JPH07111148B2 - ２軸ガスタービンの加速度制御方式 - Google Patents
２軸ガスタービンの加速度制御方式Info
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- JPH07111148B2 JPH07111148B2 JP3198659A JP19865991A JPH07111148B2 JP H07111148 B2 JPH07111148 B2 JP H07111148B2 JP 3198659 A JP3198659 A JP 3198659A JP 19865991 A JP19865991 A JP 19865991A JP H07111148 B2 JPH07111148 B2 JP H07111148B2
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- circuit
- signal
- rotation speed
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- control circuit
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、たとえば航空機や発
電機などに適用される２軸ガスタービンの加速度制御方
式に関するものである。
電機などに適用される２軸ガスタービンの加速度制御方
式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の２軸ガスタービンの加速度
制御方式の一例を示す系統図で、同図において、Ａは２
軸ガスタービン、Ｂは回転数制御回路、Ｃは燃料制御回
路、Ｄは負荷、Ｅは加速度制御回路、Ｆは低位選択回路
である。上記ガスタービンＡは、ガス発生機軸１の両端
部に固定された圧縮機２および圧縮機駆動用タービン３
からなるガス発生機４と、上記ガス発生機軸１とは別軸
の出力タービン軸５の一端部に固定された出力タービン
６と、上記各タービン３，６に高圧高温ガスを供給する
燃焼器７とから構成され、上記燃焼器７に供給される燃
料を燃料バルブ８で調整するとともに、上記出力タービ
ン軸５の他端部には発電機のような負荷Ｄが連結され
る。
制御方式の一例を示す系統図で、同図において、Ａは２
軸ガスタービン、Ｂは回転数制御回路、Ｃは燃料制御回
路、Ｄは負荷、Ｅは加速度制御回路、Ｆは低位選択回路
である。上記ガスタービンＡは、ガス発生機軸１の両端
部に固定された圧縮機２および圧縮機駆動用タービン３
からなるガス発生機４と、上記ガス発生機軸１とは別軸
の出力タービン軸５の一端部に固定された出力タービン
６と、上記各タービン３，６に高圧高温ガスを供給する
燃焼器７とから構成され、上記燃焼器７に供給される燃
料を燃料バルブ８で調整するとともに、上記出力タービ
ン軸５の他端部には発電機のような負荷Ｄが連結され
る。
【０００３】上記回転数制御回路Ｂは、出力タービン軸
５の回転数の設定値Ｎ、つまり目標値に対応する信号ａ
と、実際に回転している回転数の現在値ｎ2 に対応する
信号ｆを常時加算器１０で比較し、両回転数Ｎ，ｎ2 の
差に応じて自動調整する出力信号ｅを発生する閉ループ
方式が採用されている。すなわち、出力タービン軸５の
回転数の現在値ｎ2 に対応する信号ｆは、第２の回転数
検出回路９で検出され、指令された回転数設定値Ｎに対
応する信号ａと加算器１０において比較され、その差信
号が積分回路１１で積分される。また、上記回転数検出
器９で検出された検出信号ｆは、比例回路１４および微
分回路１５に印加され、その各出力信号ｃ，ｄが加算器
１２，１３を介して上記積分回路１１に重畳されて、出
力信号ｅとされる。
５の回転数の設定値Ｎ、つまり目標値に対応する信号ａ
と、実際に回転している回転数の現在値ｎ2 に対応する
信号ｆを常時加算器１０で比較し、両回転数Ｎ，ｎ2 の
差に応じて自動調整する出力信号ｅを発生する閉ループ
方式が採用されている。すなわち、出力タービン軸５の
回転数の現在値ｎ2 に対応する信号ｆは、第２の回転数
検出回路９で検出され、指令された回転数設定値Ｎに対
応する信号ａと加算器１０において比較され、その差信
号が積分回路１１で積分される。また、上記回転数検出
器９で検出された検出信号ｆは、比例回路１４および微
分回路１５に印加され、その各出力信号ｃ，ｄが加算器
１２，１３を介して上記積分回路１１に重畳されて、出
力信号ｅとされる。
【０００４】この回転数制御回路Ｂの出力信号ｅは、低
位選択回路Ｆを介し燃料制御回路Ｃに印加されて、燃料
バルブ８の開度を制御し、燃焼器７に供給される燃料流
量が調整される。上記加速度制御回路Ｅは、第１の回転
数検出器１６からの検出信号ｇを微分する微分回路１８
