DE3306897A1

DE3306897A1 - Leistungseinspeisungs-ueberwachung

Info

Publication number: DE3306897A1
Application number: DE19833306897
Authority: DE
Inventors: William George 045242 Blue Ash Ohio Bools
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1982-07-02
Filing date: 1983-02-26
Publication date: 1984-01-05
Also published as: IT1171061B; IT8319760A0; IT8319760A1; CA1199392A; AU556046B2; SE465243B; SE8301152D0; FR2529682A1; SE8301152L; US4463267A; AU1180783A; JPS5914397A; GB8304703D0; GB2123154A; GB2123154B; IL67987A0; FR2529682B1

Description

./ · ί» (t φ. 0

9072-13DV-8187

Beschreibung Leistungseinspeisungs-Überwachung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum überwachen eines Spannungssignals und insbesondere auf eine Anordnung, die ein Spannungssignal überwacht, das durch eine geregelte Stufe in einer durch eine Gasturbine angetriebenen Nachlauf-Leistungseinspeisung erzeugt wird.

Ein Gasturbinentriebwerk erfordert üblicherweise mehrere Fühler und Servomechanismen, um ihren Betrieb zu steuern bzw. zu regeln. Eine richtige Funktion dieser Fühler und Servomechanismen erfordert eine höchst stabile und präzise elektrische Leistungseinspeisung, üblicherweise ist die Leistungseinspeisung eine solche, die als Nachlauf-Spannungsregler bezeichnet wird. Der Regler erhält elektrisch=Leistung aus einem Generator oder einer Wechselstrommaschine (der Begriff Generator wird hier als beide umfassend verwendet) , die mechanisch durch das Triebwerk selbst angetrieben ist. Ein derartiger Regler liefert normalerweise zwei Spannungen von entgegengesetzter Polarität und gleicher Größe bzw. Amplitude. Der Regler wird als nachlaufend bezeichnet, da eine der Spannungen zwangsweise der anderen in der Größe bzw. Amplitude folgt oder nachläuft; die letztere ist im allgemeinen unabhängig von der ersteren und braucht dieser nicht zu folgen. Eine derartiger Regler weist folglich zwei Stufen auf, von denen die erste elektrische Leistung von dem Generator erhält und die Spannung mit einem relativ groben Genauigkeitsgrad regelt. Die zweite Stufe erhält Leistung von der ersten Stufe und regelt die Spannung mit einem relativ feineren Genauigkeitsgrad. Die fein-cjcregelte Spannunq wird dazu verwendet, die Fühler und Servomechanismen des Triebwerks zu speisen.

. 6-

Im allgemeinen kann die fein-geregelte Spannungsstufe von derartigen Leistungseinspeisungen nur einen begrenzten Strom liefern. Wenn diese Stufe versuchen sollte, einen größeren Strom zu liefern, wie es beispielsweise der Fall sein kann, wenn ein Kurzschluß in einem Fühler oder Servomechanismus auftritt, den sie speist, dann hat die gelieferte, feingeregelte Spannung die Neigung, kleiner zu werden. Diese fehlende Spannungsstabilität der Folge-Einspeisung hat ernsthafte Konsequenzen für die Fühler und Servomechanismen. Beispielsweise kann während eines derartigen Spannungsabfalls ein Fühler, der die Triebwerksdrehzahl mißt, eine falsche, kleine Anzeige liefern. Ein Drehzahlsteuerungs-Servomechanismus, der sich auf diesen Fühler verläßt, kann versuchen, das Triebwerk daraufhin zu beschleunigen, mit der Folge, daß ein Überdrehzahl-Zustand des Triebwerks auftreten kann. Alternativ kann ein Servomechanismus, der eine Luftströmung steuert versuchen, die Luftströmung zu ändern, mit der Folge, daß ein Zustand mit überhöhter Temperatur auftritt.

Ein anderes Problem kann in der Situation auftreten, wenn die fein-geregelte Spannung selbst verwendet wird, um ein System zu speisen, das diese gleiche Spannung überwacht. In einem derartigen Fall kann ein Abfall in der geregelten Spannung die Schaltungsanordnung in dem Überwachungssystem in der Weise beeinflussen, daß der Abfall in seiner Wirkung selbstaufhebend ist, mit dem Ergebnis, daß durch die überwachungseinrichtung kein Abfall gemeldet wird. Dies kann beispielsweise in einem Fall auftreten, wo die überwachungseinrichtung eine Referenzspannung erzeugt, die von der überwachten Spannung abhängig ist und dann die zwei Spannungen vergleicht, um zu ermitteln, ob die überwachte Spannung richtig ist. Es kann eine Situation auftreten, in der ein Abfall in der überwachter Spannung einen entsprechenden Abfall in der Referenzspannung erzeugt, so daß keine Änderung in der Differenz zwischen den zwei Spannungen festgestellt wird. In einem derartigen Fall würde der Speisespannungsabfall weiterbestehen und unentdeckt fortdauern.

