentsatz des ürehzahlfehlers mit seinem Hub und verringert den Wert W_, bevor die Solldrehzahl erreicht ist, so daß ein tiberregeln oder ünterregeln vermieden wird.

Aus Figur i ist ferner zu entnehmen, daß bei einer Ausrichtung der Ge a tangearme 14 und 16 und bei einem Fehlen eines Drehzahlfelilers die Arme 30 und kO des Winkelhebels 26 die in der Zeichnung wiedrrgegebene Stellung annehmen. Hat jedoch ein Fehlersignal einmal eine Betätigung des Drosselorganes kB durch den Arm ■Ί0 in Richtung nach abwärts herbeigeführt, so kann der Arm 30 noch seine Bewegung fortsetzen und die Flanschen Ί2 und kk trennen sich voneinander. In liichtung each aufwärts bewirkt demgegenüber der Arm 30 eine Verschwenkung des Armes 40 und eine Fortbewegung des Ansatz s kS von dem Drosselorgan 46. Es ergibt sich also bezüglich beider Bewegungen, daß nach einer ausgeführten Verstellung des Proportional-Steuerventiles 50 das Integral-Steuerventil 36 seine Bewegung fortsetzen kann, bis der Fehler verschwunden ist.

Dem Fachmann bietet sich im Rahmen der Erfindung noch eine Vielzahl von Abwand lungsiaogliehkei ten und Weiterbildungsmüglichkei-

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tea, die aber von dem der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken mit umfaßt werden.

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Claims

Patentansprüche

{ iy Regelsystem zur Regelung einer Größe auf konstanten Wert, insbesondere zur Brennstoffregelung von Gasturbinentriebwerken, mit einem im Sinne einer Änderung der genannten Größe verstellbaren Stelltrieb und mit einem Regler zur Betätigung des Stelltriebs in bestimmter Abhängigkeit von einem Fehler zwischen einem Istwert der genannten Größe und einem bestimmten Sollwert dieser Größe, dadurch gekennzeichnet, daß der Hegler den Stelltrieb (75) als Funktion sowohl von dem genannten Fehler selbst als auch von dessen Anderungsgeschwind-igkeit einstellt und eine Fehlersignal-Erzeugungseinrichtung (10, 12, 14, 18, 22, 26) zur Bildung eines Feiilersignales aus dem Istwert un9 einem Sollwert der genannten Größe, ferner ein von dem genannten Fehlersignal beaufschlagtes Integral-Steuerorgan (36) zur Beaufschlagung des Stelltriebs in Abhängigkeit des Integrals des Fehlersignales sowie ein ebenfalls vom Fehlersignal beaufschlagtes Proportional-Steuerorgan (50) zur zusätzlichen Beaufschlagung des Stelltriebs in Abhängigkeit eines zur Fehlersignal proportionalen Wertes enthält.

2. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte, zu regdnde Größe die Drehzahl eines umlaufenden Maschinenteils ist.

3. Regelsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ProportionaJ-Steuerorgan (50) einen Kolben (52) enthält, welcher von einer Mittelstellung, die einem Nullwert des Fehlersignals der Fehlersignal-Erzeugungseinrichtung (lO, 12, Lk, 18, 22, 2C) entspricht, in eine erste und eine zweite Steuerstellung verschiebbar ist.

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k. Regelsystem nach Anspruch 3, dadurch· gekennzeichnet, daß der Kolben (52) des Proportioual-Steuerorgans (50) bei Verschiebung in die eine oder die andere Steuerstellung eine Stellung vorweg nimmt, welche dem genannten Sollwert der zu regelnden Größe entspricht und bei einem bestimmten Prozentsatz des Fehlersignales zu der festen Zwischenstellung zurückkehrt.

5. Regelsystem.nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, »laß der Stelltrieb (75) einen hydraulisch betätigten Kolben (7t>) aufweist, zu welchem Druekmittelzuleitungen (7OJ bzw. -ableitungen geführt sind, daß ferner das Proportional-Steuerorgan (50) und das Integral-Steuerorgan (36) die Druckmittelzufuhr zu dem Kolben (7&) steuert und daß der genannte Kolben (52) des Propor— tional-Steuerorgans (50) aufgrund seiner Bewegung eine bestimmte Druckmittelmenge dem Kolben des Stelltriebs (75) zuführt oder von dort abführt.

6. Regelsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Integral-Steuerorgans (36) den hydraulisch betätigten Kolben (78) des Stelltriebs (75) so lange Druckmittel zumeßbar ist, bis der Wert des Fehlersignals der Fehlersignal-Erzeugungseinrichtung (iO, 12, 14, 16, 20, 22, 26) zu Null wird.

7. Regelsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (52) des Proportional-Steuerorgans (50) die Form eines Servo-Antriebskolben mit hälftig aufgeteilten Betätigungeflächen hat und die Πΐΐίs-Steuereinrichtungen zur Einstellung des Kolbens vorgesehen sind.

ti. Regelsystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß von Hand verstellbare Anschlagmittel (72, 73) zur Einstellung des Hubes des Kolbens (52) des Proportional-Steuerorgans (50) vorgesehen sind.

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9. Regelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlersignal-Erzeugungseinrichtung des Heglers einen Gestängemechanismus {lh, 18, 22, 26) enthalten, welcher einerseits von einem Eingabeorgan (lO, 12) eingestellt wird, welches ein Maß für einen bestimmten Sollwert der zu regelnden Gröüe liefert und andererseits von einem weiteren Ein-"· gabeorgan eingestellt wird, welches ein Maß für den Istwert der zu regelnden Größe liefert und daß vom Ausgang des Gestängemechanismus ein dem Unterschied zwischen den beiden eingegebenen '•verteil eutsprecnendes Ausgangesignal abnehmbar (26) ist.

10. liege 1 sys tem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der tic stiiugeraechan Ismus einen an einem Drehpunkt (21) gelagerten Hebel (l'i) sowie einen an einem Ende dieses Hebels schwenkbar (2Oj angeschlossenen Arm {Lh, 22) aufweist.

11. Regelsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß

ein Ende des drehbar gelagerten Hebels {lh) sich gegen einen nit chemisch verstellbaren Nocken (lO) abstützt.

12. liege !system nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ausgang der Fehlersignal-Erzeugungseinrichtung bzw. mit dem an den drehbaren Hebel {lh) schwenkbar angeschlossenen Ars (16, 22) ein Ära eines Winkelhebels (2b) verbunden ist, dessen anderer Arm auf das Integral-Steuerorgan einwirkt.

13. Regelsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Winkelhebel (2t) ein Betätigungshebel (40) schwenkbar verbunden ist, welcher zur Betätigung des Proportional-Steuerorgans (50) dient. '

Ik. Regelsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Vinkelhebel (28) und an dem Betätigungshebel (*»0) einander entsprechende Flanschen (42, kk) angeformt sind und daß Fe-

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dermittel vorgesehen sind, welche diese Plauschen zumindest auf einem bestimmten Bewegung8abschnitt des Winkelhebels und des Betätigungshebels in Ablage aneinander halten.

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