DE3334837A1

DE3334837A1 - Verfahren und anordnung zum erkennen einer ueberdrehzahl eines umlaufenden teils

Info

Publication number: DE3334837A1
Application number: DE19833334837
Authority: DE
Inventors: Daniel John 02164 Arlington Mass. Frey
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1982-09-30
Filing date: 1983-09-27
Publication date: 1984-04-05
Also published as: JPS59131169A; IT8323049A0; GB8317261D0; GB2128376A; FR2537283A1; IT1168730B; IT8323049A1

Description

Verfahren und Anordnung zum Erkennen einer überdrehzahl eines umlaufenden Teils

Die Erfindung bezieht sich auf Gasturbinentriebwerke und betrifft insbesondere das Erkennen eines überdrehzahlzustands in solchen Triebwerken.

Ein gegenwärtiges Problem, das bei der Ausrüstung zur Überdrehzahlerkennung in Gasturbinentriebwerken vorhanden ist, besteht darin, daß diese typisch auf einem Analogsystem basiert, bei dem es nicht möglich ist, einen hohen Genauigkeitsstandard zu erzielen. Eine präzise Genauigkeit ist in diesen Systemen schwierig erzielbar, da sie auf dem Erkennen von Spannungswerten unter Verwendung einer Schaltungsanordnung basieren, die nicht frei von Störungen durch Rauschen ist und bei der die Schaltungskomponenten eine Drift über der Zeit und aufgrund von Temperaturveränderungen haben. Eine solche Analogschaltungsanordnung verhindert das genaue Definieren eines

Obenauslösepunktes {d.h. einer Frequenz, bei der die überdrehzahl erkannt wird) und eines Untenauslösepunktes (d.h. einer Frequenz, bei der die überdrehzahl verschwindet) , weshalb sie für die Verwendung in modernen Flugzeugen nicht besonders gut geeignet ist.

Es ist demgemäß Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Überdrehzahlabfühlanordnung für ein Gasturbinentriebwerk zu schaffen.

Weiter soll eine überdrehzahlabfühlanordnung für ein Gasturbinentriebwerk mit genau definierten Auslösepunkten geschaffen werden.

Ferner soll eine überdrehzahlabfühlanordnung geschaffen werden, deren Auslösepunkte einstellbar sind, um gewünsch te Hysteresegrade zu erzielen.

Außerdem soll ein Überdrehzahldetektor für eine Gasturbine geschaffen werden, der auf einem System zum Abfühlen von Signalübergängen basiert.

Weiter soll eine Testfunktion zum Bestimmen des richtigen Arbeitens in einer überdrehzahlabfühlanordnung vorgesehen sein.

Schließlich soll eine digitale überdrehzahlabfühlanordnung für eine Gasturbine geschaffen werden, bei der ein endlicher, asynchroner, sequentieller Automat benutzt wird.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren geschaffen zum Erkennen der überdrehzahl eines umlaufenden Teils durch Erzeugen eines im wesentlichen symmetrischen Signals, das der Drehzahl des umlaufenden Teils entspricht, sowie durch Erzeugen eines asymmetrischen

Referenzsignals und durch Vergleichen des Drehzahl- und des Referenzsignals, um die überdrehzahl oder deren NichtVorhandensein anzuzeigen- Außerdem wird eine Anordnung geschaffen zum Erkennen der überdrehzahl.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungs

form einer überdrehzahlerkennungsanordnung nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Vergleich der in Fig. 1 gezeig

ten Referenz- und Drehzahlsignale,

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Impulsformer

schaltung nach Fig. 1, die mit einem Drehzahlsignal von einem Gasturbinenrotor benutzt wird,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Zählerkette

zum Erzeugen von Referenzfrequenzen,

Fig. 5 ein Blockschaltbild eines Datengenera

tors, der bei dem Zähler nach Fig. 4 benutzt wird, und

Fig. 6 ein Schaltbild eines endlichen, asyn

chronen, sequentiellen Automaten, der als Frequenzkanparator benutzt wird.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines Überdrehzahlfühlers 10 zum Erkennen einer überdrehzahl eines umlaufenden Teils, beispielsweise eines Gasturbinenrotors. Der Fühler 10 vergleicht asynchron ein 50%-Tastverhält-

nis-Drehzahlfr-equenzsignal mit einem Referenzsignal, welch letzteres eine EIN-Periode und eine AUS-Periode ungleicher Dauer aufweist. Die EIN- und AüS-Perioden definieren zwei verschiedene Frequenzreferenzen.

Bei einem Gasturbinenrotor ist das Drehzahlsignal sinusförmig und wird einem Wechselstromgenerator 20 entnommen, der von dem Triebwerksrotor angetrieben wird. Das sinusförmige Drehzahlsignal wird durch eine Impulsformerschaltung 16 in eine Rechteckschwingung umgewandelt, &$,& als ein Eingangssignal an einen Frequenzkomparator 18 angelegt wird. Das Referenzsignal stammt aus einem Oszillator 14, der an seinem Ausgang ein Taktsignal abgibt, das durch einen Binärzähler 12 gezählt wird. Zwei verschiedene Binärzahlen, die sich auf die EIN- bzw. die AUS-Periode beziehen, werden von einem Referenzdatengenerator 24 abgegeben und nacheinander in den Zähler 12 geladen, der eine volle Zählung ausführt, um die EIN- und AUS-Referenzperioden zu erzeugen, die das Festlegen von Obenauslöse- und üntenauslösepunkten gestatten. Zwei Testperioden, die kürzer als die vorgenannten beiden Referenzperioden sind, werden durch den Datengenerator 24 ebenfalls geliefert, um die Auslösepunkte in einen normalen Betriebsbereich zu bewegen, damit das richtige Arbeiten des Fühlers 10 überprüft werden kann, bevor er im Flug benutzt wird.

Der Komparator 18 enthält eine digitale Logik, die abwechselnd das Drehzahlsignal mit dem Referenzsignal oder stattdessen mit dem Testsignal vergleicht und ein logisches Ausgangssignal liefert, das anzeigt, welches die höhere Frequenz ist. Ein Logisch-Eins-Ausgangssignal des Komparators 18 zeigt an, daß ein überdrehzahlzustand des Turbinenrotors vorhanden ist und die Drehzahlsignalfrequenz die höhere Referenzfrequenz übersteigt oder nicht unter die untere Referenzfrequenz abgefallen ist, wohingegen eine logische Null anzeigt, daß ein solcher

Zustand nicht vorhanden ist und die Drehzahlsignalfrequenz unter der unteren Referenzfrequenz ist oder nicht die höhere Referenzfrequenz überschritten hat. Das logische Ausgangssignal wird an ein Magnetventil in einem Brennstoffregler 21 angelegt, um die Brennstoffzufuhr zu einer Turbinenbrennkammer (nicht dargestellt) zu beeinflussen, so daß, wenn das Ausgangssignal des Komparators 18 eine logische Eins ist, die Brennstoffzufuhr relativ gedrosselt ist, und, wenn es eine logische Null ist, die Brennstoffzufuhr relativ unbehindert erfolgt.