- 3—

• Τ-

Ein weiteres Problem kann in Leistungseinspeisungs-Überwachungseinrichtungen dieser Art während des Startzyklus des Triebwerks auftreten. Während dieses Zyklus erzeugt der Generator, der die Elektrizität erzeugt, die die Leistungseinspeisung
antreibt, Leistung bei einer relativ niedrigen Spannung.
Demzufolge wird die Ausgangsspannung, die durch die Leistungseinspeisung geliefert wird, relativ klein sein. Die Leistungseinspeisungs-überwachung kann diese kleine Spannung als eine Anzeige für einen fehlerhaften Zustand angeben, wenn
dieser Zustand tatsächlich aus dem Betrieb des Triebwerks
beim Start resultiert.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue und verbesserte Leistungseinspeisung-Überwachung zu schaffen. Diese
Leistungseinspeisungs-Überwachung soll nicht für ihre eigene
Leistung von der Spannung der Stufe der überwachten Leistungseinspeisung abhängen. Ferner soll sie Änderungen in der Spannung der Leistungseinspeisung feststellen und Korrekturen vornehmen in Bezug auf die Quelle der mechanischen Leistung, die einen Generator antreibt, der die elektrische Leistung liefert. Ferner soll sie während des Startens der Quelle der mechanischen Leistung inaktiv sein und aktiv werden, wenn die Quelle den Startbetrieb verläßt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung arbeitet in Verbindung
mit einer zweistufigen Leistungseinspeisung, die eine grobgeregelte Stufe und eine fein-geregelte Stufe aufweist. Die
erfindungsgemäße Anordnung überwacht die Spannung, die an dem einen Ausgangsanschluß der fein-geregelten Stufe geliefert
wird_; und trotzdem erhält sie ihre eigene Betriebsleistung aus der grob-geregelten Stufe. Das Ausgangsspannungssignal wird
mit einem Referenzspannungssignal verglichen und wenn die
Differenz einen vorbestimmten Wert erreicht, wird ein Fehlersignal erzeugt.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erhält die zweistufige Leistungseinspeisung ihre Leistung aus einem elektrischen Generator , der mechanisch durch ein Gasturbinentrieb-

werk angetrieben ist. Das Fehlersignal der Leistungseinspeisungs-Überwachung wird einer die Drehzahl steuernden Einrichtung zugeführt^ und diese Einrichtung wird dadurch veranlaßt, eine Maßnahme zu treffen, um die Drehzahl des Triebwerks zu senken, beispielsweise, indem eine Treibstoff strömung abgeschaltet wird.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel weist ferner einen

Fühler oder Sensor auf, der die Drehzahl der umlaufenden Komponente in dem Triebwerk mißt und ein Signal erzeugt, das ein Maß für diese Drehzahl ist. Das Signal wird einer Schaltungsanordnung zugeführt, die entweder die Überwachungseinrichtung deaktiviert oder abschaltet, wenn die Triebwerksdrehzahl unterhalb einer vorbestimmten Grenze ist, oder die Überwachungseinrichtung aktiviert bzw. in Betrieb setzt, wenn die Triebwerksdrehzahl über die Grenze hinaus ansteigt. Dieser Vorgang schaltet die Überwachungseinrichtung während des Startzyklus des Triebwerks ab. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt ferner eine Testschaltung, die es einer Bedienungsperson gestattet, ein Signal in die überwachungseinrichtung zu geben, das die Wirkung hat, einen Spannungsabfall in der fein-geregelten Leistungseinspeisung zu simulieren, so daß die Überwachungseinrichtung ein Fehlersignal abgibt, das angibt, daß die Speisespannung unter zulässige Grenzen abgefallen ist.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung von einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in Verbindung mit einer elektrischen Generatoreinrichtung.

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung von dem Block, der in Fig. 1 mit Leistungseinspeisung-Überwachung bezeichnet ist.

