RU2530955C1 - Method of coordinate positioning control of gas turbine - Google Patents

Method of coordinate positioning control of gas turbine Download PDF

Info

Publication number
RU2530955C1
RU2530955C1 RU2013138281/06A RU2013138281A RU2530955C1 RU 2530955 C1 RU2530955 C1 RU 2530955C1 RU 2013138281/06 A RU2013138281/06 A RU 2013138281/06A RU 2013138281 A RU2013138281 A RU 2013138281A RU 2530955 C1 RU2530955 C1 RU 2530955C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
turbine
gas
coordinate positioning
feedback sensor
positioning
Prior art date
Application number
RU2013138281/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Александрович Хитрово
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
Priority to RU2013138281/06A priority Critical patent/RU2530955C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2530955C1 publication Critical patent/RU2530955C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to coordinate positioning control of gas turbine. Gas is supplied to the turbine vanes before achieving the point of coordinate positioning meanwhile by the signal of the feedback sensor at the approach to the point of coordinate positioning the control system switches a continuous mode of gas supply to the turbine vanes to the mode of impulse gas supply with ensuring of braking of the turbine shaft during intervals between driving impulses, and at achieving of the point of coordinate positioning by the signal of the feedback sensor the turbine shaft is stopped completely.
EFFECT: ensuring of positional control of gas turbine with necessary dynamic and precision of positioning.
4 dwg

Description

Заявляемое изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для позиционного управления газовой турбиной.The claimed invention relates to the field of automation and can be used for positional control of a gas turbine.

Известно применение воздушных турбин для привода рабочего инструмента без позиционирования (см., например, А.С. Наталевич. Воздушные микротурбины. М., Машиностроение. 1979, 192 с.).It is known the use of air turbines to drive a working tool without positioning (see, for example, AS Natalevich. Air microturbines. M., Engineering. 1979, 192 S.).

Известно также исследование по управлению воздушной микротурбиной типа ПДТ-100 в следящем приводе, в котором газ подают на лопатки турбины до достижения точки позиционирования (см. А.Г. Микеров. Исследование динамических характеристик реверсивного турбинного пневмодвигателя малой мощности как элемента замкнутой системы автоматического управления. Отдел фондов НИИТЭИР, 1975 г. С.3, 15, 21, 22. УДК 681.516.2+681.523.5) (прототип).A study is also known of controlling the PDT-100 type air microturbine in a servo drive in which gas is supplied to the turbine blades until the positioning point is reached (see A. Mikerov. Investigation of the dynamic characteristics of a low-power reversible turbine air motor as an element of a closed automatic control system. Department of funds of NIITEIR, 1975, S.3, 15, 21, 22. UDC 681.516.2 + 681.523.5) (prototype).

Недостатком указанного метода управления газовой турбиной в работе А.Г. Микерова является большое время выбега (большая постоянная времени) такого двигателя по сравнению с двигателями иного типа ввиду большой инерционности турбопривода, что существенно снижает возможности применимости турбины для позиционного привода, а также уменьшение приводного момента турбины при подходе у точки позиционирования.The disadvantage of this method of controlling a gas turbine in the work of A.G. Mikerova is a long run-up time (large time constant) of such an engine compared to engines of a different type due to the large inertia of the turbo drive, which significantly reduces the applicability of the turbine for a positional drive, as well as a decrease in the drive torque of the turbine when approaching the positioning point.

Задачей и техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение позиционного управления газовой турбиной с получением необходимой динамики и точности позиционирования.The objective and technical result of the present invention is the provision of positional control of a gas turbine to obtain the necessary dynamics and accuracy of positioning.

Технический результат достигается тем, что газ подают на лопатки турбины до достижения точки позиционирования, при этом по сигналу датчика обратной связи при подходе к точке позиционирования система управления переводит непрерывный (маршевый) режим подачи газа на лопатки турбины в режим импульсной подачи газа с одновременным обеспечением торможения вала турбины в промежутках между приводными импульсами, а при достижении точки позиционирования по сигналу датчика обратной связи вал турбины полностью затормаживается.The technical result is achieved by the fact that gas is supplied to the turbine blades until the positioning point is reached, and upon the feedback sensor signal approaching the positioning point, the control system switches the continuous (marching) mode of gas supply to the turbine blades to the pulse gas supply mode while providing braking the turbine shaft in the intervals between the drive pulses, and when the positioning point is reached by the feedback sensor signal, the turbine shaft is completely braked.

