DE2530305C2

DE2530305C2 - Brennstoffregeleinrichtung für Gasturbinentriebwerke

Info

Publication number: DE2530305C2
Application number: DE2530305A
Authority: DE
Inventors: Richard John Solihull West Midlands Eves
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1974-07-09
Filing date: 1975-07-08
Publication date: 1983-12-15
Also published as: JPS5131317A; US3956884A; FR2277980B1; JPS6045295B2; GB1520412A; DE2530305A1; IT1040851B; FR2277980A1

Description

aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

d) das Rückführsignal das Drehzahlbezugssignal ist,

e). ein zweiter Differenzverstärker (15) vorgesehen ist, dem das Drehzahlbezugssignal und ein Istsignal der Drehzahl zugeführt werden und dessen Ausgangssignal dem Begrenzungsschaltkreis (H) zugeführt wird, wobei der in dem Begrenzungsschaltkreis (11) gebildete Grenzwert bei steigendem Ausgangssignal des zweiten Differenzverstärkers (15) verkleinert wird und beim Überschreiten eines vorbestimmten Wertes des Aus&aQgssignals negativ wird.

2. Brennstoffregeleinrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwert von einem mit dem. Ausgängssignal des zweiten Differenzverstärkers (15) gespeisten Funktionsgenerator (Fi) des Begrenzungsschahkreises (11) erzeugt wird und bei von Null ansteigendem Ausgangssignal zunächst langsamer und dann schneller abnimmt

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Die Erfindung betrifft eine Brennstoffregeleinrichtung für Gasturbinentriebwerke mit einem Brennstoffregler und einer Einrichtung, die den Brennstoffregler mit einem Drehzahlbezugssignal versorgt und die

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a) einen ersten Differenzverstärker, dem ein Sollsignal für die Drehzahl und ein Rückführsignal zugeführt werden,

b) einen Begrenzungsschaltkreis zur Begrenzung des Ausgangssignals des ersten Differenzverstärkers auf einen von Triebwerksparametern abhängigen, einer maximal zulässigen Drehzahlbeschleunigung entsprechenden Wert, und

c) einen mit dem begrenzten Wert beaufschlagbaren Integrator zur Bildung des Drehzahlbezugssignals

aufweist.

Aus der GB-PS 9 46 1Π ist eine Brennstoffregeleinrichtung der genannten Art bekannt, bei der das Bezugssignal in einem elektronischen Integrator anfällt, der ein durch Vergleich der Solldrehzahl mit der Istdrehzahl abgeleitetes Fehlersignal integriert; das mit Hilfe eines mit Temperatur- und Drucksignalen von im Triebwerk vorgesehenen Umwandlern versorgten Funktionsgenerator begrenzt wird.

Es ist auch vorgeschlagen worden, den das Fehlersignal in Form der Differenz zwischen einem Ist-Geschwihdigkeitssignal des Triebwerkes unidem Sezugssignal begrenzenden Funktionsgenerator zu steuern. Durch eine Analyse der Einrichtung glaubte man jedoch festgestellt zu haben, daß die Einrichtung m Militärmaschinen dann unter Umständen zu empfindlich ansprechen kann, wenn die Brennstoffversorgung während des Einsatzes der Bordfeuerwaffen plötzlich reduziert wird. Nach dem Einsatz der Bordfeuerwaffen würde die Differenz zwischen d.em Ist-Geschwindigkeitssignal und dem Bezugssignal größer sein als dies bei normaler Beschleunigung und unkontrollierter Beschleunigung der Fall wäre.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Brennstoffregeleinrichtung der genannten Art so auszubilden, daß die Einflüsse dieser möglichen Nachteile eliminiert oder zumindest wesentlich reduziert werden.

Die Brennstoffregeleinrichtung gemäß der Erfindung ist gekennzeichnet durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltdiagramm der erfindungsgemäßen Brennstoffregeleinrichtung,

Fig.2 eine grafische Darstellung des Ausgangssignals eines Funktionsgenerators, wie er in der Einrichtung nach Fi g. 1 verwendet wird und

F i g. 3 ein Schaltdiagramm des Funktionsgenerators nach Anspruch Z

Die Regeleinrichtung umfaßt einen ersten Differenzverstärker 10, dessen Ausgangsklemme an eine Eingangsklemme eines Begrenzungsschaltkreises 11 angeschlossen ist, der eine mit der Eingangsklemme des Integrators 12 verbundene Aus^angsklemme aufweist. Die eine Eingangsklemme des Differenzverstärkers 10 liegt an einem Bedienungsregler 13 an, der den Verstärker mit einem Geschwindigkeitsbezugssignal versorgt. Das andere Eingangssignal am Verstärker 10 stammt von der Ausgangsklemme des Integrators IZ Im Gleichgewichtszustand entspricht das Ausgangssignal des Integrators 12 dem Geschwindigkeitsnachfragesignal, so daß das Ausgangssignal des Verstärkers 10 gleich Null ist.

Der Integrator 12 legt ein Geschwindigkeitsbezugssignal an einen Brennstoffregler 14 an, der ein Regelgerät umfaßt, das den Brennstofffluß zum Triebwerk 16 verändert, damit die Triebwerksdrehzahl einen Wert annimmt, der dem Geschwindigkeitsbezugssignal entspricht Das Geschwindigkeitsbezugssignal liegt ebenfalls an einem zweiten Differenzverstärker 15 an, mit dessen Hilfe der Begrenzungsschaltkreis 11 mit einem Steuersignal versorgt wird. Der Verstärker 15 vergleicht das- Bezugssignal mit einem von einem Umwandler in dem Triebwerk 16 stammenden Ist-Geschwindigkeitssignal.