Wie in Fig. 1 schematisch dargestellt ist, liefert ein Triebwerk 5, das ein Gasturbinentriebwerk sein kann, mechanische Leistung an eine Welle 8, die entsprechend dem Pfeil 11 umläuft. Die Welle 8 überträgt die mechanische Leistung auf einen Generator 14, der elektrische Leistung an eine grob-geregelte Leistungseinspeisung 17 über elektrische Leitungen 18A und 18B liefert. Die Pfeile 2OA und 2OB geben die Richtung des Flusses der elektrischen Leistung an, und ähnliche Pfeile werden auch an anderer Stelle in Fig. 1 verwendet, um die allgemeine Richtung des Leistungs- und Signalflusses anzugeben. Die grob-geregelte Leistungseinspeisung 17 liefert elektrische Leistung an Leitungen 22A und 22B bei vorbestimmten Spannungen, aber innerhalb gewisser, relativ grober Toleranzen. Beispielsweise kann die Leitung 22A Leistung bei einer Spannung von

+21 V plus oder minus 1 V liefern. In ähnlicher Weise kann die Spannung auf der Leitung 22B eine Festspannung von -21 V plus oder minus 1 V sein.

Die Leitungen 22A und 22B liefern elektrische Leistung an eine fein-geregelte Leistungseinspeisung 23, die elektrische Leistung an Leitungen 24A und 24B bei Spannungen abgibt, die auf viel feinere Toleranzen begrenzt sind. Beispielsweise kann die Leitung 24A auf einer Spannung von +15 V mit einer Toleranz von 0,025 V gehalten sein, während die Leitung 24B auf einer Spannung von -15V mit der gleichen Toleranz gehalten sein kann. Die elektrische Leistung, die den Leitungen 24A und 24B durch die fein-geregelte Leistungseinspeisung 23 zugeführt wird, wird beispielsweise zu dem Zweck verwendet, die die Triebwerksleistung überwachenden Sensoren oderFühler und Servomechanismen der Triebwerkssteuerung zu speisen, die allgemein durch den Block 28 bezeichnet sind. Pfeile zwischen dem Kästchen 28 und dem Triebwerk 5 zeigen an, daß Informationssignale und Servomechanisraus-Steuerungssignale in beiden Richtungen zwischen dem Kästchen 28 und dem Triebwerk 5 fließen.

Die Leitung 34 ist mit einem Eingang 34A der Leistungseinspeisungs-überwachung gemäß der vorliegenden Erfindung verbunden, die durch das Kästchen 35 dargestellt ist. Eine Leitung 37 ist mit einem anderen Eingang V der Leistungseinspeisungs-Überwachung 35 verbunden. Eine Leitung 40 verbindet einen Ausgang 4OA der Leistungseinspeisungs-überwachung 35 mit einem Eingang der Triebwerksdrehzahl-Steuereinrichtung, die durch ein Kästchen 42 dargestellt ist. Die Drehzahl-Steuereinrichtung 42 ist mit dem Triebwerk 5 durch eine Signalleitung 44 verbunden. Ein Signal von einem Sensor oder Fühler, der nicht ausdrücklich dargestellt ist und der die Drehzahl einer Komponente feststellt, wie beispielsweise ein nicht-gezeigter Verdichterrotor des Triebwerks 5, fließt entlang der Verbindung 46, die mit einem Eingang 46A der Leistungseinspeisungs-tiberwachung 35 verbunden ist. Eine Leitung 48, die durch einen Schalter 49 unterbrochen ist, ist zwischen einen weiteren Eingang 48A der Leistungseinspeisungs-Überwachung 35 und Erde bzw. Masse geschaltet.

Die Arbeitsweise der in Fig. 1 schematisch dargestellten Einrichtung ist wie folgt. Die von dem Triebwerk 5 gelieferte mechanische Energie wird auf den Generator 14 übertragen und dort in elektrische Leistung umgewandelt. Die Grob-Leistungseinspeisung 17 wandelt diese Leistung in eine besser gesteuerte und geregelte Form um, und stellt sie auf den Leitungen 22A und 22B zur Verfügung. Die fein-geregelte Leistungseinspeisung 23 erhält diese Leistung und steuert und regelt sie weiter und liefert sie an die Leitungen 24A und 24B in einer genauer geregelten Form, so daß die Spannung, mit der sie an die Leitungen 24A und 24B geliefert wird, sehr fein geregelt ist, beispielsweise +15 V plus oder minus 0,025 V bzw. -15V plus oder minus 0,025 V, wie es vorstehend bereits angegeben wurde. Das fein-geregelte Spannungssignal, das der Leitung 24B zugeführt wird, wird an die Leistungseinspeisungs-Überwachung 35 als ein Spannungssignal auf der Leitung 34 zugeführt. Die Leistungs-

einspeisungs-Überwachung 35 erhält Betriebsleistung von der Leitung 22A durch eine Leitung 37. Diese Leistung wird dazu verwendet, die Überwachungseinrichtung 35 zu speisen und auch ein Referenzspannungssignal zu erzeugen. Die Erzeugung des Referenzspannungssignals wird im folgenden näher erläutert.