と、この微分回路１８からの微分信号ｉを受けてガス発
生機軸１の回転加速度設定値Ｍに対応する信号ｊと比較
する加算器２０と、上記加速度差信号を積分する積分回
路２１と、上記微分信号ｉを受ける比例回路２２と、上
記積分回路２１と比例回路２２の各出力信号ｋ，ｍを加
算して上記低位選択回路Ｆに入力する加算器２３を備え
ている。上記低位選択回路Ｆは、上記回転数制御回路Ｂ
の出力信号ｅと、上記加速度制御回路Ｅの出力信号ｐと
を比較し、低位選択信号ｑを出力して燃料制御回路Ｃを
制御するものである。
位選択回路Ｆを介し燃料制御回路Ｃに印加されて、燃料
バルブ８の開度を制御し、燃焼器７に供給される燃料流
量が調整される。上記加速度制御回路Ｅは、第１の回転
数検出器１６からの検出信号ｇを微分する微分回路１８
と、この微分回路１８からの微分信号ｉを受けてガス発
生機軸１の回転加速度設定値Ｍに対応する信号ｊと比較
する加算器２０と、上記加速度差信号を積分する積分回
路２１と、上記微分信号ｉを受ける比例回路２２と、上
記積分回路２１と比例回路２２の各出力信号ｋ，ｍを加
算して上記低位選択回路Ｆに入力する加算器２３を備え
ている。上記低位選択回路Ｆは、上記回転数制御回路Ｂ
の出力信号ｅと、上記加速度制御回路Ｅの出力信号ｐと
を比較し、低位選択信号ｑを出力して燃料制御回路Ｃを
制御するものである。
【０００５】つぎに、上記構成の動作を説明する。以
下、説明の便宜上、負荷Ｄに発電機が採用されて、ガス
タービンＡの出力タービン軸５が常時一定の回転数で駆
動される場合について説明する。いま、出力タービン軸
５の回転数の設定値Ｎが、たとえばＮｘ＝6,000rpmの一
定値に保持されている場合、回転数制御回路Ｂに印加さ
れる入力信号ａは、図４（ａ）で示すように、時点ｔ0
において一定値に保持され、同図（ａ1 ）のように時点
ｔ1 まで上記負荷Ｄの変動がない場合、実際の回転数の
現在値ｎ2 との差がなく、上記積分回路１１，比例回路
１４および微分回路１５の各出力信号ｂ，ｃ，ｄは、同
図（ｂ），（ｃ），（ｄ）の実線で示すように変動せ
ず、この回転数制御回路Ｂの出力信号ｅは同図（ｅ）の
実線で示すように変動しない。そのため、燃料バルブ８
の開度や燃焼器７に供給される燃料流量が一定に保持さ
れて、上記出力タービン軸５の回転数の現在値ｎ2 は、
同図（ｆ）の実線で示すように一定値ｎｘ＝6,000rpmに
保持される。
下、説明の便宜上、負荷Ｄに発電機が採用されて、ガス
タービンＡの出力タービン軸５が常時一定の回転数で駆
動される場合について説明する。いま、出力タービン軸
５の回転数の設定値Ｎが、たとえばＮｘ＝6,000rpmの一
定値に保持されている場合、回転数制御回路Ｂに印加さ
れる入力信号ａは、図４（ａ）で示すように、時点ｔ0
において一定値に保持され、同図（ａ1 ）のように時点
ｔ1 まで上記負荷Ｄの変動がない場合、実際の回転数の
現在値ｎ2 との差がなく、上記積分回路１１，比例回路
１４および微分回路１５の各出力信号ｂ，ｃ，ｄは、同
図（ｂ），（ｃ），（ｄ）の実線で示すように変動せ
ず、この回転数制御回路Ｂの出力信号ｅは同図（ｅ）の
実線で示すように変動しない。そのため、燃料バルブ８
の開度や燃焼器７に供給される燃料流量が一定に保持さ
れて、上記出力タービン軸５の回転数の現在値ｎ2 は、
同図（ｆ）の実線で示すように一定値ｎｘ＝6,000rpmに
保持される。
【０００６】このような運転状態で、時点ｔ1 におい
て、たとえば、同図（ａ1 ）のように上記負荷Ｄが増大
すると、上記現在値ｎ2 が減少するため、上記設定値Ｎ
に対して回転数差が発生する。この回転数差は、同図
（ｆ）の実線で示すように検出信号ｆの変動成分ｆ1 と
して、上記第２の回転数検出器９で検出される。上記検
出信号ｆは加算器１０に印加されて、上記入力信号ａと
比較され、上記回転数差に相当する変動成分ｆ1 を積分
回路１１で積分し、回転数制御回路Ｂの出力信号ｅを上
昇させて、上記燃料バルブ８の開度および燃焼器７に供
給される燃料流量を増大させ、ガス発生機軸１の回転数
ｎ1 を高めて、出力タービン軸５の回転数の現在値ｎ2
を増大させる動作を行なう。他方、第１の回転数検出器
１６からの検出信号ｇは微分回路１８で微分され、その
微分信号ｉが加速度設定値Ｍの設定値信号ｊと加算器２
０で比較されて、加速度差に相当する変動成分が積分回
路２１で積分される。上記積分回路２１と比例回路２２
の各出力信号ｋ，ｍは加算器２３で加算されて、上記低
位選択回路Ｆに入力される。上記低位選択回路Ｆは、上
記回転数制御回路Ｂの出力信号ｅと、上記加速度制御回
路Ｅの出力信号ｐとを比較し、両信号ｅ，ｐのうちの低
位側の信号が選択され、その選択された低位選択信号ｑ
でもつて、上記燃料制御回路Ｃを制御し、ガス発生機軸
１が過度に加速されるのを防止している。
