JP2022504879A - 電気モータを備えるターボ機械を制御するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
燃料流設定値QCMDを決定するために第1の燃料調整ループを実行するステップであって、
i. 速度過渡意図TopAccel、TopDecelを、現在速度NHと決定された設定値速度NHCONSとの差の関数として検出するステップ、
ii. 過渡速度設定値NHTrajAccelCons、NHTrajDecelConsを決定するステップ、
iii. 過渡速度設定値NHTrajAccelCons、NHTrajDecelConsの関数として、燃料修正量ΔQCMDを決定するステップ、および
iv. 燃料修正量ΔQCMDの関数として、燃料流設定値QCMDを決定するステップ
を含むステップと、
トルク設定値TRQCMDを決定するために第2のトルク調整ループを実行するステップであって、
i. 過渡速度設定値NHTrajAccelCons、NHTrajDecelConsの関数として、トルク修正量ΔTRQCMDを決定するステップ、および
ii. トルク修正量ΔTRQCMDの関数として、トルク設定値TRQCMDを決定するステップ
を含むステップと
を含む、制御するための方法に関する。
第1の燃料調整ループを実行するステップ中に、燃料設定値ストップTopButeeAccel、TopButeeDecelを検出するステップと、
第2のトルク調整ループを実行するステップ中に、トルク設定値TRQCMDをゼロリセットするステップであって、速度過渡意図TopAccel、TopDecelを検出した場合、および燃料設定値ストップTopButeeAccel、TopButeeDecelを検出した場合に、トルク設定値TRQCMDをゼロリセットするステップが阻止される、ステップと
を含む。
また、本発明は、上に説明した電子ユニットを備えるターボ機械に関する。
図5に示してあるように、第1の燃料ループB1は、
- ターボ機械Tの速度NH入力と、
- 航空機パイロットによって操縦可能な制御レバーの位置によって規定される設定値速度NHCONS入力と、
- ターボ機械Tに送信される燃料流設定値QCMD出力と、
- 複数の出力指標とを備え、複数の出力指標は、
- 加速過渡要求の指標TopAccel、
- 減速過渡要求の指標TopDecel、
- 加速C/P停止による修正子制御の飽和によって規定される加速停止の指標TopButeeAccel、
- シャットダウンC/P停止による修正子制御の飽和によって規定される減速停止の指標TopButeeDecel、
- 加速用の速度軌道設定値NHTrajAccelCons、
- 減速用の速度軌道設定値NHTrajDecelCons
である。
さらに図5を参照すると、第2のトルクループB2は、第1の燃料ループB1によって生成されたすべての出力指標、すなわちTopAccel、TopDecel、TopButeeAccel、TopButeeDecel、NHTrajAccelCons、NHTrajDecelConsとともに、ターボ機械Tの速度NH入力を、入力として受信する。有利には、この調整システムにより、第2のトルクループB2は、高い優先度を維持している燃料ループB1の挙動の関数として適応性のあるトルク設定値TRQCMDを提供することが可能になる。
既知の態様では、図6を参照すると、第1の燃料ループB1は、安定化管理モジュール301と、過渡意図検出モジュール302と、速度軌道生成モジュール303と、選択モジュール304と、積分モジュール305と、積分の飽和関数、したがって燃料制御QCMDの飽和関数を満たす停止管理モジュール306とを備える。
第2のトルク調整ループB2の目的は、電気モータMEを節約して使用することである。したがって、トルク設定値TRQCMDは、軌道が制限され(TopButeeAccelまたはTopButeeDecel)、速度設定値NHCONSと実際の速度NHとの間の逸脱が、過渡制御(TopAccelまたはTopDecel)を有効化する必要性を示すときのみ有効化される。言い換えれば、トルク設定値TRQCMDは、燃料設定値QCMDがその動作範囲内に制限されるときのみ、有効化される。
- ターボ機械の現在速度NH入力と、
- トルク指令の設定値量を提供する加速(加速軌道)用の速度NH設定値NHTrajAccelConsと、
- トルク指令の設定値量を提供する減速(減速軌道)用の速度NH設定値NHTrajDecelConsと
を含む。
ここで、
- Kは所定の逆定数であり、
- τNH、τTransit、およびτBFは、所定の時定数である。
- 加速過渡要求の指標TopAccel、
- 減速過渡要求の指標TopDecel、
- 加速C/P停止による修正子制御の飽和によって規定される加速停止の指標TopButeeAccel、
- シャットダウンC/P停止による修正子制御の飽和によって規定される減速停止の指標TopButeeDecel
を含む。