Allgemein wird erfindungsgemäß dieses Referenzspannungssignal mit dem fein-geregelten Signal verglichen, das auf der Leitung 24B anliegt. Wenn dieser Vergleich angibt, daß die auf der Leitung 24B vorhandene Spannung zulässige Grenzen überschreitet, wird ein Fehlersignal auf der Leitung 40 erzeugt, das die Triebwerksdrehzahl-Steuereinrichtung 42 veranlaßt, Maßnahmen zu ergreifen, um eine Triebwerksbeschleunigung zu verhindern, indem beispielsweise die Treibstoff zufuhr vermindert oder beendet wird.

Das auf der Leitung 46 vorhandene Triebwerksdrehzahlsignal betätigt die überwachungseinrichtung 35, so daß während des Startbetriebs des Triebwerks 5 die Leistungseinspeisungs-Überwachung 35 abgeschaltet ist. Nur nachdem die Triebwerksdrehzahl den Startzyklus verlassen hat, wird die Leistungseinspeisungs-überwachung 35 aktiviert. Die Einzelheiten dieses Vorgangs sind nachfolgend erläutert. Die Leitung 48 ist durch einen Schalter 49 unterbrochen, dessen Schließung es einer Bedienungsperson gestattet, ein Signal zu simulieren, das anzeigt,.daß die Spannung auf der Leitung 24B unzulässig klein ist, wodurch das Ansprechverhalten der Anordnung getestet werden kann.

Die fein-geregelte Leistungseinspeisung 23 ist, wie vorstehend bereits ausgeführt wurde, eine Nachlauf-Leistungseinspeisung. Hiermit ist gemeint, daß die Spannung auf der Leitung 24B derjenigen auf der Leitung 24A in der Größe bzw. Amplitude folgt, aber ein entgegengesetztes Vorzeichen besitzt, und ferner, daß die Spannung auf der Leitung 24A unabhängig von derjenigen auf der Leitung 24B ist. Beispiels-

weise kann sich die Spannung auf der Leitung 24A von +15 auf +12 V ändern. Die Leitung 24B folgt mit einer Änderung von -15 auf -12 V. Jedoch beeinflußt eine Spannungsänderung auf der Leitung 24B, beispielsweise weil durch diese Leitung ein übermäßiger Strom geliefert wird, nicht die Spannung auf der Leitung 24A.

Da eine Änderung der Spannung auf der Leitung 24B ausreicht, um die Lieferung eines Fehlersignals in der oben beschriebenen Weise auszulösen, wird deutlich, daß die Leistungseinspeisung-Überwachung 35 drei mögliche Fehlfunktionen in den Spannungen auf den Leitung 24A und 24B abtasten kann. Erstens kann eine Fehlfunktion, die durch einen Spannungsabfall auf der Leitung 24A angezeigt wird, durch die begleitende Spannungsänderung, die auf der Leitung 24B erzeugt wird, abgetastet werden durch das natürliche Nachfolgen der fein-geregelten Leistungseinspeisung 23. Beispielsweise wird ein Spannungsabfall von +15 auf +13V auf der Leitung 24A durch eine Spannungsänderung von -15 auf -13 V auf der Leitung 24B begleitet. Wenn also die Leistungseinspeisungsüberwachung so eingestellt ist, daß eine 2 Volt-Änderung die Lieferung eines Fehlersignals auslöst, sorgt eine Änderung von +15 auf +13 V auf der Leitung 24A für ein derartiges Fehlersignal. Zweitens wird eine Änderung in der Spannung auf der Leitung 24B von beispielsweise -15 auf -12 V, die durch eine Spannungsänderung auf der Leitung 24A begleitet wird, durch die Überwachungseinrichtung abgetastet und es wird ein Fehlersignal geliefert. Drittens würde ein Kurzschluß über den Leitungen 24A und 24B, der sie auf ein identisches Spannungspotential bringen würde, in ähnlicher Weise festgestellt, außer in dem unwahrscheinlichen Fall, daß dieses Potential kleiner ist als das Triggerpotential (wird im folgenden noch erläutert) der Leistungseinspeisungs-Überwachung 35.