て、たとえば、同図（ａ1 ）のように上記負荷Ｄが増大
すると、上記現在値ｎ2 が減少するため、上記設定値Ｎ
に対して回転数差が発生する。この回転数差は、同図
（ｆ）の実線で示すように検出信号ｆの変動成分ｆ1 と
して、上記第２の回転数検出器９で検出される。上記検
出信号ｆは加算器１０に印加されて、上記入力信号ａと
比較され、上記回転数差に相当する変動成分ｆ1 を積分
回路１１で積分し、回転数制御回路Ｂの出力信号ｅを上
昇させて、上記燃料バルブ８の開度および燃焼器７に供
給される燃料流量を増大させ、ガス発生機軸１の回転数
ｎ1 を高めて、出力タービン軸５の回転数の現在値ｎ2
を増大させる動作を行なう。他方、第１の回転数検出器
１６からの検出信号ｇは微分回路１８で微分され、その
微分信号ｉが加速度設定値Ｍの設定値信号ｊと加算器２
０で比較されて、加速度差に相当する変動成分が積分回
路２１で積分される。上記積分回路２１と比例回路２２
の各出力信号ｋ，ｍは加算器２３で加算されて、上記低
位選択回路Ｆに入力される。上記低位選択回路Ｆは、上
記回転数制御回路Ｂの出力信号ｅと、上記加速度制御回
路Ｅの出力信号ｐとを比較し、両信号ｅ，ｐのうちの低
位側の信号が選択され、その選択された低位選択信号ｑ
でもつて、上記燃料制御回路Ｃを制御し、ガス発生機軸
１が過度に加速されるのを防止している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記回転数
制御回路Ｂにおける上記積分回路１１および比例回路１
４のゲインが低いと、上記出力タービン軸５の回転数の
現在値ｎ2 が上記設定値Ｎに到達する時点ｔ3 までの時
間Ｔ2 が長く、応答性が悪い。そこで、上記積分回路１
１および比例回路１４のゲインを上げて、各出力信号
ｂ，ｃを図４（ｂ），（ｃ）の点線で示すように高める
と、上記出力タービン軸５の回転数の現在値ｎ2 が設定
値Ｎに到達する時点ｔ2 までの時間Ｔ1 を短縮させるこ
とができるけれども、上記時点ｔ2 以降に出力タービン
軸５の回転数ｎ2が脈動するハンチング現象が発生し、
同図（ｆ）の点線で示すように検出信号ｆにハンチング
信号ｆ2 が現われ、上記回転数の現在値ｎ2 が安定する
時点ｔ4 までの時間Ｔ3 が長く、結果的に応答性が悪く
なる。
制御回路Ｂにおける上記積分回路１１および比例回路１
４のゲインが低いと、上記出力タービン軸５の回転数の
現在値ｎ2 が上記設定値Ｎに到達する時点ｔ3 までの時
間Ｔ2 が長く、応答性が悪い。そこで、上記積分回路１
１および比例回路１４のゲインを上げて、各出力信号
ｂ，ｃを図４（ｂ），（ｃ）の点線で示すように高める
と、上記出力タービン軸５の回転数の現在値ｎ2 が設定
値Ｎに到達する時点ｔ2 までの時間Ｔ1 を短縮させるこ
とができるけれども、上記時点ｔ2 以降に出力タービン
軸５の回転数ｎ2が脈動するハンチング現象が発生し、
同図（ｆ）の点線で示すように検出信号ｆにハンチング
信号ｆ2 が現われ、上記回転数の現在値ｎ2 が安定する
時点ｔ4 までの時間Ｔ3 が長く、結果的に応答性が悪く
なる。
【０００８】これを解決するために、従来、微分回路１
５を設けて、信号ｆを微分回路１５で微分し、同図
（ｄ）の点線で示すように、その微分信号ｄ1,ｄ2 を発
生させて、これを上記出力信号ｅに重畳させ、出力ター
ビン軸５の回転数ｎ2 が上昇しようとする際には、これ
を低下させる方向へ、また、上記回転数ｎ2 が低下しよ
うとする際には、これを上昇させる方向へ燃料を増減さ
せ、上記出力タービン軸５の回転数ｎ2 のハンチング現
象を抑制するようになされている。ところが、上記ハン
チング現象を抑制して、上記現在値ｎ2 の変動幅Ｔ3 を
短縮させるために、微分回路１５のゲインを一層高めよ
うとすると、回転数検出器１６がノイズ信号を検出した
場合、このノイズ信号が回転数検出信号ｅに重畳され、
微分信号ｄにその影響が増幅されて現われるため、微分
回路１５のゲインを十分に高めることができず、よつて
上記積分回路１１，比例回路１４のゲインを十分高める
ことができないため、負荷変動に対する応答性を高める
ことができない。
５を設けて、信号ｆを微分回路１５で微分し、同図
（ｄ）の点線で示すように、その微分信号ｄ1,ｄ2 を発
生させて、これを上記出力信号ｅに重畳させ、出力ター
ビン軸５の回転数ｎ2 が上昇しようとする際には、これ
を低下させる方向へ、また、上記回転数ｎ2 が低下しよ
うとする際には、これを上昇させる方向へ燃料を増減さ
せ、上記出力タービン軸５の回転数ｎ2 のハンチング現
象を抑制するようになされている。ところが、上記ハン
チング現象を抑制して、上記現在値ｎ2 の変動幅Ｔ3 を
短縮させるために、微分回路１５のゲインを一層高めよ