Beispiele von Drehzahl- und Referenzsignalen sind in Fig. 2 gezeigt, wo die ungleichen Perioden des schraffierten EIN-Signals und des kreuzweise schraffierten AUS-Signals nach Fig. 2A mit dem punktierten Drehzahlsignal nach Fig. 2B verglichen werden. Zum Testen eines überdrehzahlzustands, beginnend mit beiden Signalen auf null oder L in den Fig. 2A und 2B, erfährt das EIN-Referenzsignal zuerst einen übergang von L auf H, woraufhin das Drehzahlsignal denselben übergang erfährt. Wenn das Drehzahlsignal auf null zurückkehrt, während das Referenzsignal auf dem Signalwert H bleibt, schaltet die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 auf ein Η-Ausgangssignal, um anzuzeigen, daß ein überdrehzahlzustand vorhaa&en ist. Wenn das Referenzsignal auf null zurückkehrt, liegt das Drehzahlsignal innerhalb des EIN-Referenzsignals, und die Frequenz des Drehzahlsignals übersteigt die Frequenz des EIN-Referenzsignals. Die Periode des positiven EIN-Referenzsignals, die der Kehrwert von dessen Frequenz ist, bestimmt den Auslösepunkt, der durch einen übergang auf ein Logisch-Eins-Ausgangssignal dargestellt ist. Das Logisch-Eins-Ausgangssignal wird an den Brennstoffregler 21 angelegt, um zu bewirken, daß die Turbine die Drehzahl verringert, und dieses Signal wird auf dem Wert H bleiben, bis der überdrehzahlzustand beseitigt ist. Fig. 2B zeigt eine augenblickliche Abnahme

der Triebwerksdrehzahl ab dem Obenauslösepunkt durch eine Verringerung von deren Frequenz, was durch eine Vergrößerung der Drehzahlperiode dargestellt ist. Um Festzustellen, wann der überdrehzahlzustand verschwunden ist, wird das kreuzweise schraffierte AUS-Signal mit dem punktierten negativen Drehzahlsignal verglichen. Das Ausgangssignal wird zu einer logischen Null, wenn das Referenzsignal einen Übergang von H auf L gefolgt von einem übergang von L auf H in einer Zeitspanne macht, in der das Drehzahlsignal stißdif den Wert L hat. Das zeigt an, daß die Frequenz des Überdrehzahlsignals unter der Frequenz des AUS-Referenzsignals ist, und der üntenauslösepunkt ist bestimmt, der die normale Brennstoffzufuhr zu der Turbine des Triebwerks gestattet.

Die Perioden der EIN- und AUS-Referenzsignale können verändert werden, indem die Referenzdaten geändert werden, die dem Zähler 12 zugeführt werden. Zum Steigern der Drehzahl, bei der der Obenauslösepunkt festgelegt wird, wird daher die Periode des EIN-Referenzsignals schmaler gemacht, indem dessen Frequenz erhöht wird, während zum Verringern der Drehzahl, bei der der Üntenauslösepunkt erscheint, die Periode des AUS-Seferenzsignals vergrößert und dessen Frequenz verringert wird. Die EIN- und AUS-Referenzfrequenzen können unabhängig voneinander festgelegt werden, um eine ausreichende Hysterese oder Trennung zum Verhindern von Prellen in der Schaltung nach Fig. 1 zu erzielen. Die Signale nach Fig. 2A zeigen, daß die Referenzsignale konstant bleiben, wohingegen das Drehzahlsignal nach Fig. 2B sich in Abhängigkeit von seiner Drehzahl, aber mit einem Tastverhältnis von 50 % verändert. Dadurch wird eine asynchrone Beziehung zwischen den Referenz- und Drehzahlsignalen festgelegt, die durch den Frequenzkomparator 18 unter Verwendung eines endlichen, asynchronen, sequentiellen Automaten verarbeitet wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Impulsformerschaltung 16 nach Fig. 1 zum Empfangen des sinusförmigen Drehzahlsignals schematisch in Fig. 3 gezeigt. Dieses Signal wird an die Eingänge x, y eines Nulldurchgangsdetektors 28 vom Typ LM111D angelegt, um das sinusförmige Signal in eine Rechteckschwingung umzuwandeln. Das Rechteckschwingungsausgangssignal des Detektors 28 wird an einen Eingang W eines D-Flipflops 30 vom Typ 54LS74 angelegt. Der Flipflop 30 ändert seinen Zustand jedesmal dann, wenn ein positiver Impuls an dem Eingang W empfangen wird, der zu seinen Ausgangsklemmen Q und Q übertragen wird. Das Ausgangssignal des Flipflops 30 erzeugt eine Rechteckschwingung mit einem Tastverhältnis von 50 % und reduziert die Frequenz des sinusförmigen Eingangsdrehzahlsignals um die Hälfte.

Ein 12-Bit-Zähler 13, dem das Referenzsignal entnommen wird, ist in Fig. 4 schematisch dargestellt und enthält drei miteinander verbundene 4-Bit-Zähler 34, 36 und 38 vom Typ 54LS163. Der Zähler 13 wird durch eine 7-Megahertz-Freguenz getaktet, die ein stabiler, quarzgesteuerter Oszillator 32 vom Typ Vectron CO238A liefert. Der Zähler wird in seinen sechs Bits mit dem niedrigsten Stellenwert an seinen Eingängen mit einer Zahl S1-S6 geladen, die von dem Datengenerator 24 nach Fig. 5 geliefert wird. Die übrigen sechs Signale, die als Bits mit dem höchsten Stellenwert in den Zähler 13 geladen werden, beinhalten Signale, die permanent die Signalwerte H und L haben, und zwar P und Masse G, die eine binäre Eins und eine binäre Null darstellen, zusammen mit Signalen T und T aus dem Datengenerator 24, die H- und L-Signale sind, wenn ein Tastschalter 49 offen ist. Das Η-Signal P wird an jede der Zählerlöschklemmen angelegt. Die Zahl S1-S6 nimmt einen H- und einen L-Wert zum Laden in den zähler 13 an, um eine unterschiedliche Zeitdauer für die EIN- und AUS-Referenzperioden zu schaffen. Die Ausgangssignale Q und Q eines Flipflops 42 werden an die Eingänge 3, 4 und 5 des Datengenerators 24

angelegt, so daß der Zustand des Flipflops 42 die Zahl S1-S6 verändert, um die beiden Formen der EIN-, AUS-Referenzsignale zu bestimmen.