Eine detaillierte Beschreibung der Leistungseinspeisungs-Überwachung 35 in Fig. 1 wird in Verbindung mit Fig. 2 gegeben. Die zu überwachende Spannung ist diejenige, die

-A-

auf dem Anschluß 34A vorhanden ist, der der Leitung 34 in Fig. 1 entspricht. Ein Widerstand 60 ist zwischen die Leitung 34 und einen Knotenpunkt 63 geschaltet. Der Knotenpunkt 63 ist mit dem einen Anschluß des Schalters 49 über einen Widerstand 65 verbunden. Der andere Anschluß des Schalters 49 ist mit Erde bzw. Masse verbunden. Der Knotenpunkt 63 ist auch mit dem invertierenden Eingang 7OA eines Vergleichers bzw. Komparators 70 über einen Widerstand 72 verbunden. Der nicht-invertierende Eingang 7OB des Komparators 70 ist mit einem Referenzpotential, beispielsweise Erde bzw. MaSSe₁. verbunden. Ein Kondensator 73 ist zwischen die zwei Eingänge 70A und 70B des Komparators 70 geschaltet. Der invertierende Eingang 7OA des Komparators 70 ist auch mit einem Knotenpunkt 74 durch einen Widerstand 75 verbunden Der Knotenpunkt 7 4 ist durch.eine PN-Übergangseinrichtung, wie beispielsweise eine Zenerdiode 76, mit Erde bzw. Masse verbunden und steht auch mit der grob-geregelten Spannung in Verbindung, die mit V bezeichnet ist. Die grob-geregelte Spannung V entspricht derjenigen auf der Leitung 22A in Fig. 1 und ist mit dem Knotenpunkt 74 durch einen Widerstand 77 verbunden. Der Knotenpunkt 74 ist ferner mit einem Leistungseingang 78 des Komparators 70 verbunden. Weiterhin ist der Knotenpunkt 74 mit dem Kollektor eines NPN-Transistors 79 durch einen Widerstand 81 verbunden. Der Emitter des Transistors 79 ist mit Erde bzw. Masse verbünde^ und die Basis dieses Transistors ist mit einer Leitung 46A verbunden. Die Leitung 46A entspricht dem Signalpfad 46 in Fig. 1 und ist mit der Basis des Transistors 79 durch einen Widerstand 83 verbunden. Der Kollektor des Transistors 79 steht mit der Basis des Transistors 85 in Verbindung, dessen Emitter mit Erde bzw. Masse durch einen Widerstand 87 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 85 ist mit einem Steuer- bzw. Einschalteingang 89 des Komparators 70 verbunden.

Der Ausgang 7OD des Komparators 70 ist mit einer Leitung 92 verbunden, die mit einer positiven 5 Volt-Leistungseinspeisung, beispielsweise +5 V, durch einen Widerstand 94

verbunden und auch mit einem Anschluß 4OA verbunden ist, der der Leitung 40 in Fig. 1 entspricht. Dieser Anschluß ist weiterhin mit der Triebwerksdrehzahl-Steuereinrichtung 42 (in Fig. 2 nicht gezeigt) verbunden, die schematisch in Fig. 1 dargestellt ist.

Die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Schaltungsanordnungen wird nachfolgend näher erläutert. Die an den Anschluß V angelegte Spannung bewirkt einen Stromfluß durch

den Widerstand 77, durch die Zenerdiode 76 nach Erde bzw. Masse. Bekanntlich sorgt eine Zenerdiode für eine Spannungsklemmfunktion, so daß, wenn der Strom durch die Zenerdiode von 0 auf einen gewissen Wert ansteigt, der Spannungsabfall über der Zenerdiode ähnlich ansteigt. Wenn jedoch der Spannungsabfall einmal eine gewisse Größe erreicht, die durch die Charakteristiken der Zenerdiode bestimmt sind, folgt keine weitere Erhöhung der Zenerspannung, selbst wenn der Strom weiterhin ansteigt. Wenn also ein ausreichend großer Strom induziert ist, um durch die Zenerdiode 76 zu fließen, wird die Spannung am Knotenpunkt 74 an einem gewissen Maximum festgeklemmt und wird, nicht größer. Demzufolge wird eine vorbestimmte, erste Spannungsreferenz an dem Knotenpunkt 74 ausgebildet.