Der Begrenzungsschaltkreis 11 weist zwei Fiinktiönsgeneratoren Fi, F2 auf, die jeweils für die Ab- und Zunahme, der Geschwindigkeit Grenzsignale liefern. Jeder Funktionsgenerator hat seine Ausgangsklemme mit einem Widerstandsnetzwerk verbunden, das den Verstärker 10 über eine Diode 17,18 mit dem Integrator 12 verbindet. Die Diode 17 ist derart angeschlossen, daß das Eingangssigna! des Integrators 12 nicht negativer werden kann als das durch den Funktionsgenerator Fi

erzeugte Signal. Die Diode 18 befindet sich der Diode 17 gegenüber und ist so angeschlossen, daß das Eingangssignal des Integrators 12 das Ausgangssignal des Generators Fi nicht überschreiten kann.

Da der Generator Fi nicht Gegenstand vorliegender Erfindung ist, wird nur die Charakteristik des Generators Fi in Fig.2 wiedergegeben. In dieser grafischen Darstellung ist auf der Abzisse das durch den Verstärker 15 erzeugte Fehlfirsignal in Prozenten des Maximumbezugssignals aufgetragen. Die Ordinate gibt die erlaubte Höchstangabe der Zunahme des Ausgangssignals des Integrators 12 wieder.

Setzt man voraus, daß das Fehlersignal stets Null ist, d.h, vorausgesetzt, das Ist-Geschwindigkeitssignal kann mit dem Bezugssignal Schritt halten, dann beträgt somit die maximale Anstiegsra-te 3% pro Sekunde (wobei der Prozentsatz zum maximalen Geschwindigkeitsbezugssignal steht). Mit Zunahme des Fehlersignals nimmt die Steigungsrate ab, und zwar zunächst in relativ geringem Maße und im Anschluß daran in einem hohen Maße, so daß bei einem Fehler von über 1,6% die Kurve negativ wird.

Fig.3 zeigt einen möglichen Schaltkreis für den Funktionsgenerator Z Der dargestellte Schaltkreis umfaßt zwei Arbeitsverstärker 19,20, die als Differenzverstärker an die Ausgangsklemme des Differenzverstärkers 15 angeschlossen sind, der über Widerstände 21,22 mit den Umkehreingangsklemmen der Verstärker 19,20 in Verbindung steht Die vorhandenen Rückkopplungswiderstände 23, 24 sind so gewählt, daß der

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30 Kurvenverlauf von Fig.2 einen flachen und steilen Abschnitt aufweist. Eine Bezugsspannung Vref liegt an einem Widerstandsnetzwerk, das verschieden gepolte Spannungen an die nicht invertierenden Eingangsklemmen der beiden Verstärker 19,20 liefert. Der Schaltkreis weist ferner einen Spannungskomparator 25 auf, der bei einem Null-Fehlersignal den steilen Abfall der Kurve bewirkt Der Komparator 25 und die Verstärker 19, 20 sind mit ihren Ausgangsklemmen über Dioden 26,27,28 an der Anode einer Diode 18 angeschlossen (die gegebenenfalls weggelassen werden kann).

Wenn im Betrieb das Geschwindigkeit fordernde Signal sprunghaft ansteigt, beträgt die Anstiegsrate zunächst 3%, nimmt aber mit zunehmendem Geschwindigkeitsfehlersignal ab. Für Beschleunigungsraten, die niedriger als der vom Funktionsgenerator Fi gesetzte Wert sind (was z. B. der Fall ist, wenn die Beschleunigung mit einer langsam zunehmenden Verstellbewegung am Geschwindigkeitssteuerorgan gesteuert wird), kann angenommen werden, daß die Steuerung der Anstiegsrampe direkt durch den Ver&iärker 10 erfolgt.

Wenn das Fehlersignal zwischen dem vorgegebenen Geschwindigkeitssignal und dem wirklichen Geschwindigkeitssignal 1,6% übersteigt, übernimmt der Generator F₂ die Steuerung sogar bei sich nicht ändernden LaufbecJingungen und bewirkt, daß das vorgegebene Geschwindigkeitssignal vermindert wird, bis die Ursache des überschreitenden Fehlersignals beseitigt ist Danach findet eine normal gesteuerte Beschleunigung zurück auf die ursprüngliche Geschwindigkeit statt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Brennstoffregeleinrichtung für Gasturbinentriebwerke mit einem Brennstoffregler und einer Einrichtung, die. den Brennstoffregler mit einem Drehzahlbezugssignal versorgt und die ,

a) einen ersten Differenzverstärker, dem ein Sollsignal für die Drehzahl und ein Rückführsighal zugeführt werden, to

b) einen Begrenzungsschaltkreis zur Begrenzung des Ausgangssignals des ersten Differenzverstärkers auf einen von Triebwerksparametern abhängigen, einer maximal zulässigen Drehzahlbesrhleuhigung entsprechenden Wert und

c) ■ einen mit dem begrenzten Wert beaufschlagten

Integrator zur Bildung des Drehzahlbezugssignals