Суть предложения состоит в том, что введение торможения на участке импульсного движения турбины в промежутках между приводными импульсами при подходе к точке позиционирования вызывает дополнительную диссипацию энергии инерции вращения турбины, тем самым ограничивая неуправляемый выбег турбины, причем устанавливая начало перехода на импульсную подачу газа, длительность импульсной подачи газа, длительность и усилие торможения в промежутках между импульсной подачей газа добиваются необходимой динамики и точности позиционирования турбины; при этом приводной момент в импульсном движении может достигать величины приводного момента при маршевом движении.The essence of the proposal is that the introduction of braking in the area of the turbine impulse motion between the driving pulses when approaching the positioning point causes additional dissipation of the inertia energy of the rotation of the turbine, thereby limiting the uncontrolled turbine run-off, and setting the start of the transition to a pulsed gas supply, the pulse duration gas supply, the duration and braking force between the pulsed gas supply achieve the necessary dynamics and accuracy of positioning beans; in this case, the driving moment in pulsed motion can reach the magnitude of the driving moment during marching motion.

Реализация предлагаемого способа пояснена фиг.1-4.The implementation of the proposed method is illustrated in figures 1-4.

На фиг.1 представлен фронтальный вид механической схемы газовой турбины, на фиг.2 представлен вид сбоку механической схемы газовой турбины, на фиг.3 представлена функциональная схема системы позиционного управления газовой турбиной, на фиг.4 представлены графики действия турбины во времени.Figure 1 shows a front view of the mechanical diagram of a gas turbine, figure 2 shows a side view of the mechanical diagram of a gas turbine, figure 3 shows a functional diagram of a positional control system of a gas turbine, figure 4 presents graphs of the action of the turbine in time.

Таким образом, схема устройства, реализующая предлагаемый способ, содержит газовую турбину 1, лопатки турбины 2, реверсивную подачу рабочего газа на лопатки турбины 3, тормозную муфту 4, подачу газа на тормозную муфту 5, выходной вал турбины 6, систему управления турбиной 7, выходной редуктор турбины 8, исполнительный механизм 9, датчик обратной связи 10.Thus, the circuit of the device that implements the proposed method contains a gas turbine 1, turbine blades 2, reverse supply of working gas to the turbine blades 3, brake clutch 4, gas supply to the brake clutch 5, turbine output shaft 6, turbine control system 7, output turbine gearbox 8, actuator 9, feedback sensor 10.

На фиг.4 по оси абсцисс отложено время t, а по осям ординат - безразмерные параметры: а) - усилие воздействия на лопатки турбины F T *

Figure 00000001
, б) - усилие воздействия на муфту трения F M *
Figure 00000002
, в) - угловая скорость на валу турбины ω В *
Figure 00000003
.In Fig. 4, time t is plotted along the abscissa, and dimensionless parameters are plotted along the ordinates: a) the force exerted on the turbine blades F T *
Figure 00000001
, b) - force of impact on the friction clutch F M *
Figure 00000002
, c) is the angular velocity on the turbine shaft ω AT *
Figure 00000003
.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом. В режиме маршевой скорости текучая среда непрерывно подается на лопатки 2 турбины 1 по одному из реверсивных каналов 3 (фиг.1) и турбина 1 приводит через понижающий редуктор 8 в действие исполнительный механизм 9 (фиг.2). При подходе к точке позиционирования движения исполнительного механизма 9 с некоторым устанавливаемым упреждением от датчика обратной связи 10 системой управления 7 подается сигнал перехода на импульсное (шаговое) движение, при котором осуществляется переход в режим импульсной подачи текучей среды на лопатки 2 с одновременным обеспечением торможения вала турбины тормозной муфтой 4 в промежутках между приводными импульсами, а при достижении точки позиционирования по сигналу датчика обратной связи 10 турбина 1 полностью затормаживается тормозной муфтой 4. На фиг.4 показано, что от момента «0» до t1 подается газ по одному из реверсивных каналов с усилием F T *

