FR2462552A1 - IMPROVEMENT IN SPEED CONTROL SYSTEMS FOR HYDRAULIC OR THERMAL MOTORS - Google Patents
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Abstract
Description
Les régulateurs de vitesse traditionnels assurent normalement le contrôle de la vitesse de rotation de la machine dans une plage de valeurs limitée autour de la valeur de régime nominal de fonctionnement. Conventional speed regulators normally control the speed of rotation of the machine within a limited range of values around the value of nominal operating speed.
Durant la phase de démarrage, surtout pour les moteurs hydrauliques, le régulateur agit en opérant une simple commande directe de l'ouverture des organes d'admission du fluide moteur en vue de permettre la mise en marche de l'unité et d'augmenter ensuite la vitesse de rotation jusqu'a une valeur proche de celle du régime. During the start-up phase, especially for hydraulic motors, the regulator acts by operating a simple direct command to open the engine fluid intake members in order to allow the unit to start up and then increase the speed of rotation to a value close to that of the speed.
Successivement, les circuits sensibles à la vitesse commandés en fonction de la régulation de la vitesse même dans une boucle de fermeture agissent sur l'organe d'admission. Successively, the speed-sensitive circuits controlled as a function of speed regulation even in a closing loop act on the intake member.
On ne connait aucun système de contrôle de la vitesse même durant la phase de démarrage, en particulier pour les moteurs thermiques ; de tels con- trôles sont effectués normalement par référence à la vitesse variable suivant un programme prédéterminé. No speed control system is known even during the start-up phase, in particular for thermal engines; such checks are carried out normally by reference to the variable speed according to a predetermined program.
Le dispositif objet de la présente invention permet de réaliser de fa çon originale les fonctions suivantes
- contrôle de la vitesse d'ouverture des organes d'obturation juqu'a la valeur qui détermine le démarrage du groupe indépendamment des conditions externes variables, comme par exemple le moment de frottement.The device which is the subject of the present invention makes it possible to carry out in an original way the following functions
- control of the opening speed of the shutter members up to the value which determines the starting of the group independently of the variable external conditions, such as for example the moment of friction.
- après le démarrage, passage automatique sur une courbe de vitesse à accélération contrôlée avec ajustement automatique du moment moteur aux conditions instantanées durant toute la phase transitoire de montée de la vitesse de rotation jusqu'à atteinte de la valeur nominale de cette dernière. - after start-up, automatic changeover to a speed curve with controlled acceleration with automatic adjustment of the motor moment to instantaneous conditions throughout the transient phase of increase in rotational speed until the nominal value thereof is reached.
- dans le cas ou le moteur actionne d'abord directement un générateur électrique du type synchrone, dans le cas ou celui-ci est synchronisé avec la fréquence du circuit électrique monté en parallèle, le dispositif doit réaliser automatiquement le passage direct à la phase de synchronisation avec le circuit, comme dernière phase du processus de démarrage. - in the case where the motor first directly actuates an electric generator of the synchronous type, in the case where this is synchronized with the frequency of the electric circuit connected in parallel, the device must automatically carry out the direct transition to the phase of synchronization with the circuit, as the last phase of the starting process.
La présente invention, pour atteindre ce but, et d'autres qui apparaitront dans la suite de la description, concerne la réalisation d'un dispositif de démarrage à associer aux régulateurs de vitesse pour turbomoteurs, caractérisé par le fait qu'il comprend un circuit a boucle de fermeture pour assurer le contrôle de l'accéléraion durant toute la phase de montée de la vitesse de rotation, ayant comme niveau d'accélération le niveau maximum qui ouvre un circuit ayant en entrée le signal d'erreur entre la vitesse actuelle du groupe et une référence représentant la vitesse à atteindre, de façon que, quand cette erreur devient inférieure au niveau sus indiqué, le contrôle de l'accélération s'ajoute automatiquement au contrôle de vitesse nécessaire pour la régulation de la vitesse à une valeur prédéterminée. The present invention, to achieve this goal, and others which will appear in the following description, relates to the production of a starting device to be associated with speed regulators for turbine engines, characterized in that it comprises a circuit a closing loop to ensure acceleration control during the entire phase of increasing the speed of rotation, having as acceleration level the maximum level which opens a circuit having as input the error signal between the current speed of the group and a reference representing the speed to be reached, so that, when this error becomes lower than the level indicated above, the acceleration control is automatically added to the speed control necessary for speed regulation to a predetermined value.