うとすると、回転数検出器１６がノイズ信号を検出した
場合、このノイズ信号が回転数検出信号ｅに重畳され、
微分信号ｄにその影響が増幅されて現われるため、微分
回路１５のゲインを十分に高めることができず、よつて
上記積分回路１１，比例回路１４のゲインを十分高める
ことができないため、負荷変動に対する応答性を高める
ことができない。
【０００９】また、上記ノイズの影響を受けた信号が低
位選択回路Ｆに入力されると、正常な動作を達成するこ
とができない。たとえば、低位選択回路Ｆに入力される
上記回転数制御回路Ｂの出力信号ｅと、上記加速度制御
回路Ｅの出力信号ｐとが図５で示すように近似している
場合、ノイズの影響がなければ、低位選択信号ｑは両信
号ｅ，ｐのうちの低位側の信号ｅを選択する。ところ
が、上記回転数検出器１６がノイズ信号を検出し、この
ノイズ信号が加速度制御回路Ｅの微分回路１８に印加さ
れると、比例回路２２および加算器２３を介して、加速
度制御回路Ｅの出力信号ｐにノイズの影響が重畳された
出力信号ｒとなる。この出力信号ｒは図５の点線で示す
部分が、回転数制御回路Ｂの出力信号ｅよりも高レベル
であるからカットされる。
位選択回路Ｆに入力されると、正常な動作を達成するこ
とができない。たとえば、低位選択回路Ｆに入力される
上記回転数制御回路Ｂの出力信号ｅと、上記加速度制御
回路Ｅの出力信号ｐとが図５で示すように近似している
場合、ノイズの影響がなければ、低位選択信号ｑは両信
号ｅ，ｐのうちの低位側の信号ｅを選択する。ところ
が、上記回転数検出器１６がノイズ信号を検出し、この
ノイズ信号が加速度制御回路Ｅの微分回路１８に印加さ
れると、比例回路２２および加算器２３を介して、加速
度制御回路Ｅの出力信号ｐにノイズの影響が重畳された
出力信号ｒとなる。この出力信号ｒは図５の点線で示す
部分が、回転数制御回路Ｂの出力信号ｅよりも高レベル
であるからカットされる。
【００１０】そのため、低位選択信号ｑは実線の波形Ｙ
で示すものとなり、その実効値Ｙ1はノイズの影響のな
い場合に選択される回転数制御回路Ｂの出力信号ｅのレ
ベルよりもΔＹだけ低下しているため、燃料制御回路ｃ
に過小な燃料弁開度指令値を与えることになり、この点
からも負荷変動に対する応答性を高めることができな
い。
で示すものとなり、その実効値Ｙ1はノイズの影響のな
い場合に選択される回転数制御回路Ｂの出力信号ｅのレ
ベルよりもΔＹだけ低下しているため、燃料制御回路ｃ
に過小な燃料弁開度指令値を与えることになり、この点
からも負荷変動に対する応答性を高めることができな
い。
【００１１】この発明は上記課題を解消するためになさ
れたもので、簡単な構成で、負荷変動に対する応答性の
高い２軸ガスタービンの加速度制御方式を提供すること
を目的としている。
れたもので、簡単な構成で、負荷変動に対する応答性の
高い２軸ガスタービンの加速度制御方式を提供すること
を目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明による２軸ガス
タービンの加速度制御方式は、ガス発生機軸の回転数の
検出信号を微分する微分回路と、この微分回路からの微
分信号を受けて加速度設定値信号との差信号を積分する
積分回路と、上記微分信号を受ける比例回路とで加速度
制御回路を構成するとともに、出力タービン軸の検出信
号を受けて回転数設定値信号との差信号を積分する積分
回路と、上記両回転数の検出信号をそれぞれ比例回路を
介して上記積分回路の出力信号に重畳させる加算器とで
回転数制御回路を構成し、上記加速度制御回路Ｅにおけ
る比例回路の出力信号を上記低位選択回路の出力に重畳
させる加算器を備えたことを特徴とする。
タービンの加速度制御方式は、ガス発生機軸の回転数の
検出信号を微分する微分回路と、この微分回路からの微
分信号を受けて加速度設定値信号との差信号を積分する
積分回路と、上記微分信号を受ける比例回路とで加速度
制御回路を構成するとともに、出力タービン軸の検出信
号を受けて回転数設定値信号との差信号を積分する積分
回路と、上記両回転数の検出信号をそれぞれ比例回路を
介して上記積分回路の出力信号に重畳させる加算器とで
回転数制御回路を構成し、上記加速度制御回路Ｅにおけ
る比例回路の出力信号を上記低位選択回路の出力に重畳
させる加算器を備えたことを特徴とする。
【００１３】
【作用】上記構成によれば、ガス発生機軸の回転数の増
減動作は、出力タービン軸の回転数よりも先行した関係
にあるため、たとえば、出力タービン軸の回転数が上昇
しようとする際には、上記ガス発生機軸の回転数はすで
に高くなつており、これをフィードバックするガス発生
機軸の回転数検出器および比例回路は、回転数制御回路
における従来の微分回路に相当する機能を有する。した
がつて、上記検出信号は、出力タービン軸の回転数が上