Zwischen den Knotenpunkt 74 und den Leiter, der die zu überwachende Spannung darstellt, nämlich den Anschluß 34A, sind Widerstände 60, 72 und 7 5 geschaltet. Diese Widerstände arbeiten als eine Spannungsteilerschaltung. Eine Kenntnis dieser Werte, des Wertes der Spannung am Knotenpunkt 74 und des Wertes der zu überwachenden Spannung, nämlich derjenigen am Anschluß 34A, gestattet, daß das Eingangsspannungssignal, das dem invertierenden Eingang des Komparators 70 zugeführt wird, berechnet werden kann. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die an diesen invertierenden Eingang angelegte Spannung etwas unterhalb des Erdpotentials, wenn die Spannung des überwachten Anschlusses 34A richtig ist. Ein

zweites Referenzspannungssignal, beispielsweise Erdpotential, wird an den nicht-invertierenden Eingang des Komparator s 70 angelegt.

Es sei angenommen, daß der Schalter 49 geöffent bleibt und der Transistor 85 nicht mit dem Komparator 70 verbunden ist. In diesem Fall vergleicht der Komparator 70 die Spannungen, die an seinen Eingängen 70A und 7OB anliegen. Wenn die Spannung am invertierenden Eingang 7OA kleiner ist als die an den nicht-invertierenden Eingang 7OB angelegte Spannung, dann ist die Spannung am Ausgang des Komparators eine 1 in einer binären logischen Ausdrucksweise, beispielsweise +5 V.

Sollte die Spannung am invertierenden Eingang 70A leicht in positiver Richtung kriechen, beispielsweise wegen eines positiven Kriechens der Spannung am Anschluß 34A, dann wird zu der Zeit, zu der die Spannung am invertierenden Eingang 7OA durch 0 läuft, d.h. gerade wenn es Erdpotential erreicht und in positiver Richtung läuft, der Komparator 70 getriggert bzw. ausgelöst. Dann erscheint am Ausgangsknoten des Komparators 70 ein Fehlersignal, da der Komparator 70 seine Ausgangsspannung auf einen Zustand einer ¹¹O" in binärer logischer Ausdrucksweise, beispielsweise 0 V_; zieht. Somit wird also eine Abweichung in der überwachten Leitung 34 abgetastet und es wird ein Fehlersignal in der Form einer Schwingung in der Spannung an der Leitung 92 erzeugt. Dieses Fehlersignal wird als ein Drehzahl-Steuersignal in einer Weise verwendet, die im folgenden noch beschrieben wird.

Der Kondensator 73 filtert transiente Spannungen aus, die aus derartigen Quellen als unvermeidliches elektrisches Rauschen in der Umgebung resultieren. Diese Funktion beruht auf der Tatsache, daß der Kondensator 7 3 eine endliche Zeit zum Laden oder Entladen benötigt, d.h. eine endliche Zeit zum Ändern seiner Spannung. Wenn die Dauer des transienten Vorgangs kürzer ist als diese endliche Zeit, verschwindet

- γϊ -./ffr.

der transiente Vorgang, bevor die Spannung am Kondensator 73 (welches die gleiche ist wie Spannung an den Eingangsklemmen des Komparators) sich merklich ändern kann. Somit bleibt der Komparator 70 durch den transienten Vorgang relativ unbeeinflußt.

Der Empfindlichkeitsgrad des Komparators 70 gegenüber Änderungen in der überwachten Spannung auf der Leitung 34A wird teilweise durch die Spannung am Knotenpunkt 95 bestimmt, die ihrerseits durch das Zusammenwirken folgender Größen bestimmt wird: die Spannung auf der Leitung 34A, die Werte der drei Widerstände 60, 72 und 75 und die Spannung am Anschluß V . Je näher die Spannung am Knotenpunkt 95 zu derjenigen am Knotenpunkt 96 eingestellt ist durch Beeinflussung dieser fünf Parameter, desto kleiner ist die erforderliche Spannungsänderung am Knotenpunkt 95, um den Komparator 70 zu triggern bzw. auszulösen, und desto empfindlicher ist die Anordnung gegenüber kleinen Änderungen der Spannung an Anschluß 34A. Umgekehrt ist die Anordnung je unempfindlicher desto negativer der Knotenpunkt 95 eingestellt ist in Bezug auf den Knotenpunkt 96.