Der Datengenerator 24 hat mehrere torgesteuerte Puffer vom Typ 54LS365, die in einer Gruppe 50 mit einem Steuergatter 46 und in einer zweiten Gruppe 60 mit einem Steuergatter 47 enthalten sind. Der Datengenerator 24 arbeitet entweder in einer normalen Betriebsart oder in einer Testbetriebsart, j©· nachdem, ob der Testschalter 49 geöffnet oder geschlossen istο Jn der herkömmlichen Betriebsart, in der der Testschalter 49 offen ist, wird die Puffergruppe 50 durch ein H- oder positives Steuersignal V aus dem NOR-Gatter 46 aktiviert. Das Gatter 46 erzeugt ein H-Ausgangssignal, wenn beide Eingangssignale den Wert L haben. Ein solches Eingangssignal ist ständig mit Masse verbunden, und sein zweites Eingangssignal an T wird einer +5 Volt - Versorgung entnommen und über einen Widerstand R1 an einen Eingang eines Inverters 48 vom Typ 54LS04 angelegt, der die +5 Volt in ein L-Äusgangssignal an T umwandelt. Wenn beide Eingangssignale des NOR-Gatters 46 den Signalwert L haben, hat dessen Ausgangssignal den Wert H, um dadurch die Aktivierung der Puffergruppe 50 zu bewirken.

Das Aktivieren der Puffergruppe 50 gestattet, Binärsignale, die an den Eingangsklemmen 1-6 vorhanden sind, zu den Ausgangsklemmen S1-S6 zu übertragen. Die Signale an den Eingängen 1-6 umfassen P, das immer den Wert H hat,-Masse, die den Wert L hat, und Q und Q, die durch den Zustand des Flipflops 42 bestimmt werden. Wenn der Flipflop 42 in einem Zustand ist, in welchem der Ausgang Q auf H und der Ausgang Q auf L ist, zeigt er an, daß eine hohe Zahl zuvor in den Zähler 13 geladen wurde, um das EIN-Referenzsignal zu liefern, und daß die Zahl S1-S6 anschließend durch den Zustand des Flipflops 42 geändert wurde, um in Vorbereitung auf den

nächsten Ladezyklus eine niedrige Zahl darzustellen. Zum Erzeugen d£r Periode des EIN-Referenzsignals wird eine Zahl 110101101011 in den Zähler 13 geladen, wo die sechs Bits mit dem höchsten Stellenwert durch die H- und L-Signale von P, G (Masse), T und T vorbestimmt sind, wohingegen die übrigen sechs Bits durch S1-S6 geliefert werden. Ein dezimales Äquivalent der Binärzahl ist 3435, die, wenn sie von 4095, dem maximalen Zählwert des Zählers 13, subtrahiert wird, 660 ergibt. Demgemäß wird die Periode des EIN-Referenzsignals erhalten, indem die Dezimalzahl 3435 geladen wird, ab der der Zähler 13 auf 4095 zählt. Der Zähler 13 zählt 660 Impulse aus dem Oszillator 32 plus einen zusätzlichen Impuls, der erforderlich ist, um die nächste Zahl in ihn zu laden. Wenn der Zählerstand 661 mit der Periode des Oszillators 32 multipliziert wird, die 94,43 us beträgt, wird die Periode des EIN-Referenzsignals erhalten, das einer Frequenz von 10590 Hz entspricht. Die übrigen Referenzsignale werden auf ähnliche Weise erhalten. Wenn der maximale Zählwert von 4095 durch den Zähler 13 erreicht wird, geht das Signal A auf den Wert H und das Signal B auf den Wert L, um zu gestatten, daß S1-S6, die der niedrigeren Zahl entsprechen, in die Zählerdateneingänge geladen werden. Bei dem nächsten verfügbaren Taktsignal, das durch den Zähler 13 empfangen wird, geht das Signal A auf den Wert L, wodurch das Signal B den Wert H erhält, um den Flipflop 42 zum Kippen zu bringen, damit er seinen Zustand'ändert und Q den Wert H und Q den Wert L erhält. Dadurch wiederum wird die Zahl S1-S6 geändert, so daß ermöglicht wird, die hohe Zahl erneut zu erzeugen, um sie in den Zähler 13 zu laden. Die niedrige Zahl in dem Zähler 13 erfordert eine längere Zeitspanne, um den maximalen Zählerstand von 4095 zu erreichen, wodurch das Erzeugen einer längeren Dauer des AüS-Referenzsignals ermöglicht wird, das mit einer Frequenz von 10494 Hz auftritt.

Die Normalbetriebsauslösepunkte können durch Test-Obenauslöse- und -untenauslösepunkte ersetzt werden, um zu ermitteln, ob die überdrehzahlabfühlschaltung richtig arbeitet, Vifipn. iic|| eine Turbine am Erdboden dreht. Das wird erreicht, indem der Testschalter 49 geschlossen wird, um ein Ende des Widerstands R1 an Masse zu legen. Durch dieses Verbinden mit Masse wird das NOR-Gatter 47 freigegeben, damit die Puffer in der Gruppe 60 mit dem Signal Z aktiviert werclejig un4 das NOR-Gatter 46 wird gesperrt, um die Puffer in der Gruppe 50 zu inaktivieren. Durch Freigeben der Puffer in der Gruppe 60 wird die an den Eingängen 7 bis 12 vorhandene binäre Information zu den Ausgängen S1-S6 übertragen, um die durch den Generator 24 erzeugten Daten zu ändern. Die Binärzahl S1-S6 liird in die Eingänge des 12-Bit-Binärzählers 13 geladen,, um zwei Referenzsignale zu erzeugen, je nach dem Zustand des Flipflops 42. Der Zähler wird mit einer Zahl geladen, die einer Obenauslösefrequenz von 8824 Hz und einer Untenauslösefrequenz von 8728 Hz entspricht, wobei die niedrigeren Frequenzen benutzt werden, weil der Rotor mit niedrigeren Drehzahlen läuft.