昇しようとする際には、これを低下させる方向へ、ま
た、上記回転数が低下しようとする際には、これを上昇
させる方向へ燃料を増減させて、上記出力タービン軸の
回転数のハンチング現象を抑制することができる。ま
た、回転数制御回路においては、上記ハンチング現象を
抑制するための微分回路を採用していないから、回転数
検出器がノイズ信号を検出して、上記回転数検出信号に
重畳されても、上記回転数制御回路の制御動作を円滑に
達成することができる。
減動作は、出力タービン軸の回転数よりも先行した関係
にあるため、たとえば、出力タービン軸の回転数が上昇
しようとする際には、上記ガス発生機軸の回転数はすで
に高くなつており、これをフィードバックするガス発生
機軸の回転数検出器および比例回路は、回転数制御回路
における従来の微分回路に相当する機能を有する。した
がつて、上記検出信号は、出力タービン軸の回転数が上
昇しようとする際には、これを低下させる方向へ、ま
た、上記回転数が低下しようとする際には、これを上昇
させる方向へ燃料を増減させて、上記出力タービン軸の
回転数のハンチング現象を抑制することができる。ま
た、回転数制御回路においては、上記ハンチング現象を
抑制するための微分回路を採用していないから、回転数
検出器がノイズ信号を検出して、上記回転数検出信号に
重畳されても、上記回転数制御回路の制御動作を円滑に
達成することができる。
【００１４】さらに、上記加速度制御回路における比例
回路の出力信号は、低位選択回路の出力に重畳させるも
のであるから、ノイズの影響を受けた信号が低位選択回
路に入力されない。そのため、低位選択回路に正常な動
作を達成させることができる。
回路の出力信号は、低位選択回路の出力に重畳させるも
のであるから、ノイズの影響を受けた信号が低位選択回
路に入力されない。そのため、低位選択回路に正常な動
作を達成させることができる。
【００１５】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面にもとづい
て説明する。図１はこの発明の２軸ガスタービンの加速
度制御方式の一例を示し、同図において、図３で示す従
来例と同一部分には同一の符号を付して、それらの詳し
い説明を省略する。
て説明する。図１はこの発明の２軸ガスタービンの加速
度制御方式の一例を示し、同図において、図３で示す従
来例と同一部分には同一の符号を付して、それらの詳し
い説明を省略する。
【００１６】図１において、図３と相違する点は、ガス
タービンＡのガス発生機軸１の回転数を検出する検出器
１６からの検出信号ｇを、上記ガス発生機軸１の回転数
の現在値ｎ1 として比例回路１７に印加し、その出力さ
れた信号ｈを加算器１３に印加するものである。すなわ
ち、上記回転数検出器１６および比例回路１７は、従来
の微分回路１５に相当するものである。また、上記低位
選択回路Ｆの出力には、加速度制御回路Ｅにおける比例
回路２２の出力信号ｍを重畳させる加算器２４を備えて
いる。
タービンＡのガス発生機軸１の回転数を検出する検出器
１６からの検出信号ｇを、上記ガス発生機軸１の回転数
の現在値ｎ1 として比例回路１７に印加し、その出力さ
れた信号ｈを加算器１３に印加するものである。すなわ
ち、上記回転数検出器１６および比例回路１７は、従来
の微分回路１５に相当するものである。また、上記低位
選択回路Ｆの出力には、加速度制御回路Ｅにおける比例
回路２２の出力信号ｍを重畳させる加算器２４を備えて
いる。
【００１７】つぎに、上記構成の動作を説明する。い
ま、出力タービン軸５の回転数の設定値Ｎが、たとえば
Ｎｘ＝6,000rpmの一定値に保持されている場合、回転数
制御回路Ｂに印加される入力信号ａは、図２（ａ）で示
すように、時点ｔ0 において一定値に保持されて、同図
（ａ1)のように時点ｔ1 まで上記負荷Ｄの変動がない場
合、実際の回転数の現在値ｎ2 との差がなく、上記積分
回路１１，比例回路１４，１７の各出力信号ｂ，ｃ，ｈ
は、図４（ｂ），（ｃ），（ｈ）で示すように変動せ
ず、この回転数制御回路Ｂの出力信号ｅは図２（ｅ）で
示すように変動しない。そのため、燃料バルブ８の開度
や燃焼器７に供給される燃料流量が一定に保持され、上
記出力タービン軸５の回転数の現在値ｎ2 は、図２
（ｆ）で示すように一定値ｎｘ＝6,000rpmに保持され
る。
ま、出力タービン軸５の回転数の設定値Ｎが、たとえば
Ｎｘ＝6,000rpmの一定値に保持されている場合、回転数
制御回路Ｂに印加される入力信号ａは、図２（ａ）で示
すように、時点ｔ0 において一定値に保持されて、同図
（ａ1)のように時点ｔ1 まで上記負荷Ｄの変動がない場
合、実際の回転数の現在値ｎ2 との差がなく、上記積分
回路１１，比例回路１４，１７の各出力信号ｂ，ｃ，ｈ
