RU2540204C2 - Электроприводной насос - Google Patents
Электроприводной насос Download PDFInfo
- Publication number
- RU2540204C2 RU2540204C2 RU2013123619/06A RU2013123619A RU2540204C2 RU 2540204 C2 RU2540204 C2 RU 2540204C2 RU 2013123619/06 A RU2013123619/06 A RU 2013123619/06A RU 2013123619 A RU2013123619 A RU 2013123619A RU 2540204 C2 RU2540204 C2 RU 2540204C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- working medium
- electric motor
- pump
- flow rate
- current
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Электроприводной насос для газотурбинного двигателя (ГТД) содержит насос подачи рабочей среды и электропривод, включающий в себя электродвигатель и блок управления частотой его вращения, связанный с электродвигателем, датчиками и системой управления высшего уровня. Электроприводной насос также содержит модуль, служащий для неизмеряемого расчетного определения расхода рабочей среды. Модуль выполнен в виде цифрового устройства, имеющего входы для поступления сигналов из блока управления о частоте вращения электродвигателя nэд и тока в его силовых обмотках Iэд, содержащего память со значениями предварительно полученной экспериментальной зависимости расхода рабочей среды от косвенных параметров в виде частоты вращения электродвигателя и тока в его силовых обмотках и алгоритм вычисления расчетного значения объемного расхода Qн по экспериментальным значениям и измеряемым значениям сигналов с датчиков частоты вращения электродвигателя и тока в его силовых обмотках, основанный на зависимости Qн=f(nэд,Iэд). Технический результат заключается в повышении надежности и качества контроля или управления газотурбинным двигателем за счет безинерционного определения величины расхода рабочей среды на выходе насоса, в том числе в алгоритмах управления ГТД на переходных режимах его работы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к двигателестроению, более точно касается электроприводных насосов систем подачи рабочей среды.
Известны системы управления и топливопитания газотурбинным двигателем (ГТД), содержащие шестеренный насос высокого давления с электроприводом и электронный регулятор ГТД, величина расхода топлива в камеру сгорания определяется по измеренной величине частоты вращения электродвигателя насоса (патенты US 7197879 B2, US 7540141 B2). Однако такой подход не позволяет точно определить величину расхода из-за наличия утечек по зазорам насоса, зависящих от перепада давлений на нем, температуры рабочей среды и др. Величина расхода топлива нужна, т.к. часто используется в алгоритмах управления двигателем.
Известны технические решения [WO 2009/052794 A3, US 6655152 B2, патент РФ №2308606, опубл. 2006 г.], согласно которым в топливной системе с электроприводным насосом и электронным регулятором устанавливается датчик расхода, располагаемый за насосом. Электрический сигнал с датчика поступает в электронный регулятор ГТД, где он преобразуется в величину расхода рабочей среды и используется в алгоритмах управления. Недостатком таких систем является наличие датчика расхода, который инерционен, усложняет систему управления и снижает ее надежность из-за возможных погрешностей и отказов.
Технический результат заключается в повышении надежности и качества контроля или управления газотурбинным двигателем за счет безинерционного определения величины расхода рабочей среды на выходе насоса, в том числе в алгоритмах управления ГТД на переходных режимах его работы.
Указанный технический результат достигается тем, что электроприводной насос для газотурбинного двигателя (ГТД), содержащий насос подачи рабочей среды и электропривод, включающий в себя электродвигатель и блок управления частотой его вращения, связанный с электродвигателем, датчиками и системой управления высшего уровня, содержит модуль, служащий для неизмеряемого расчетного определения расхода рабочей среды, выполненный в виде цифрового электронного устройства, имеющего входы для поступления сигналов из блока управления о частоте вращения электродвигателя nЭД и тока в его силовых обмотках 1эд, содержащего память со значениями предварительно полученной экспериментальной зависимости расхода рабочей среды от косвенных параметров в виде частоты вращения электродвигателя и тока в его силовых обмотках и алгоритм вычисления расчетного значения объемного расхода Qн по экспериментальным значениям и измеряемым значениям сигналов с датчиков частоты вращения электродвигателя и тока в его силовых обмотках, основанный на зависимости QН=f(nэд,Iэд).
Электроприводной насос для газотурбинного двигателя (ГТД) может содержать на выходе насоса датчик температуры рабочей среды, соединенный с модулем, а модуль выполнен с возможностью расчета величины массового расхода Gн как произведение плотности рабочей среды при данной температуре на объемный расход.