Pour mieux comprendre le but et les caractéristiques de l'invention, il va être decrit ci-apres une forme de réalisation, à titre d'exemple non limitatif, en faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels
- la Fig. 1 montre un schéma d'ensemble du dispositif suivant l'invention,
- la Fig. 2 explicite les principaux composants du schéma de la Fig. 1,
- la Fig. 3 montre un schéma d'ensemble d'une variante de la Fig. 1.To better understand the object and the characteristics of the invention, an embodiment will be described below, by way of nonlimiting example, with reference to the appended drawings among which
- Fig. 1 shows an overall diagram of the device according to the invention,
- Fig. 2 explains the main components of the diagram in FIG. 1,
- Fig. 3 shows an overall diagram of a variant of FIG. 1.
La description ci-après se réfère au mode de fonctionnement du dispositif de la fig. 1 ou est illustré sous la forme d'un schéma ensemble l'équivalent en circuit électronique sans aucune limitation sur les modes de réalisation du circuit électronique qui pourraient être de n'importe quels types sans sortir du cadre de la presente invention La fig. 2 montre a titre d'exemple non limitatif le schéma fonctionnel d'une telle possibilité de réalisation. The description below refers to the operating mode of the device in FIG. 1 or is illustrated in the form of a diagram together the equivalent in electronic circuit without any limitation on the embodiments of the electronic circuit which could be of any type without departing from the scope of the present invention FIG. 2 shows by way of nonlimiting example the functional diagram of such a possibility of realization.
Durant la phase initiale d'ouverture avant le démarrage, l'ouverture augmente de façon a suivre un gradient prédéterminé contrôlé dans la boucle de fermeture, opposé dans le sommateur algébrique 7 au signal électrique, entrant suivant la borne 3, représentatif de la valeur d'ouverture des organes d.'obtu- ration de la machine, dérivé par le circuit de derivation 5, et avec une prise 6 de référence. During the initial opening phase before starting, the opening increases so as to follow a predetermined gradient controlled in the closing loop, opposite in the algebraic summator 7 to the electrical signal, entering according to terminal 3, representative of the value d opening of the shutter members of the machine, derived by the bypass circuit 5, and with a reference socket 6.
Le signal d'équilibre ainsi obtenu, vient agir après passage dans le sommateur 8 comme entrée du circuit intégrateur 9 qui sort du dispositif. Le signal de sortie de cet intégrateur arrive a la borne 4, est envoyé comme signal de référence au système de servocommande qui détermine, de façon proportionnelle a ce signal, l'ouverture des organes d'obturation de la machine. A la borne i du dispositif est délivre le signal électrique f provenant d'un circuit de mesure de la vitesse du groupe ayant la plage linéaire de la vitesse ou, a la fin, une vitesse supérieure a celle du régime. The balance signal thus obtained comes to act after passing through the adder 8 as input to the integrator circuit 9 which leaves the device. The output signal of this integrator arrives at terminal 4, is sent as a reference signal to the servo control system which determines, in proportion to this signal, the opening of the shutter members of the machine. At the terminal i of the device is delivered the electrical signal f coming from a circuit for measuring the speed of the group having the linear range of the speed or, at the end, a speed greater than that of the speed.
Au moment du démarrage, le dispositif 10 qui relève le démarrage même, traverse un contact il (ou un interrupteur statique équivalent) exclut le circuit de contrôle de l'ouverture précédemment indiqué et introduit le circuit de contrôle d'accélération sur l'entrée de l'intégrateur final 9 du circuit. Le contrôle d'accélération est réalisé en circuit fermé au travers du circuit de dérivation 12. At the time of starting, the device 10 which detects the starting itself, crosses a contact it (or an equivalent static switch) excludes the opening control circuit previously indicated and introduces the acceleration control circuit on the input of the final integrator 9 of the circuit. The acceleration control is carried out in a closed circuit through the bypass circuit 12.
La référence d'accélération est donnée par le niveau de saturation du circuit 15 ayant en entrée, au travers du dispositif de tarage 17, le signal d'erreur mesuré par le sommateur algébrique 14 entre le signal fG représentatif de la vitesse de rotation du groupe et le signal f2 entrant par la borne 2 dans la partie sans synchronisation automatique avec une valeur fixe correspondant a la vitesse nominale de montée. Le niveau maximum d'erreur, utilisé comme référence pour l'accélération, peut être obtenu aussi de diverses manières, par exemple,
au moyen d'un circuit sélecteur a valeur minimum, sans sortir du cadre de
1' invention.The acceleration reference is given by the saturation level of the circuit 15 having as input, through the taring device 17, the error signal measured by the algebraic summator 14 between the signal fG representative of the speed of rotation of the group and the signal f2 entering via terminal 2 in the part without automatic synchronization with a fixed value corresponding to the nominal rate of climb. The maximum level of error, used as a reference for acceleration, can also be obtained in various ways, for example,
by means of a minimum value selector circuit, without going outside the scope of
1 invention.