は、図４（ｂ），（ｃ），（ｈ）で示すように変動せ
ず、この回転数制御回路Ｂの出力信号ｅは図２（ｅ）で
示すように変動しない。そのため、燃料バルブ８の開度
や燃焼器７に供給される燃料流量が一定に保持され、上
記出力タービン軸５の回転数の現在値ｎ2 は、図２
（ｆ）で示すように一定値ｎｘ＝6,000rpmに保持され
る。
【００１８】他方、ガス発生機軸１の回転数ｎ1 を検出
する検出器１６からの検出信号ｇは、加速度制御回路Ｅ
の微分回路１８に印加され、その出力信号ｉが加算器２
０に印加されている。このような運転状態で、時点ｔ1
において、たとえば、同図（ａ1)のように上記負荷Ｄが
増大すると、上記現在値ｎ2 が減少するため、上記設定
値Ｎに対して回転数差が発生する。この回転数差は、図
２（ｆ）で示すように検出信号ｆの変動成分ｆ3 とし
て、上記回転数検出器９で検出される。上記検出信号ｆ
は加算器１０に印加されて、上記入力信号ａと比較さ
れ、上記回転数差に相当する変動成分ｆ3 を積分回路１
１で積分し、回転数制御回路Ｂの出力信号ｅを上昇させ
て、上記燃料バルブ８の開度および燃焼器７に供給され
る燃料流量を増大させ、ガス発生機軸１の回転数を高め
て出力タービン軸５の回転数の現在値ｎ2 を増大させる
動作をおこなう。
する検出器１６からの検出信号ｇは、加速度制御回路Ｅ
の微分回路１８に印加され、その出力信号ｉが加算器２
０に印加されている。このような運転状態で、時点ｔ1
において、たとえば、同図（ａ1)のように上記負荷Ｄが
増大すると、上記現在値ｎ2 が減少するため、上記設定
値Ｎに対して回転数差が発生する。この回転数差は、図
２（ｆ）で示すように検出信号ｆの変動成分ｆ3 とし
て、上記回転数検出器９で検出される。上記検出信号ｆ
は加算器１０に印加されて、上記入力信号ａと比較さ
れ、上記回転数差に相当する変動成分ｆ3 を積分回路１
１で積分し、回転数制御回路Ｂの出力信号ｅを上昇させ
て、上記燃料バルブ８の開度および燃焼器７に供給され
る燃料流量を増大させ、ガス発生機軸１の回転数を高め
て出力タービン軸５の回転数の現在値ｎ2 を増大させる
動作をおこなう。
【００１９】上記積分回路１１および比例回路１４のゲ
インを上げて、各出力信号ｂ，ｃを図２（ｂ），（ｃ）
で示すように高めると、上記出力タービン軸５の回転数
の現在値ｎ2 が設定値Ｎに到達する時点ｔ5 までの時間
Ｔを短縮させることができる。その際、上記時点ｔ5 以
降に出力タービン軸５の回転数ｎ2 が脈動するハンチン
グ現象が発生しない。すなわち、上記ガス発生機軸１の
回転数ｎ1 の増減動作は、出力タービン軸５の回転数よ
りも先行した関係にあり、出力タービン軸５の回転数ｎ
2 が上昇しようとする際には、上記ガス発生機軸１の回
転数ｎ1 はすでに高くなつており、また、上記回転数ｎ
2 が低下しようとする際には、上記回転数ｎ1 はすでに
低くなつている。すなわち、上記回転数ｎ1 をフィード
バックする上記回転数検出器１６および比例回路１７
は、従来の微分回路１５に相当する機能を有する。
インを上げて、各出力信号ｂ，ｃを図２（ｂ），（ｃ）
で示すように高めると、上記出力タービン軸５の回転数
の現在値ｎ2 が設定値Ｎに到達する時点ｔ5 までの時間
Ｔを短縮させることができる。その際、上記時点ｔ5 以
降に出力タービン軸５の回転数ｎ2 が脈動するハンチン
グ現象が発生しない。すなわち、上記ガス発生機軸１の
回転数ｎ1 の増減動作は、出力タービン軸５の回転数よ
りも先行した関係にあり、出力タービン軸５の回転数ｎ
2 が上昇しようとする際には、上記ガス発生機軸１の回
転数ｎ1 はすでに高くなつており、また、上記回転数ｎ
2 が低下しようとする際には、上記回転数ｎ1 はすでに
低くなつている。すなわち、上記回転数ｎ1 をフィード
バックする上記回転数検出器１６および比例回路１７
は、従来の微分回路１５に相当する機能を有する。
【００２０】したがつて、上記出力信号ｈを上記出力信
号ｅに重畳させると、出力タービン軸５の回転数ｎ2 が
上昇しようとする際には、これを低下させる方向へ、ま
た、上記回転数ｎ2 が低下しようとする際には、これを
上昇させる方向へ燃料を増減させて、上記出力タービン
軸５の回転数ｎ2 のハンチング現象を抑制することがで
きる。また、上記ハンチング現象を抑制するための微分
回路を採用していないから、回転数検出器９がノイズ信
号を検出し、このノイズ信号が回転数検出信号ｅに重畳
されても、回転数制御回路Ｂの制御動作を円滑に達成す
ることができる。さらに、上記加速度制御回路Ｅにおけ
る比例回路２２の出力信号ｍが上記低位選択回路Ｆの出
力ｓに重畳させるから、図５で説明したノイズの影響を
受けた信号ｒが低位選択回路Ｆに入力されることはな
い。
号ｅに重畳させると、出力タービン軸５の回転数ｎ2 が