Figure 00000004
и турбина находится в движении с угловой скоростью ω В *
Figure 00000005
. По сигналу от датчика обратной связи (момент t1) дается команда перехода на импульсное движение, и на период от t1 до t2 подача газа на лопатки прекращается и включается торможение турбины муфтой трения с усилием F M *
Figure 00000006
, и угловая скорость ω В *
Figure 00000007
снижается. На период от t2 до t1 возобновляется подача газа на лопатки, торможение муфтой трения прекращается и угловая скорость повышается. На период от t3 до t4 процесс происходит аналогично периоду от t1 до t2, а на период от до t5 процесс происходит аналогично периоду от t2 до t3. В момент t5 от датчика обратной связи поступает сигнал о достижении точки позиционирования и муфта трения полностью затормаживает турбину. Выбором частоты импульсной подачи и усилием промежуточного торможения может быть установлена точность позиционирования. При этом в импульсном движении сохраняется усилие воздействия на лопатки турбины.A device that implements the proposed method works as follows. In the cruising speed mode, the fluid is continuously supplied to the blades 2 of the turbine 1 through one of the reversing channels 3 (Fig. 1) and the turbine 1 drives the actuator 9 through the reduction gear 8 (Fig. 2). When approaching the positioning point of the movement of the actuator 9 with a certain pre-emptive lead from the feedback sensor 10, the control system 7 gives a signal of transition to a pulsed (step) movement, in which a transition to the pulsed supply of fluid to the blades 2 is performed while braking the turbine shaft the brake clutch 4 in the intervals between the drive pulses, and when the positioning point is reached by the signal of the feedback sensor 10, the turbine 1 is completely braked rmoznoy clutch 4. Figure 4 shows that the time from "0" to t 1, the gas is supplied by one of the reverse channels to force F T *
Figure 00000004
and the turbine is in motion with angular velocity ω AT *
Figure 00000005
. The signal from the feedback sensor (moment t 1 ) gives a command to switch to impulse motion, and for a period from t 1 to t 2 the gas supply to the blades stops and the turbine brakes with friction clutch F M *
Figure 00000006
, and angular velocity ω AT *
Figure 00000007
declining. For a period from t 2 to t 1 , gas supply to the blades resumes, braking by the friction clutch stops and the angular velocity increases. For a period from t 3 to t 4, the process occurs similarly to a period from t 1 to t 2 , and for a period from to t 5 the process occurs similarly to a period from t 2 to t 3 . At time t 5, a feedback signal is received from the feedback sensor that a positioning point has been reached and the friction clutch completely brakes the turbine. By selecting the frequency of the pulse feed and the intermediate braking force, positioning accuracy can be established. At the same time, in a pulsed motion, the force of action on the turbine blades is preserved.

Предлагаемый способ имеет то преимущество по сравнению с известным, что при подходе к точке позиционирования происходит переход на импульсную подачу рабочего газа на лопатки турбины с осуществлением торможения турбины с помощью тормозной муфты в промежутках между подачей рабочего газа, что позволяет сократить время выбега турбины за счет принудительной диссипации инерции турбины в промежутках импульсного движения с сохранением величины приводного момента при подходе к точке позиционирования, а устанавливая начало перехода на импульсную подачу газа, длительность импульсной подачи газа, длительность и усилие тормозного момента тормозной муфты добиваются необходимой динамики и точности позиционирования турбины; при этом приводной момент в импульсном движении может достигать величины приводного момента при маршевом движении.The proposed method has the advantage compared to the known that, when approaching the positioning point, there is a transition to a pulsed supply of working gas to the turbine blades with the braking of the turbine using a brake clutch in the intervals between the supply of working gas, which reduces the turbine run-off time due to forced dissipation of the inertia of the turbine in the intervals of pulsed motion while maintaining the magnitude of the drive moment when approaching the positioning point, and setting the beginning of the transition to the impulse waistband feed gas, the duration of the impulse supply of gas, the duration and the brake force of the braking torque coupling achieve the necessary momentum and positioning accuracy of the turbine; in this case, the driving moment in pulsed motion can reach the magnitude of the driving moment during marching motion.

Claims (1)

Способ позиционного управления газовой турбиной, при котором газ подают на лопатки турбины до достижения точки позиционирования, отличающийся тем, что по сигналу датчика обратной связи при подходе к точке позиционирования система управления переводит непрерывный режим подачи газа на лопатки турбины в режим импульсной подачи газа с одновременным обеспечением торможения вала турбины в промежутках между приводными импульсами, а при достижении точки позиционирования по сигналу датчика обратной связи вал турбины полностью затормаживается. The method of positional control of a gas turbine, in which gas is supplied to the turbine blades until the positioning point is reached, characterized in that, upon feedback from the feedback sensor when approaching the positioning point, the control system switches the continuous mode of supplying gas to the turbine blades to the pulse gas supply mode while providing braking of the turbine shaft in the intervals between the drive pulses, and when the positioning point is reached by the feedback sensor signal, the turbine shaft completely brakes Xia.
RU2013138281/06A 2013-08-16 2013-08-16 Method of coordinate positioning control of gas turbine RU2530955C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013138281/06A RU2530955C1 (en) 2013-08-16 2013-08-16 Method of coordinate positioning control of gas turbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013138281/06A RU2530955C1 (en) 2013-08-16 2013-08-16 Method of coordinate positioning control of gas turbine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2530955C1 true RU2530955C1 (en) 2014-10-20