Die Leitung 46A führt ein Signal, das ein Maß für die Triebwerksdrehzahl ist, wie es vorstehend angegeben wurde. Wenn die Triebwerksdrehzahl einen vorbestimmten Wert überschreitet, wodurch angezeigt wird, daß das Triebwerk seinen Startbereich verlassen hat, wird ein Signal, das auf der Leitung 46A anliegt und als "Drehzahlsignal" bezeichnet ist, eine 1 in binärer logischer Ausdrucksweise. Dies hat die Wirkung, daß der durch den Transistor 79 geleitete Strom ansteigt, wodurch die Spannung zwischen seinem Kollektor und Erde bzw. Masse abfällt, wodurch die an die Basis des Transistors 85 angelegte Spannung verkleinert und der Transistor 85 somit gesperrt wird. Dieser Vorgang hat die Wirkung, daß die Kollektorspannung des Transistors 85 ansteigen kann. Dies aktiviert den Steuereingang 89 des Komparators 70 unc setzt den Komparator 70 in Betrieb.

3308897

Wenn also die Triebwerksdrehzahl zu klein ist, wird der Komparator 70 abgeschaltet, und wenn die Triebwerksdrehzahl den Startbereich verläßt, wird der Komparator 70 aktiviert.

Wenn der Schalter 49 geschlossen ist, ist der Knotenpunkt 63 mit Erde bzw. Masse über den Widerstand 65 verbunden. Da somit eine Widerstandsteilerschaltung zwischen der Leitung 34A, Erde bzw. Masse und dem Knotenpunkt 74 einschließ lich der Widerstände 60, 65, 72 und 75 gebildet ist, steigt die Spannung am Knotenpunkt 63 an, wenn der richtige Wert dieser Widerstände gewählt worden ist. Wenn der Anstieg ausreichend ist, übersteigt die Spannung am Knotenpunkt diejenige am Knotenpunkt 96, der Komparator 70 wird getriggert bzw. ausgelöst und am Knotenpunkt 92 erscheint ein Fehlersignal. Somit gestattet also der Schalter 49, daß eine Bedienungsperson die Spannungseinspeisungsüberwachung testet, indem der Komparator 70 manuell getriggert bzw. ausgelöst wird.

Das Fehlersignal am Knotenpunkt 92 wird einer Triebwerksdrehlzahl-Steuereinrichtung 4 2 in Fig. 1 zugeführt. Diese Einrichtung 42 spricht auf das Fehlersignal an, indem die Triebwerkssteuerungen so eingestellt werden, daß eine Beschleunigung des Triebwerks verhindert wird. Ein Beispiel für eine derartige Einstellung ist die Verminderung oder das Absperren des dem Triebwerk zugeführten Treibstoffes, Dadurch wird die Triebwerksdrehzahl gesenkt und es wird verhindert, daß irgendwelche Änderungen in den Spannungen, die durch die fein-geregelte Leistungseinspeisung angelegt werden, indirekt eine Beschleunigung des Drehzahl des Trieb werks hervorrufen.

Somit ist also eine Leistungseinspeisungs-Uberwachung beschrieben worden, die ein Spannungssignal überwacht, das durch eine fein-geregelte Stufe in einer Leistungseinspeisung zugeführt wird. Die Überwachungseinrichtung erhält

ihre eigene Leistung aus einer anderen Quelle als der Stufe, die überwacht wird. Die Überwachungseinrichtung ergreift ferner Maßnahmen, um eine Beschleunigung eines Triebwerks zu verhindern, das einen Generator antreibt, der die Leistungseinspeisung versorgt, falls eine Abweichung in dem überwachten Spannungssignal.auftritt. Die überwachungseinrichtung bleibt während der Startphase dieses Triebwerks inaktiv bzw. außer Betrieb, und die Überwachungseinrichtung sorgt für ein manuelles Testen durch eine Bedienungsperson.

Claims

Patentansprüche

1. Anordnung zum Erfassen einer Änderung in einem relativ fein-geregelten Spannungssignal, das durch eine relativ fein-geregelte Leistungseinspeisung erzeugt ist, die durch eine relativ grob-geregelte Leistungseinspeisung versorgt ist,
gekennzeichnet durch

a) Mittel (76) zum Erzeugen eines ersten Referenzspannungssignals,

b) Mittel (34A) zum Erzeugen eines Eingangssignals, das sowohl von dem ersten Referenzspannungssignal als auch von dem fein-geregelten Spannungssignal abhängt,

c) Vergleichsmittel (70) zum Vergleichen des Eingangssignals mit einem zweiten Referenzsignal und zum Erzeugen eines Ausgangssignals, wenn die Differenz zwischen dem Eingangssignal und dem zweiten Referenzsignal einen vorbestimmten Wert erreicht.