上昇しようとする際には、これを低下させる方向へ、ま
た、上記回転数ｎ2 が低下しようとする際には、これを
上昇させる方向へ燃料を増減させて、上記出力タービン
軸５の回転数ｎ2 のハンチング現象を抑制することがで
きる。また、上記ハンチング現象を抑制するための微分
回路を採用していないから、回転数検出器９がノイズ信
号を検出し、このノイズ信号が回転数検出信号ｅに重畳
されても、回転数制御回路Ｂの制御動作を円滑に達成す
ることができる。さらに、上記加速度制御回路Ｅにおけ
る比例回路２２の出力信号ｍが上記低位選択回路Ｆの出
力ｓに重畳させるから、図５で説明したノイズの影響を
受けた信号ｒが低位選択回路Ｆに入力されることはな
い。
【００２１】したがつて、低位選択回路Ｆは、同図にお
ける出力信号ｅのレベルを選択して加速度制御がなされ
るから、この点からも負荷変動に対する応答性を高める
ことができる。なお、上記加速度制御回路Ｅにおける積
分回路２１の出力信号ｋには、上記ノイズの影響は積分
されて零とすることができるから、ノイズによる悪影響
がない。
ける出力信号ｅのレベルを選択して加速度制御がなされ
るから、この点からも負荷変動に対する応答性を高める
ことができる。なお、上記加速度制御回路Ｅにおける積
分回路２１の出力信号ｋには、上記ノイズの影響は積分
されて零とすることができるから、ノイズによる悪影響
がない。
【００２２】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、簡単
な構成で、ノイズ信号に影響されないで、負荷変動に対
する応答性の高い２軸ガスタービンの加速度制御方式を
提供することができる。
な構成で、ノイズ信号に影響されないで、負荷変動に対
する応答性の高い２軸ガスタービンの加速度制御方式を
提供することができる。
【図１】この発明による２軸ガスタービンの加速度制御
方式の一例を示す概略的な系統図である。
方式の一例を示す概略的な系統図である。
【図２】図１の回転数制御動作を説明するための信号波
形図である。
形図である。
【図３】従来の２軸ガスタービンの加速度制御方式を示
す概略的な系統図である。
す概略的な系統図である。
【図４】図３の回転数制御動作を説明するための信号波
形図である。
形図である。
【図５】図１および図３の低位選択動作を説明するため
の信号波形図である。
の信号波形図である。
１ ガス発生機軸 ５ 出力タービン軸 ８ 燃料バルブ ９ 第２の回転数検出器 １０，１２，１３，２０，２４ 加算器 １１，２１ 積分回路 １４，１７，２２ 比例回路 １６ 第１の回転数検出器 １８ 微分回路 Ａ ２軸ガスタービン Ｂ 回転数制御回路 Ｃ 燃料制御回路 Ｅ 加速度制御回路 Ｆ 低位選択回路 Ｎ 出力タービン軸の回転数設定値 Ｍ ガス発生機軸の加速度設定値 ａ 設定値信号（出力タービン軸の回転数設定） ｂ，ｋ 積分信号 ｃ，ｈ，ｍ 比例信号 ｅ 出力信号 ｇ ガス発生機軸の回転数検出信号 ｉ 微分信号 ｎ1 ガス発生機軸の回転数現在値 ｎ2 出力タービン軸の回転数現在値
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 足利 貢 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 永留 世一 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 妹尾 修安 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (56)参考文献 特開 昭60−104725（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−37119（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−141830（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 ガス発生機軸に固定された圧縮機および
圧縮機駆動用タービンからなるガス発生機と、上記ガス
発生機軸とは別軸の出力タービン軸に固定された出力タ
ービンと、上記ガス発生機軸の回転数を検出する第１の
回転数検出器と、上記出力タービン軸の回転数を検出す
る第２の回転数検出器と、上記各タービンに高圧高温ガ
スを供給する燃焼器と、この燃焼器に供給される燃料流
量を調整する燃料バルブの開度を制御する燃料制御回路
と、上記出力タービン軸の回転数の設定値と現在値に対
応する信号を常時加算器で比較して両回転数の差に応じ
た出力信号を発生する回転数制御回路と、上記ガス発生
機軸の回転加速度設定値と現在値に対応する信号を常時
加算器で比較して両加速度の差に応じた出力信号を発生