Die Drehzahl- und Referenzsignale nach den Fig. 2A und 2B werden an den digitalen Frequenzkomparator 18 angelegt, der einen endlichen, asynchronen, sequentiellen Automaten enthält. Der Automat enthält eine Gruppe von elektrisch miteinander verbundenen logischen Verknüpfungsschaltungen, wie sie in Fig. 6 gezeigt sind, und ist in der Lage, alle möglichen Kombinationen der asynchron auftretenden Referenz- und Drehzahlsignale zu verarbeiten, um die erforderlichen Auslösepunkte zu erzeugen. Sequentielle Maschinen oder Automaten enthalten Schaltungen, deren Ausgangssignal nicht nur von den Eingangssignalen in einer bestimmten Zeitspanne, sondern auch von der früheren Sequenz von Eingangssignalen abhängig ist, und sie folgen einer programmierten Sequenz,

die von dem Ausgangssignal sowie von den Eingangssignalen abhängig ist. Alle möglichen Kombinationen von Drehzahl- und Referenzeingangssignalen, von denen einige in Fig. 2 angegeben sind, werden durch den Komparator 18 aufgenommen und sind unten in einer einfachen Flußtabelle angegeben.

AB

11

10

Ausgang

10

Wenn, links in Fig. 2 beginnend, das Referenz-Α-Signal und das Drehzahl-B-Signal beide null sind, wie in der Spalte 00 in der Tabelle angegeben, ist ein stabiler Zustand@ definiert, und das Ausgangssignal ist eine Null in der Zeile a und in Fig. 2C. Wenn das Α-Signal durch einen übergang von negativ auf positiv auf H geht und B auf L bleibt, wie durch die Spalte 10 angegeben, ist ein unstabiler Zustand 2 identi-

fiziert, weil per Definition nur ein stabiler Zustand in jeder Zeile sein kann. Der stabile Zustand(2) wird in einer neuen Zeile b mit einem NuI!ausgangssignal festgelegt. Das nächste Ereignis ist, daß das Drehzahlsignal B auf H geht, wMhjrand. &.as Referenzsignal A auf H ist, was einen übergang auf die Spalte 11 in der Tabelle verursacht. Diese Sequenz wird durch einen unstabilen Zustand 3 und eine neue Zeile Ci die den stabilen Zustand(3) enthält, identifiziert, und das Ausgangssignal bleibt null.

nächste Ereignis ist, daß das Drehzahlsignal B auf L geht, während das Referenzsignal B auf H bleibt, was einen übergang von der Spalte 11 auf die Spalte 10 in der Tabelle bewirkt, wodurch ein unstabiler Zustand 4 erzeugt wird. Das Ausgangssignal ändert sich von einer Null in eine Eins und entspricht dadurch der zuvor definierten Charakteristik für die sequentielle Maschine, in der ein logisches Eins-Signal erzeugt wird, wenn das Drehzahlsignal einen übergang von L auf H macht, an den sich ein übergang von H auf L in einer Zeitspanne anschließt, in der das Referenzsignal ständig auf H ist, und ein stabiler Zustand (£) wird in der Zeile'd geschaffen. Aus dem stabilen Zustand(4) können sich z\tfei Möglichkeiten ergeben, nämlich das Referenzsignal kann auf L gehen oder das Drehzahlsignal kann wieder auf H gehen. Wenn das Drehzahlsignal wieder auf H geht, was durch einen übergang von der Spalte 10 auf die Spalte 11 angegeben ist, wird ein neuer unstabiler Zustand 5 erzeugt, der zu einem stabilen Zustand (§) in einer neuen Zeile e wird. Das Ausgangssignal ändert sich unter dem stabilen Zustand\5) nicht, weil die zuvor definierte Charakteristik für die Maschine noch erfüllt ist. Wenn das Referenzsignal auf L geht, bei einem entsprechenden übergang von der Spalte 10 auf die Spalte 00, wird ein unstabiler Zustand 6 in der Zeile d erzeugt, der zu einem stabilen Zustand (?) in der Zeile f mit einem Eins-Ausgangssignal wird.

Aus dem stabilen Zustand (§) können sich zwei Möglichkeiten ergeben: das Referenzsignal kann auf H gehen oder das Drehzahlsignal kann auf H gehen. Wenn das Referenzsignal vor dem Drehzahlsignal ansteigt, beispielsweise durch übergehen von der OO-Spalte auf die 10-Spalte, ist der obigen Möglichkeit kein neuer Zustand zugeordnet, da der ursprüngliche schraffierte Zustand wiederholt wird und deshalb die Sequenz auf den unstabilen Zustand 2 und von diesem auf den stabilen Zustand (2), in welchem das Ausgangs signal null ist, übergeht. Wenn ab dem stabilen ZustandQi) das Drehzahlsignal einen übergang von L auf H erfährt, wie es beispielshalber durch die gerade Schraffur angegeben ist, ohne daß das Referenzsignal zuerst von dem Nullzustand wie bei einem übergang von der OO-Spalte auf die 01-Spalte ansteigt, bleibt das Ausgangssignal eine Eins wie in Fig. 2, und ein unstabiler Zustand 9 wird erzeugt, für den eine neue Zeile i für den stabilen Zustand (|) zugeordnet wird. Der stabile Zustand® stellt einen Haltezustand dar, da das Drehzahlsignal ansteigt, ohne daß zuerst das Referenzsignal ansteigt, so daß kein positiver Schließtest vonstatten geht. Aus dem stabilen Zustand (?) kann eine Rückkehr zu dem stabilen Zustand ® erfolgen oder die Drehzahl kann auf null zurückkehren, wie es durch einen Übergang von der 01-Spalte auf die 00-Spalte angegeben ist. Das AusgänfSSignal bleibt eine logische Eins, da kein Schließtest vonstatten geht, und es wird ein unstabiler Zustand 10 zugeordnet, der zu einem stabilen Zustand Qß in einer neu erzeugten Zeile j wird. Deshalb beschreibt der stabile Zustand ebenso wie der stabile Zustand(|) eine Halteposition, da kein Test vonstatten geht und beide Ausgangssignale eine logische Eins sind. Die stabilen Zustände (7) und (|X für die die neuen Zeilen g und h zugeordnet worden sind, ordnen parallel die stabilen Zustände^) und Qj)) an, ausgenommen dann, wenn die erzeugten Ausgangssignale beide logische Nullen sind.