- 加速が要求されたとき、およびすでに加速ストップに到達しているとき(TopAccelおよびTopButeeAccelが有効)、または
- 減速が要求されたとき、およびすでに減速ストップに到達しているとき(TopDecelおよびTopButeeDecelが有効)。
- スイッチ404からのトルク修正量ΔTRQCMDを受信する修正入力と、
- 電気モータMEの構造によって決定される最大トルク値TRQmaxと、
- 電気モータMEの構造によって決定される最小トルク値TRQminと、
- ゼロリセットモジュール402によって提供されるゼロリセットRAZ入力と、
- トルク設定値TRQCMD出力と
を含む。
Claims (9)
- ターボ機械(T)を制御するための方法であって、前記ターボ機械(T)が、ガス発生器の上流に位置付けられた、一次空気流と二次空気流を区切るファン(10)を備え、前記一次空気流が、前記ガス発生器を通過し、前記ガス発生器が、低圧コンプレッサ(11)と、高圧コンプレッサ(12)と、燃焼チャンバ(13)と、高圧タービン(14)と、低圧タービン(15)とを備え、前記低圧タービン(15)が、低圧回転シャフト(10)によって前記低圧コンプレッサに接続され、前記高圧タービン(14)が、高圧回転シャフト(22)によって前記高圧コンプレッサ(12)に接続されており、前記ターボ機械が、前記高圧回転シャフト(22)にトルク導入装置を形成する電気モータ(ME)を備え、前記燃焼チャンバ(13)における燃料流設定値(QCMD)および前記電気モータ(ME)に提供されるトルク設定値(TRQCMD)が決定される方法において、前記制御方法が、
前記燃料流設定値(QCMD)を決定するために第1の燃料調整ループ(B1)を実行するステップであって、
i. 速度過渡意図(TopAccel、TopDecel)を、現在速度(NH)と決定された設定値速度(NHCONS)との差の関数として検出するステップ、
ii. 過渡速度設定値(NHTrajAccelCons、NHTrajDecelCons)を決定するステップ、
iii. 前記過渡速度設定値(NHTrajAccelCons、NHTrajDecelCons)の関数として、燃料修正量(ΔQCMD)を決定するステップ、および
iv. 前記燃料修正量(ΔQCMD)の関数として、前記燃料流設定値(QCMD)を決定するステップ
を含むステップと、
前記トルク設定値(TRQCMD)を決定するために第2のトルク調整ループ(B2)を実行するステップであって、
i. 前記過渡速度設定値(NHTrajAccelCons、NHTrajDecelCons)の関数として、トルク修正量(ΔTRQCMD)を決定するステップ、および
ii. 前記トルク修正量(ΔTRQCMD)の関数として、前記トルク設定値(TRQCMD)を決定するステップ
を含むステップと
を含むことを特徴とする、制御するための方法。 - 請求項1に記載の制御方法であって、
前記第1の燃料調整ループ(B1)を実行する前記ステップ中に、燃料設定値ストップ(TopButeeAccel、TopButeeDecel)を検出するステップと、
前記第2のトルク調整ループ(B2)を実行する前記ステップ中に、前記トルク設定値(TRQCMD)をゼロリセットするステップであって、速度過渡意図(TopAccel、TopDecel)を検出した場合、および燃料設定値ストップ(TopButeeAccel、TopButeeDecel)を検出した場合に、前記トルク設定値(TRQCMD)をゼロリセットするステップが阻止される、ステップと
を含むことを特徴とする、制御方法。 - 請求項2に記載の制御方法であって、前記トルク設定値(TRQCMD)が、好ましくは少なくとも1つの低減勾配に従って徐々にゼロリセットされることを特徴とする、制御方法。
- 請求項3に記載の制御方法であって、前記低減勾配が、前記第1の燃料調整ループ(B1)の応答時間の関数であることを特徴とする、制御方法。
- 請求項1から4のいずれか1項に記載の制御方法であって、前記トルク設定値(TRQCMD)を決定するために、前記トルク修正量(ΔTRQCMD)を二重積分するステップを含むことを特徴とする、制御方法。
- 請求項1から5のいずれか1項に記載の制御方法であって、前記トルク設定値(TRQCMD)が、前記電気モータ(ME)の構造によって決定される最大トルク値(TRQmax)と、前記電気モータ(ME)の構造によって決定される最小トルク値(TRQmin)との間の範囲内にあることを特徴とする、制御方法。
- コンピュータプログラムであって、前記プログラムがコンピュータによって実行されたときに、請求項1から6のいずれか1項に記載の制御方法の前記ステップを実行するための命令を含むことを特徴とする、コンピュータプログラム。
- 請求項7に記載のコンピュータプログラムの命令を含むメモリを備えることを特徴とする、ターボ機械用の電子制御ユニット。
- 請求項8に記載の電子ユニットを備えることを特徴とする、ターボ機械。
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