する加速度制御回路と、上記回転数制御回路の出力信号
と上記加速度制御回路の出力信号を比例してその低位選
択信号を出力する低位選択回路とを具備し、上記回転数
制御回路は、第２の回転数検出器からの検出信号を受け
て上記回転数差信号を積分する積分回路と、上記第１お
よび第２の回転数検出器からの検出信号をそれぞれ比例
回路を介して上記積分回路の出力信号に重畳させる加算
器とを備え、上記加速度制御回路は、第１の回転数検出
器からの検出信号を微分する微分回路と、この微分回路
からの微分信号を受けて上記加速度差信号を積分する積
分回路と、上記微分信号を受ける比例回路とを備え、こ
の比例回路の出力信号を上記低位選択回路の出力に重畳
させる加算器を備えたことを特徴とする２軸ガスタービ
ンの加速度制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3198659A JPH07111148B2 (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | ２軸ガスタービンの加速度制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3198659A JPH07111148B2 (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | ２軸ガスタービンの加速度制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0518272A JPH0518272A (ja) | 1993-01-26 |
| JPH07111148B2 true JPH07111148B2 (ja) | 1995-11-29 |
Family
ID=16394911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3198659A Expired - Lifetime JPH07111148B2 (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | ２軸ガスタービンの加速度制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07111148B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2267872B1 (en) | 2008-03-24 | 2022-03-30 | Mitsuba Corporation | Motor |
| EP2339725B1 (en) | 2008-10-07 | 2016-07-06 | Mitsuba Corporation | Electric motor and reduction motor |
| JP5031779B2 (ja) * | 2009-01-05 | 2012-09-26 | 株式会社日立製作所 | ガスタービン・エンジンの制御装置 |
| JP2011043136A (ja) * | 2009-08-24 | 2011-03-03 | Honda Motor Co Ltd | ガスタービン・エンジンの始動時燃料制御装置 |
| JP5725817B2 (ja) | 2010-11-30 | 2015-05-27 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガスタービン制御装置および発電システム |
| FR2971815B1 (fr) * | 2011-02-21 | 2015-07-24 | Turbomeca | Dispositif et procede d'injection privilegiee |
| WO2016098220A1 (ja) * | 2014-12-18 | 2016-06-23 | 株式会社日立製作所 | ガスタービン発電システム、ガスタービン発電システムの制御方法、およびガスタービン発電システムの制御装置 |
| US10801361B2 (en) | 2016-09-09 | 2020-10-13 | General Electric Company | System and method for HPT disk over speed prevention |
-
1991
- 1991-07-12 JP JP3198659A patent/JPH07111148B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0518272A (ja) | 1993-01-26 |
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