Verschiedene Striche, die in der Tabelle angegeben sind, bezeichnen eine Maskiert ("don't care")-Möglichkeit und ein übergang von den Spalten 00 auf 11 aus den stabilen Zuständen Q), @ und (To) ist nicht möglich, weil die Wahrscheinlichkeit, daß sowohl das Drehzahlsignal als auch das Referenzsignal gleichzeitig positivgehen, bei einem asynchronen Automaten nicht in Betracht kommt. Die Sequenzen zum Definieren der Charakteristik, die durch das kreuzweise schraffierte AUS-Referenzsignal gezeigt ist, in bezug auf ein punktiertes negatives Drehzahlsignal, wo ein überdrehzahlzustand nicht linger vorhanden ist, sind ebenfalls in der einfachen Tabelle enthalten. Wenn die Drehzahl- und Referenzsignale so erscheinen, wie sie in den Fig. 2A und 2B gezeigt sind, bringen die Signalübergänge unmittelbar vor den negativen kreuzweise schraffierten und punktierten Signalen den Automaten in den stabilen Zustand φ, in dem sowohl das Referenzsignal als auch das Drehzahlsignal den Wert H haben. Der erste übergang aus dem stabilen Zustand (§) läßt die Drehzahl auf null zurückkehren, so daß ein übergang auf den unstabilen Zustand 4 in Zeile e und von diesem aus auf den stabilen Zustand φ in Zeile d erfolgt.· Die nächste Sequenz ist der Abfall des Referenzsignals auf null, und es gibt einen übergang von der 10-Spalte auf die 00-Spalte auf den unstabilen Zustand 6 in Zeile d und von diesem aus auf den stabilen Zustand (£) in Zeile f. Der nächste übergang in dem Schließtest erfolgt in einer übertragung von der 00-Spalte auf die 10-Spalte, was angibt, daß das Referenzsignal vor dem Drehzahlsignal ansteigt, und es gibt einen übergang auf den unstabilen Zustand 2 in Zeile f und von diesem aus auf den stabilen Zustand Q) in Zeile b. Das Ausgangssignal ist eine logische Null in dieser Sequenz, und die Frequenz des Drehzahlsignals ist unter der Referenzfrequenz, um den Untenauslösepunkt zu bestimmen, der angibt, daß der überdrehzahlzustand beseitigt ist. Wenn das Drehzahlsignal ansteigt, nachdem das Referenzsignal angestiegen ist, gibt es einen über-

gang von der 10-Spalte auf die 11-Spalte auf den unstabilen
Zustand 3 in Zeile b und von diesem aus auf Zeile c und den
stabilen Zustand (5), um den negativen Schließtest abzuschließen. Alle übrigen übergänge in der Tabelle zeigen
andere mögliche Signalsequenzen an, die sich im Betrieb
des Frequenzschalters ergeben können und durch den sequentiellen Automaten verarbeitet werden können. Die verschie- ; denen Sequenzen der Referenz- und Drehzahlsignale zeigen

an, daß der Automat einen Speicher seiner vorherigen Sequenz haben muß, um die nächste Sequenz verarbeiten zu können.

Der Automat, der auf den zehn stabilen Zuständen

der Tabelle basiert, ist komplex, da er 2 =16 oder vier \

Rückkopplungsschleifen benötigt, um die zehn Zustände zu ι

definieren. Zum Vereinfachen des Entwurfes und des Betrie- |

bes werden die verschiedenen stabilen Zustände gemischt, j

wodurch jeweils zwei Zeilen unabhängig von dem Ausgangs-,

signal kombiniert werden, vorausgesetzt, daß die Zustände j

in einer Spalte identisch sind. Ein Mischdiagramm unter- j

stützt das Kombinieren der verschiedenen Zeilen, die je- i

weils einen stabilen Zustand der einfachen Tabelle enthal- j

• c

- ys - 3.4-

Das Diagramm zeigt durch eine gerade Linie an, daß zwei Zeilen der einfachen Tabelle gemischt werden können, wohingegen drei durch ein Dreieck angegeben sind. Die Ecken des Dreiecks a-g-h geben eine Zusammenfassung der Zustände (p, (7) und (δ) an, und die des Dreiecks e-i-j eine Zusammenfassung der Zustände (T(^, (§) und @. Die Zusammenfassung der Zeilen a-b und e-d nach der Zusammenfassung von e-i-j und a-g-h wird nicht benutzt, weil sie nicht zur Reduktion beiträgt. Durch Mischen oder Zusammenfassen der Zustände der einfachen Tabelle ergibt sich eine Mischflußtabelle, in welcher die Großbuchstaben, die der linken Spalte zugeordnet sind, sechs Zustände bezeichnen, die der Automat verarbeiten muß, während Identifizierer, die oberhalb jeder Spalte angegeben sind, verschiedene Kombinationen von Referenz- und Drehzahlsignalen bezeichnen.

01

11

10

Die Mischtabelle zeigt, daß die zehn Zustände der einfachen Tabelle auf sechs Zustände reduziert worden sind, wodurch der Automat die Sequenzen nach Fig. 2 mit drei, 2 =8, Rückkopplungsschleifen verarbeiten kann.

In asynchronen Automaten ist ein Oszillations- oder Wettrennzustand (race condition) aufgrund einer gleichzeitigen Änderung von zwei Variablen unerwünscht. Um einen solchen Wettrennzustand zu vermeiden, bestimmt ein Nachbarschafts~ diagramm, welche Zeilen der Mischtabelle einander benachbart sind, wobei eine spätere Zuordnung von Variablen zu den Zuständen A-F nur eine Variablenänderung gleichzeitig erzeugt, wenn in dem Automaten Obergänge zwischen benachbarten Zuständen erfolgen.

Das Nachbarschaftsdiagramm zeigt durch einen Doppelpfeil an, daß der Zustand A an den Zustand B und der Zustand B an den Zustand A über den stabilen Zustand Q) der Mischtabelle angrenzt, der auf den stabilen ZustandQ) im Zustand B über den instabilen Zustand 2 und aus dem Zustand B übergeht, wobei eine Horizontalbewegung von dem stabilen Zustand (5) zu dem unstabilen Zustand 1 einen vertikalen Übergang auf den stabilen Zustand 0 in dem Zustand A ergibt. Der Zustand B ist dem Zustand C durch eine Horizontalverschiebung auf den unstabilen Zustand 3, die in dem stabilen Zustand (3) in dem Zustand C endigt, benachbart, was einen Pfeil von B nach C ergibt. Eine Horizontalverschiebung innerhalb des Zustands C zu dem unstabilen Zustand 4 aus dem stabilen Zustand Q) führt zur Bewegung zu dem stabilen Zustand@ in D, und ein Pfeil führt von C nach D. In dem Zustand D ergibt eine Horizontalverschiebung von dem stabilen Zustand (4) zu dem.unsta-

bilen Zustand 5 einen vertikalen Übergang auf den stabilen Zustand (i) im Zustand E und auf den stabilen Zustand (β) im Zustand F, was durch die beiden Pfeile angegeben ist, die von D ausgehen. Der Zustand E ist dem Zustand D durch eine Horizontalbewegung zu dem unstabilen Zustand 4 aus dem sta-₍ bilen Zustand (b) und einen resultierenden vertikalen Übergang auf den stabilen Zustand@benachbart, wobei ein Pfeil von E zu D führt. Eine Horizontalbewegung von dem stabilen Zustand (β) zu dem unstabilen Zustand 2 und ein vertikaler Übergang auf den stabilen Zustand (2) in dem Zustand B zeigt die Nachbarschaft an, die einen Pfeil von dem Zustand F zu dem Zustand B gestattet. Eine Horizontalbewegung von dem stabilen Zustand (3) zu dem unstabilen Zustand 7 im Zustand C mit einem vertikalen Übergang auf den stabilen Zustand (l) im Zustand A ist erforderlich. Weil aber der Zustand A nicht dem Zustand B, B nicht C und C nicht A gleichzeitig benachbart sein kann, wird ein quasistabiler Zustand A* benutzt, um die Kette zu unterbrechen.