Le niveau de saturation peut être modifié par le commutateur de tarage
16 qui permet ainsi de modifier la valeur de l'accélération durant toute la phase de montée de la vitesse et ensuite le temps nécessaire pour atteindre la vitesse de régime.Saturation level can be changed with the taring switch
16 which thus makes it possible to modify the value of the acceleration during the entire phase of speed increase and then the time necessary to reach the speed of speed.
La régulation comprend aussi, avec le dispositif 18 qui commande le tarage 19, une action proportionnelle au coefficient K2. L'intégration des coefficients K1 K2 nécessaire pour la régulation de la vitesse autour de la valeur de régime se réalise automatiquement quand le groupe atteint la vitesse
= f2 - a/K1 où
f est le signal proportionnel à la vitesse de rotation du groupe,
G
f est le signal de référence appliqué à la borne 2,
2
a estlesignal proportionnel à l'accélération prédéterminée pour le groupe.The regulation also includes, with the device 18 which controls the calibration 19, an action proportional to the coefficient K2. The integration of the coefficients K1 K2 necessary for speed regulation around the speed value occurs automatically when the group reaches speed
= f2 - a / K1 where
f is the signal proportional to the speed of rotation of the group,
G
f is the reference signal applied to terminal 2,
2
a is the signal proportional to the predetermined acceleration for the group.
On détermine alors une diminution de l'accélération tandis que la vitesse vient contrôler le dispositif de façon à prendre la valeur correspondant à la référence f2. Comme précisé, la référence f2 peut avoir une valeur fixe correspondant à la valeur du régime ; en alternative, suite a la synchronisation automatique,
ce signal peut être élaboré directement avec un fréquencemètre associé à la
fréquence du réseau. Dans ce dernier cas, la vitesse du groupe est amenée di
rectement à la valeur de synchronisme. Le dispositif 20, toujours dans ce cas, permet de pré-fixer une valeur de correspondance entre la fréquence du groupe
et celle du réseau, qui favorise l'opération de mise en parallèle.A decrease in acceleration is then determined while the speed comes to control the device so as to take the value corresponding to the reference f2. As specified, the reference f2 can have a fixed value corresponding to the value of the speed; alternatively, following automatic synchronization,
this signal can be generated directly with a frequency meter associated with the
network frequency. In the latter case, the speed of the group is brought di
to the synchronism value. The device 20, still in this case, makes it possible to preset a value for correspondence between the frequency of the group
and that of the network, which favors the paralleling operation.
Le signal de référence 20 peut être appliqué au sommateur 13 (comme indi
qué sur la figure) ou indifféremment au sommateur 14. Au dispositif peuvent
être adjointes quelques fonctions additionnelles comme illustré à la Fig. 3
sans sortir du cadre de l'invention.The reference signal 20 can be applied to the adder 13 (as indicated
as in the figure) or indifferently to the adder 14. To the device can
be added some additional functions as illustrated in Fig. 3
without departing from the scope of the invention.
Le circuit 22, sensible à l'erreur entre la vitesse actuelle du groupe
et la vitesse prédéterminée du régime, permet de relever la fin de la phase de démarrage et d'envoyer l'information à l'extérieur par la borne 23.Circuit 22, sensitive to the error between the current speed of the group
and the predetermined speed of the regime, makes it possible to record the end of the start-up phase and to send the information to the outside via terminal 23.
La borne 24 peut envoyer dans le dispositif un signal de commande qui change le coefficient K1, si, pendant une période prolongée de fonctionnement
en marche à vide, il apparait une réduction du gain de la boucle pour la régulation de vitesse autour de la valeur de régime.Terminal 24 can send a control signal to the device which changes the coefficient K1, if, for an extended period of operation
when idling, there is a reduction in the loop gain for speed regulation around the speed value.
Enfin, le circuit 21 permet d'ajouter un signal additionnel en ouverture pour favoriser le démarrage de la turbomachine entraînant directement ou par voie électrique une unité de pompage. Finally, the circuit 21 makes it possible to add an additional signal at the opening to promote the starting of the turbomachine driving directly or electrically a pumping unit.
Le dispositif peut être associé à tout circuit additionnel, y compris le
circuit de contrôle de la vitesse d'ouverture avant le démarrage , sans sortir du cadre de l'invention. The device can be associated with any additional circuit, including the
circuit for controlling the opening speed before starting, without departing from the scope of the invention.
Claims (4)
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- 1980-07-26 DE DE19803028416 patent/DE3028416A1/en active Granted
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