В дальнейшем изобретение поясняется описанием и рисунком, где показана принципиальная схема электроприводного насоса согласно изобретению.
Электроприводной насос содержит насос 3 и регулируемый электропривод, включающий электродвигатель 2 и блок 1 управления, который содержит контур управления током Iэд в силовых обмотках электродвигателя и контур управления частотой вращения nэд электродвигателя (условно показаны связью 18). Соответствующие датчики указанных параметров всегда встроены в электропривод (на рисунке не показаны), информация с них поступает в блок управления 1 по связи 18 и может использоваться в блоке 6.
Вход 8 насоса 3 служит для поступления рабочей среды с давлением Pвх, а выход 9 - для отвода рабочей среды с давлением Pвых из насоса.
Согласно изобретению электроприводной насос также содержит модуль 6, служащий для неизмеряемого расчетного определения расхода рабочей среды, предназначенного, например, для использования в алгоритмах контроля или управления ГТД. Модуль 6 выполнен в виде цифрового электронного устройства, содержащего память со значениями предварительно полученной экспериментальной зависимости расхода рабочей среды от косвенных параметров в виде частоты вращения электродвигателя и тока в его силовых обмотках и алгоритм вычисления расчетного значения объемного расхода Qн по экспериментальным значениям и измеряемых сигналов датчиков частоты вращения электродвигателя nэд, и тока в его силовых обмотках IЭД, основанный на зависимости Qн=f(nэд,Iэд).
На входы 10 и 11 модуля 6 из блока 1 поступают сигналы о частоте вращения электродвигателя nэд и токе в его силовых обмотках Iэд.
Модуль 6 может быть связан с блоком 1 управления (показан на рисунке) или встроен в него.
Требуемый режим работы электропривода по частоте его вращения может быть задан в виде сигнала Uупр из систем управления 4 высшего уровня на вход 16 блока 1.
На выходе 12 модуля 6 формируется сигнал о величине объемного расхода, который поступает в блок 5 регистрации параметров. Полученная информация о величине расхода может передаваться из блока 5 в систему управления высшего уровня 4 (на рисунке связь показана пунктиром), например, для использования в алгоритмах управления ГТД или в алгоритмах его контроля и диагностики, а также другим потребителям (эти связи на рисунке не показаны).
Вход 15 модуля 6 служит для ввода в память экспериментальных характеристик насоса 3.
Эти характеристики обычно задают в виде экспериментальных зависимостей объемного расхода от частоты вращения насоса и величины перепада давлений на насосе, который учитывает влияние утечек рабочей среды в насосе с выхода на вход по зазорам. Одновременно могут быть введены зависимости плотности рабочей среды от ее температуры.
Как известно, величина крутящего момента на валу электродвигателя пропорциональна току в его силовых обмотках, а момента на валу насоса - величине перепада давления на нем.
Следовательно, для электроприводного насоса величина тока в силовых обмотках электродвигателя пропорциональна перепаду давлений на насосе, и эта особенность характеристик используется в данном изобретении для расчета величины расхода за насосом без использования датчика расхода.
В процессе работы насоса на вход модуля 6 расчета расходов из блока 1 поступают сигналы о текущих значениях частоты вращения электродвигателя и тока в его силовых обмотках. С использованием методов двойной интерполяции по зависимостям Qн=f(nэд,Iэд) определяется величина объемного расхода, которая передается в блок 5 информационно-измерительной системы.
На выходе насоса может быть установлен датчик 7 температуры рабочей среды. Сигнал с него поступает на собственный вход 14 модуля 6, на выходе 13 которого формируется сигнал о величине массового расхода GН как произведение плотности рабочей среды при данной температуре на объемный расход.
Следует заметить, что в данном случае имеет место практически безинерционное определение объемного расхода рабочей среды, так как постоянные времени измерения частоты вращения электродвигателя и тока пренебрежимо малы.
Таким образом, заявленный электроприводной насос позволяет определить величину расхода рабочей среды без использования дополнительного датчика расхода. Использование этой информации позволяет повысить надежность контроля и управления работой двигателей.
Изобретение может быть использовано в системах подачи топлива в камеры сгорания авиационных газотурбинных двигателей или двигателей в стационарных газотурбинных установках, в системах смазки подшипников двигателей, в системах подачи агрессивных сред, а также в других системах, которые используют электроприводные насосы.