Der Zustand A¹ ist sowohl A als auch C benachbart, und deshalb wird ein Übergang von dem Zustand A auf C erzielt, indem zuerst auf A¹ übergegangen wird. Ein Quasizustand E* ist ebenfalls vorgesehen, weil der Zustand F nicht B, D nicht F und F nicht E zur gleichen Zeit benachbart sein kann. Die sechs Zustände der Mischtabelle sind auf acht erhöht worden, und zwar durch Hinzufügen der beiden Quasizustände A¹ und E¹, die innerhalb der Grenze von acht liegen, welche für die drei Rückkopplungssignale erforderlich sind, und die Zustände sind so angeordnet worden, daß nur eine Zustandsvariable gleichzeitig geändert werden kann, wie es für den asynchronen Betrieb erforderlich ist. Das Nachbarschaftsdiagramm kann zweckmäßig folgendermaßen umgeordnet werden:

Das umgeordnete' Nachbarschaftsdiagramm gestattet eine Zuordnung der Variablen X, Y, Z in binärer Form durch eine ZustandsZuordnung in einer 3-Variablen-Karnaugh-Tafel. Die Zustandsvariablen X, Y, Z bilden in dem Automaten das Gedächtnis durch Definieren ihres gegenwärtigen Zustands. Die Variablen werden in der ZustandsZuordnung mit jedem Zustand identifiziert, wodurch es nur eine Variablenänderung beim übergang zwischen benachbarten Zuständen gibt, wie unten gezeigt.

X^s ζ Χ	OO	01	11	10
0	E'	F	B	A
1	E	D	C	A¹

Da der asynchrone Automat die Drehzahl- und Referenzsignale zusätzlich zu den Zustandsvariablen X, Y, Z benutzt, ist eine 5-Variablen-Karnaug-Tafel für dessen Entwurf in Form einer Anregungsmatrix erforderlich, wie unten gezeigt.

A V B ^N 00	•00	01	11	10
10	XXX	010	100	100
11	001	000	XXX	100
10	XXX	XXX	111	100
XXX	110	110	110

a Ny oo	001	2 01	11	10
B 00	001	010	XXX	XXX
01	001	XXX	101	100
11	011	001	111	XXX
10	011	011	XXX

Die Zustandsvariablen X, Y, Z, die denen der Zustandszuordnung entsprechen, sind längs des oberen Randes der Matrix aufgelistet, während die Binärsequenzen der Referenz-A- und der Drehzahl-B-Signale an den Seiten aufgelistet sind und den Sequenzen der Spalten in der Mischtabelle entsprechen. Die ZustandsZuordnung der Variablen X, Y, Z für den Zustand E ist 001 wie in der Zustandszuordnung und entspricht einer ersten Spalte der rechten Anregungsmatrix, die dieselbe Variable 001 für die Variablen X, Y, Z hat. Deshalb ist jeder der acht Zustände, die in den Zustandszuordnungen aufgelistet sind, mit einer Spalte in der Matrix identifiziert, die vier Zellen umfaßt.

Nachdem der Zustand des Automaten in der Anregungsmatrix durch die Variablen X, Y, Z und vier Zellen festgelegt ist, wird eine der vier Zellen durch irgendeine der vier Referenzund Drehzahlsequenzen ausgewählt, die in ihrer linken Spalte aufgelistet sind. Die Inhalte jeder Zelle stellen einen nächsten Zustand des Automaten dar, nachdem die Drehzahl- und Referenzsequenz geändert worden ist, und werden durch die Variablen X1, Y1, Z1 bezeichnet. Zum Anzeigen der Inhalte des Zustands E in der ersten Spalte der rechten Ma-* trix wird auf die Zustandszuordnungen und die Mischtabelle Bezug genommen. In dem Zustand E der Tabelle sind die drei stabilen Zustände nw, Q), (δ) und ein unstabiler Zustand 4, der im Zustand D stabil wird, aufgelistet. Der stabile Zustand (Jj)) bezieht sich auf die Spalte 00 in der Tabelle und die erste Zeile der Matrix und entspricht den Variablen aus den Zustandszuordnungen. Die Binärdarstellung von 001 oder X1, Y1, Z1 ist in der ersten Zelle im Zustand E der Matrix enthalten und zeigt an, daß er derselbe ist wie die Zustandsvariablen X, Y, Z, die durch die äußeren Identifizierer 001 der Anregungsmatrix aufgelistet sind. Wenn der gegenwärtige Zustand des Automaten durch die Variablen

X, Y, Z dargestellt wird, die gleich den Variablen X1, Y1, Z1 sind, dem nächsten Zustand der Maschine, ist er stabil, was den stabilen Zustand QQ) darstellt. Für den stabilen Zustand (9)in dem Zustand E sind die Drehzahl- und Referenzsequenzen 01, was die zweite Zeile und die erste Spalte der Matrix bezeichnet. Die Zelleninhalte bleiben 001, da der Automat ungeändert bleibt, wenn der Übergang von dem stabilen Zustand Qj)) auf den stabilen Zustand Qy erfolgt. In der dritten Zelle der Matrix bleiben die Inhalte 001, weil der Automat ungeändert bleibt, wenn der Übergang von dem stabilen ZustandQ) auf den stabilen Zustand© erfolgt. Durch Bezugnahme auf die ZustandsZuordnungen ändern sich die Inhalte der vierten Zelle in dem Zustand E von 011 in 001, weil beim Übergang von dem unstabilen Zustand 4 auf den stabilen Zustand (9) oder (5) der Automat unstabil wird und die Variablen X, Y, Z nicht mit X1, Y1, Z1 übereinstimmen. Der Automat wird in dem Zustand D stabil, wie durch die Mischtabeile und in einer benachbarten Zelle der zweiten Spalte, vierte Zeile, angegeben, wo die Inhalte ebenfalls 011 sind. Die Stabilität wird in dem Zustand D der Matrix durch den gegenwärtigen Zustand des Automaten angezeigt, der durch die Spaltenidentifizierer 011 (X, Y, Z) dargestellt wird, die gleich den Inhalten 011 (X1, Y1, Z1) der Zelle sind. Die übrigen Zelleninhalte werden auf gleiche Weise entnommen.