2. Anordnung zum Steuern einer Drehzahl-Regeleinrichtung eines Gasturbinentriebwerks mit einer elektrischen Nachlauf-Leistungseinspeisung, die durch das Gasturbinentriebwerk antreibbar ist und eine grob-geregelte Leistungseinspeisungsstufe aufweist, die eine fein-geregelte Leistungseinspeisungsstufe versorgt, gekennzeichnet durch

a) Mittel (76) zum Erzeugen eines Referenzsignals,

b) Vergleichsmittel (70) zum Vergleichen des Referenzsignals mit einem Ausgangssignal der fein-geregelten Leistungseinspeisungsstufe und zum Erzeugen eines Fehlersignals, wenn die Differenz zwischen dem Referenzsignal und dem Ausgangssignal einen vorbestimmten Wert erreicht und

c) Mittel zum Zuführen des Fehlersignals zur Drehzahl-Regeleinrichtung (42) .

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß ferner Mittel vorgesehen sind, die die Vergleichseinrichtung (70) nur dann aktivieren, wenn die Drehzahl des Triebwerks einen vorbestimmten Wert überschreitet.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (76) zum Erzeugen einer ersten Referenzspannung eine PN-Übergangseinrichtung aufweisen.

5. Anordnung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß

die PN-Übergangseinrichtung (46) eine Zenerdiode ist.

6. Anordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß ferner Filtermittel (73) mit der Vergleichseinrichtung (70) verbunden sind zum Ausfiltern von transienten bzw. flüchtigen Signalen aus dem Eingangssignal.

7. Anordnung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die Filtermittel (73) einen Kondensator aufweisen, der den Eingangsanschlüssen der Vergleichseinrichtung (70) parallel geschaltet ist.

8. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß ferner Mittel vorgesehen sind, die im wesentlichen die gesamte, von der Anordnung geforderte Leistung aus der grob-geregelten Leistungseinspeisungsstufe liefern.

9. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß ferner Testmittel (48, 49) vorgesehen sind, die die Vergleichseinrichtung (70) selektiv triggern können.

10. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung zum Steuern der Drehzahl-Regeleinrichtung des Triebwerks umfaßt:

a) Fühlermittel (46A) zum Erzeugen eines Drehzahlsignals, das ein Maß für die Drehzahl einer Komponente in dem Triebwerk ist,

b) Mittel (76) zum Erzeugen eines ersten Referenspannungssignals,

c) Mittel (74) zum Zusammenfassen eines Ausgangssignals der fein-geregelten Leistungseinspeisung mit dem ersten Referenzspannungssignal zur Erzeugung eines Eingangssignals,

d) Vergleichsmittel (70) zum Erzeugen eines Fehlersignals, wenn die Differenz zwischen dem Eingangssignal und einem zweiten vorbestimmten Referenzspannungssignals einen vorbestimmten Schwellwert erreicht,

e) Mittel (40A) zum Zuführen des Fehlersignals zu der Drehzahl-Regeleinrichtung (42), damit diese eine Überdrehzahl des Triebwerks verhindert,

f) Mittel zum Aktivieren der Vergleichseinrichtung (70) nur dann/ wenn das Drehzahlsignal anzeigt, daß die Drehzahl der Triebwerkskomponente oberhalb eines vorbestimmten Wertes ist, und

g) Testmittel (48, 49) zum selektiven Triggern der Vergleichseinrichtung (70) zur Erzeugung des Fehlersignals.

11. Verfahren zum Schützen einer Folge-Leistungseinspeisung gegen Spannungsänderungen, wobei die Folge-Leistungseinspeisung grob- und fein-geregelte Stufen aufweist und durch ein Gasturbinentriebwerk angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß

a) von der grob-geregelten Stufe abgezogene Leistung verwendet wird zur Bildung eines ersten Referenzspannungssignals und zum Ansteuern einer Vergleichseinrichtung,

b) die Vergleichseinrichtung ein- und ausgeschaltet wird, wenn die Drehzahl des Triebwerks unter bzw. über eine vorbestimmte Grenze fällt,

c) ein von dem ersten Referenzspannungssignal abgeleitetes Spannungssignal mit einem zweiten Referenzspannungssignal verglichen und ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn die Differenz zwischen den zwei Signalen eine vorbestimmte Größe überschreitet, und

d) ein die Triebwerksleistung einstellender Parameter beim Auftreten des Fehlersignals verändert wird.