Family

ID=53381836

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013138281/06A RU2530955C1 (en) 2013-08-16 2013-08-16 Method of coordinate positioning control of gas turbine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2530955C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2228977A (en) * 1985-08-02 1990-09-12 Lucas Ind Plc Running control for a gas turbine engine
RU2168044C2 (en) * 1994-08-08 2001-05-27 Компрессор Контролз Корпорейшн Method of and device for preventing deviation of gas turbine parameters (versions)
EP1533573A1 (en) * 2003-11-20 2005-05-25 General Electric Company Method for controlling fuel splits to a gas turbine combustor
RU2374472C1 (en) * 2008-03-04 2009-11-27 Дмитрий Александрович Бахтурин Method and device to start gas turbine plant
RU2011138022A (en) * 2009-02-16 2013-03-27 Снекма METHOD AND SYSTEM FOR MANAGING A GAS TURBINE AND A GAS TURBINE CONTAINING SUCH A SYSTEM
RU2011148429A (en) * 2009-04-29 2013-06-10 Снекма METHOD AND DEVICE FOR SUBMITTING A REGULATED FUEL FLOW TO A TURBOCHARGE COMBUSTION CHAMBER

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2228977A (en) * 1985-08-02 1990-09-12 Lucas Ind Plc Running control for a gas turbine engine
RU2168044C2 (en) * 1994-08-08 2001-05-27 Компрессор Контролз Корпорейшн Method of and device for preventing deviation of gas turbine parameters (versions)
EP1533573A1 (en) * 2003-11-20 2005-05-25 General Electric Company Method for controlling fuel splits to a gas turbine combustor
RU2374472C1 (en) * 2008-03-04 2009-11-27 Дмитрий Александрович Бахтурин Method and device to start gas turbine plant
RU2011138022A (en) * 2009-02-16 2013-03-27 Снекма METHOD AND SYSTEM FOR MANAGING A GAS TURBINE AND A GAS TURBINE CONTAINING SUCH A SYSTEM
RU2011148429A (en) * 2009-04-29 2013-06-10 Снекма METHOD AND DEVICE FOR SUBMITTING A REGULATED FUEL FLOW TO A TURBOCHARGE COMBUSTION CHAMBER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
MX2018012120A (en) Electric vehicle control method and electric vehicle control device.
EP2719503A3 (en) Impact rotation tool
EP2113449A3 (en) Actuator control device, actuator control method, actuator, robot apparatus, and computer program
RU2012132180A (en) ELECTRIFIED TOOL
EP2705973A3 (en) Straddle-type electric vehicle, power unit, and method for controlling power unit
EP2777882A3 (en) Angle impact tool
EP3217530A3 (en) Motor drive controlling apparatus, motor drive controlling method, and tube pump
EP2362536A3 (en) Motor control method and motor control system
MX2020006242A (en) Method and device for controlling hybrid vehicle.
EP3118076A3 (en) Electromechanical braking systems and methods with power demand control
RU2012103621A (en) INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH A TURBOCHARGER, DRIVE SYSTEM AND METHOD OF WORKING THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH A TURBOCHARGER (OPTIONS)
SE0101333L (en) Method and tool including determination of transmitted torque as a function of deceleration and moment of inertia
RU2530955C1 (en) Method of coordinate positioning control of gas turbine
NZ744127A (en) A method of operating an agricultural system having a tractor and an implement, and an agricultural system
EP2610606A3 (en) Speed control apparatus and program for speed control apparatus; and automatic vehicle driving apparatus, engine dynamo control apparatus, and control programs used for respective apparatuses
JP4929026B2 (en) Pressure control device and pressure control method for injection molding machine
WO2018017380A3 (en) Systems and methods for operating a linear motor to prevent impacts with hard stops
JP2018103322A5 (en)
WO2015177362A3 (en) Apparatus for managing fluid flow in a vehicle
CN104022682B (en) Bending vibration composite mode foot formula piezoelectric actuator across yardstick driving method
CN109311143A (en) Electric pulse tool
JP2014113042A5 (en)
RU2011154361A (en) METHOD FOR CONTROL OF THE MAIN DRIVE OF THE WORKING CART OF THE ROLLING MILL
RU67797U1 (en) DEVICE FOR FORMING PERFORMANCE OPTIMUM OPTIMAL DIAGRAMS OF MOVEMENT OF THE EXECUTIVE AUTHORITY OF THE MECHANISM ELASTICALLY CONNECTED WITH ELECTRIC MOTOR WITH RESTRICTION OF THE FOURTH DERIVED SPEED
RU2562400C1 (en) Self-tuning electric drive of manipulator

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180817