Die Anregungsmatrix gestattet, die Booleschen Gleichungen aufzuschreiben, aus denen die Hardware für den asynchronen sequentiellen Automaten implementiert wird:

X1=XZ+AZ+BX

Y1=AB+AXY+BXY

Z1=ΧΫ+ΒΧΥ+ΑΥΖ+ΑΧΖ

AUSGANG=X

Die Variable X1, die das erste Bit der Gruppe aus drei Bits in einer Zelle ist, wird erhalten, indem nach dem größten benachbarten Zellengruppenmuster in beiden Anregungsblöcken gesucht ,wird, wo ihr Wert in der ersten oder X-Position eine Eins ist. In dem linken Block ist die größte Gruppe von Einsen in der ersten Bitposition in den beiden rechten Spalten, wo sich sieben Einsen befinden. Eine Zelle hat ein χ oder "Maskiert" in der ersten Bitposition, was angibt, daß dieses Bit eine Eins oder Null sein kann, so daß ein Block aus acht benachbarten Zellen eine; Ei&s in der ersten Bitposition hat. Ein Boolescher Mindestausdruck, der diesen Block beschreibt, ist XZ, da X und Z die einzigen gemeinsamen Identifizierer dieser Gruppe sind. Dieser Ausdruck stellt ein logisches UND-Gatter dar, so daß, wenn X eine binäre Eins und Z eine binäre Null ist, die Funktion X1 eine binäre Eins sein wird. Eine weitere Gruppe von acht Einsen findet sich in der ersten Bitposition des linken Anregungsblockes in den Zeilen drei und vier, wo die χ als Einsen betrachtet werden, und für den Booleschen Mindestausdruck kann AZ geschrieben werden, da A und Z dieser Gruppe gemeinsam sind. In dem rechten Anregungsblock ist eine Gruppe von vier Zellen, die eine Eins in der ersten Bitposition haben, an dem Schnittpunkt der dritten und der vierten Spalte mit der zweiten und der dritten Zeile angeordnet. Eine weitere gleiche Gruppierung von Einsen an derselben Stelle findet sich an derselben Stelle des linken Blockes. Da die Karnaugh-Tafel fünf Variable enthält, müssen der linke und der rechte Block einander überlagert werden, und es kann ein Boolescher Mindestausdruck BX aufgeschrieben werden. Die Funktion X1 ist das Äquivalent einer logischen ODER-Funktion und ist gleich einer binären Eins, wenn irgendeine der UND-Funktionen XZ, AZ oder BX gleich eins ist. Die Variablen Y1 und Z1 werden auf gleiche Weise erhalten.

Der Ausdruck für ein Ausgangssignal, das dem Ausgangssignal nach Fig. 2c entspricht, wird erhalten, indem in der einfachen Flußtabelle beachtet wird, daß ein Eins-Ausgangssignal für die stabilen Zustände (|), @, φ, Q) und ^j)) erhalten wird und daß diese Zustände den Zuständen D, E und F in der Mischtabelle entsprechen. Ein Nu11-Ausgangssignal wird für die stabilen Zustände 0, Q), Q), ©und® erhalten, die den Zuständen A, B und C entsprechen. Gemäß den ZustandsZuordnungen erscheinen die Zustände D, E und F in dem linken Teil, wohingegen die Zustände A, B und C in dem rechten Teil erscheinen. Durch überprüfung der Variablen X, Y, Z wird das Ausgangssignal zu einer Eins für X.

Fig. 6 zeigt eine asynchrone, sequentielle Maschine, bei der eine Gatterschaltungsanordnung zum Implementieren der gewonnenen Booleschen Gleichungen für X1, Y1 und Z1 benutzt wird. Zum Erzeugen der Variablen X1 werden die logischen Ausdrücke A, B, X und Z als Eingangssignale an NAND-Gatter 70, 71 und 72 vom Typ 54LS00 angelegt, und deren Ausgangssignale werden zu den Eingangssignalen eines NAND-Gatters 73 vom Typ 54LS10, das anders dargestellt ist. Ein mit einem Kreis versehenes Ausgangssignal des Gatters 70, das an einen mit einem Kreis versehenen Eingang des Gatters 73 angelegt wird, negiert dessen Auswirkung, weshalb, wenn beide Variablen mit den Ausdrücken XZ, AZ oder BX auf H sind, ein L-Ausgangssignal durch das Gatter 70, 71 oder 72 erzeugt wird, welches an das Gatter 73 angelegt wird. Wenn irgendeines der Eingangssignale des Gatters 73 den Wert L hat, hat dessen Ausgangssignal den Wert H. Ein Η-Signal X1, das zu seriellen Invertern 83, 84 rückgekoppelt wird, bewirkt, daß die Variable X den Wert H und das Ausgangssignal X den Wert L nach dem Passieren des Inverters 83 erhält. Die logischen Ausdrücke A, B, X, X und Y werden an NAND-Gatter 79, 80, 81 angelegt, wobei die Gatter 80, 81 vom Typ 54LS10

sind, deren Ausgangssignale an ein NAND-Gatter 82 angelegt werden, um die Variable Y1 zu erzeugen. Die logischen Ausdrücke A, B, X, X, Y, Ϋ und Z werden an NAND-Gatter 74, 75, 76, 77 angelegt, deren Ausgangssignale als Eingangssignale an ein NAND-Gatter 78 vom Typ 74LS20 angelegt werden, um die Variable Z1 zu erzeugen. Die Variablen Y1, Z1 werden als Eingangssignale zu den betreffenden Ketten rückgekoppelt, die die Inverter 85, 86 bzw. 87, 88 enthalten. Die Inverterketten werden als Puffer benutzt und dienen zum Erzeugen der Ausgangssignale X, X, Y, Ϋ, Z und Z, die den gegenwärtigen Zustand der Maschine darstellen. Die Signale X1, Y1 und Z1 werden mit einer Fortpflanzungsverzögerung von ungefähr 40 ns rückgekoppelt.

Die Referenz-Α- und Drehzahl-B-Signale, die gemäß der Schaltungsanordnung nach den Fig. 3, 4 erzeugt werden, werden an die Inverterketten 89, 90 bzw. 91, 92 angelegt, und die Ausgangssignale A, Ä, B und B werden als Eingangssignale an die NAND-Gatter angelegt, um die Variablen X1, Y1 und Z1 zu erzeugen. Die sequentielle Maschine arbeitet so, wie es in der einfachen Flußtabelle definiert worden ist, und gemäß den Drehzahl- und Referenzsignalseguenzen nach Fig. 2.

Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Erkennen einer überdrehzahl eines umlaufenden Teils, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Erzeugen eines im wesentlichen symmetrischen Signals, das der Drehzahl des umlaufenden Teils entspricht;

⁰ O

b) Erzeugen eines asymmetrischen Referenzsignals; und

c) Vergleichen des Drehzahl- und Referenzsignals, um eine überdrehzahl oder deren Nichtvorhandensein anzuzeigen.

Verfahren zum Erkennen einer überdrehzahl eines umlaufenden Teils, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Formen eines Drehzahlsignals, das durch das umlaufende Teil erzeugt wird, um im wesentlichen gleiche EIN- und AUS-Perioden zu erzielen;

b) Formen eines Referenzsignals, um ungleiche EIN- und AUS-Perioden zu erzielen, wobei die AUS-Periode eine längere Dauer als die EIN-Periode hat; und

c) Vergleichen der EIN- und AUS-Perioden des Drehzahl- und des Referenzsignals, um ein Vorhandensein eines überdrehzahlzustande dadurch zu bestimmen, daß die EIN-Referenzperiode die ΕΓΝ-Drehzahlperiode einschließt, und um ein Nichtvorhandensein eines überdrehzahlzustands dadurch zu bestimmen, daß die AUS-Drehzahlperiode die AUS-Referenzperiode einschließt.

3. Verfahren nach Anspruch 2,. dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleichsschritt asynchron ausgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch folgenden weiteren Schritt:

Erzeugen eines ersten Wertsignals, um einen Obenauslösepunkt anzuzeigen, wenn die EIN-Referenzperiode die EIN-Drehzahlperiode einschließt, und eines zweiten Wertsignals, um einen Untenauslösepunkt anzuzeigen, wenn die AUS-Drehzahlperiode die AUS-Referenzperiode einschließt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch folgenden weiteren Schritt:

Anlegen des ersten und des zweiten Auslösepunktwertsignals an einen Brennstoffregler einer Turbomaschine zum Reduzieren des überdrehzahlzustands.

6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch den Schritt, daß die Auslösepunkte unabhängig verändert werden können, indem die Dauer der EIN- und AUS-Referenzperioden so eingestellt wird, daß Hysterese erzielt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch den Schritt, daß ein höherer Obenauslösepunkt erzielt wird, indem die Dauer der EIN-Referenzperiode verkürzt wird, und daß ein niedrigerer Obenauslösepunkt erzielt wird, indem die EIN-Referenzperiode verlängert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch den Schritt des Bewegens der Auslösepunkte, um den richtigen Betrieb vor dem normalen Gebrauch zu testen.

9. Verfahren zum Erkennen einer überdrehzahl eines umlaufenden Teils, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Erzeugen eines symmetrischen Signals, dessen Frequenz eine Funktion der Drehzahl des umlaufenden Teils ist und das EIN- und AUS-Perioden gleicher Dauer hat;

to) Erzeugen von unsymmetrischen ersten und zweiten Referenzperiodensignalen ;

c) asynchrones Vergleichen des Drehzahlsignals mit dem ersten und dem zweiten Referenzperiodensignal;

d) Erzeugen eines Obenauslösepunktes, wenn das erste Referenzperiodensignal einen positiven Übergang vor einem positiven Übergang der Drehzahl-EIN-Periode und einen negativen Übergang nach einem negativen Übergang der Drehzahl-EIN-Periode aufweist; und

e) Erzeugen eines Untenauslösepunkts, wenn die Drehzahl-AUS-Periode einen negativen Übergang vor einem negativem Übergang des zweiten Referenzperiodensignals und einen positiven Übergang nach einem positiven Übergang des Referenzperiodensignals macht, wobei die Oben- und üntenauslösepunkte voneinander getrennt sind, um Hysterese zu erzeugen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Erzeugen des symmetrischen Drehzahlsignals erfolgt, indem ein sinusförmiges Signal, das die Drehzahl darstellt, in eine Rechteckschwingung mit im wesentlichen 50 % Tastverhältnis umgewandelt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Oben- und üntenauslösefreguenzpunkte unabhängig bestimmt werden können, indem die ersten und zweiten Referenzperiodensignale geformt werden.

12. überdrehZahlerkennungsanordnung für ein umlaufendes Teil, gekennzeichnet durch:

a) eine Einrichtung (16, 20) zum Erzeugen eines Frequenzsignals, das einer Drehzahl des umlaufenden Teils entspricht;

b) eine Einrichtung (12, 14, 24) zum Erzeugen eines ersten und eines zweiten Referenzperiodensignals, wobei die erste Periode kürzer als die zweite Periode ist;

c) einen asynchronen Freguenzkomparator (18) zum Empfangen sowohl der Referenzperiodensignale als auch des Drehzahlfrequenzsignals; und

d) wobei der Frequenzkomparator (18) ein erstes Ausgangswertsignal erzeugt, um eine überdrehzahl anzuzeigen, wenn das Drehzahlsignal mit dem ersten Referenzperiodensignal verglichen wird, und ein zweites Ausgangssignal erzeugt, wenn das Drehzahlsignal mit dem zweiten Referenzperiodensignal verglichen wird, um ein NichtVorhandensein des überdrehzahlzustands anzuzeigen.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzkomparator (18) einen endlichen, asynchronen, sequentiellen Automaten enthält.

14. Anordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Ausgangswertsignal an eine Einrichtung (21) zum Korrigieren und Steuern des überdrehzahl· zustands angelegt werden.

15. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das umlaufende Teil ein Turbomaschinenrotor ist.

16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß

das erste und das zweite Ausgangswertsignal zum Reduzieren des überdrehzahlzustands an einen Turbomaschinenbrennstoffregler (21) angelegt werden.

17. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (12, 14, 24) zum Erzeugen der Referenzperiodensignale einen Digitalzähler (12) enthält.

18. Anordnung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch einen Generator (24) zum Erzeugen von ersten und zweiten Daten, die in den Zähler (12) geladen werden, um die ersten und zweiten Referenzperiodensignale zu erzeugen.

19. Anordnung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine Flipflopschaltung (42) mit einem ersten und einem zweiten Zustand, die mit dem Generator (24) verbunden ist, um dessen Ausgangssignal zum Erzeugen der ersten und zweiten Daten zu ändern.

20. Anordnung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (48, 49) mit dem Generator (24) verbunden ist, damit dritte und vierte Referenzperiodensignale erzeugt werden, die länger als das erste bzw. zweite Referenzperiodensignal sind, um die Uberdrehzahlerkennungsanordnung zu testen.