Claims (2)
1. Электроприводной насос для газотурбинного двигателя (ГТД), содержащий насос подачи рабочей среды и электропривод, включающий в себя электродвигатель и блок управления частотой его вращения, связанный с электродвигателем, датчиками и системой управления высшего уровня, отличающийся тем, что содержит модуль, служащий для неизмеряемого расчетного определения расхода рабочей среды, выполненный в виде цифрового устройства, имеющего входы для поступления сигналов из блока управления о частоте вращения электродвигателя nэд и тока в его силовых обмотках Iэд, содержащего память со значениями предварительно полученной экспериментальной зависимости расхода рабочей среды от косвенных параметров в виде частоты вращения электродвигателя и тока в его силовых обмотках и алгоритм вычисления расчетного значения объемного расхода Qн по экспериментальным значениям и измеряемым значениям сигналов с датчиков частоты вращения электродвигателя и тока в его силовых обмотках, основанный на зависимости Qн=f(nэд,Iэд).
2. Электроприводной насос для газотурбинного двигателя (ГТД) по п.1, отличающийся тем, что содержит на выходе насоса датчик температуры рабочей среды, соединенный с модулем, а модуль выполнен с возможностью расчета величины массового расхода Gн как произведение плотности рабочей среды при данной температуре на объемный расход.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013123619/06A RU2540204C2 (ru) | 2013-05-23 | 2013-05-23 | Электроприводной насос |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013123619/06A RU2540204C2 (ru) | 2013-05-23 | 2013-05-23 | Электроприводной насос |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013123619A RU2013123619A (ru) | 2014-11-27 |
RU2540204C2 true RU2540204C2 (ru) | 2015-02-10 |
Family
ID=53287215
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013123619/06A RU2540204C2 (ru) | 2013-05-23 | 2013-05-23 | Электроприводной насос |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2540204C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2588315C1 (ru) * | 2015-02-10 | 2016-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Насос-дозатор |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2194181C1 (ru) * | 2001-06-25 | 2002-12-10 | ОАО "Омское машиностроительное конструкторское бюро" | Система топливоподачи и регулирования газотурбинного двигателя |
US6655152B2 (en) * | 2000-09-27 | 2003-12-02 | Lucas Industries Limited | Fuel control system for multiple burners |
US7197879B2 (en) * | 2004-04-29 | 2007-04-03 | Honeywell International, Inc. | Multiple electric fuel metering systems for gas turbine applications |
RU2308606C1 (ru) * | 2006-03-17 | 2007-10-20 | ОАО "Омское машиностроительное конструкторское бюро" | Система топливоподачи и регулирования газотурбинного двигателя |
WO2009052794A2 (de) * | 2007-10-27 | 2009-04-30 | Mtu Aero Engines Gmbh | Kraftstoffzumesseinheit für ein flugzeugtriebwerk |
RU87466U1 (ru) * | 2009-04-22 | 2009-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") | Система регулирования подачи топлива в газотурбинный двигатель |
RU2464437C1 (ru) * | 2011-02-22 | 2012-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Способ управления турбореактивным двухконтурным двигателем с форсажной камерой |
-
2013
- 2013-05-23 RU RU2013123619/06A patent/RU2540204C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6655152B2 (en) * | 2000-09-27 | 2003-12-02 | Lucas Industries Limited | Fuel control system for multiple burners |
RU2194181C1 (ru) * | 2001-06-25 | 2002-12-10 | ОАО "Омское машиностроительное конструкторское бюро" | Система топливоподачи и регулирования газотурбинного двигателя |
US7197879B2 (en) * | 2004-04-29 | 2007-04-03 | Honeywell International, Inc. | Multiple electric fuel metering systems for gas turbine applications |
RU2308606C1 (ru) * | 2006-03-17 | 2007-10-20 | ОАО "Омское машиностроительное конструкторское бюро" | Система топливоподачи и регулирования газотурбинного двигателя |
WO2009052794A2 (de) * | 2007-10-27 | 2009-04-30 | Mtu Aero Engines Gmbh | Kraftstoffzumesseinheit für ein flugzeugtriebwerk |
RU87466U1 (ru) * | 2009-04-22 | 2009-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") | Система регулирования подачи топлива в газотурбинный двигатель |
RU2464437C1 (ru) * | 2011-02-22 | 2012-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Способ управления турбореактивным двухконтурным двигателем с форсажной камерой |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2588315C1 (ru) * | 2015-02-10 | 2016-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Насос-дозатор |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013123619A (ru) | 2014-11-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1094349A (en) | Apparatus and method for the indirect measurement and control of the flow rate of a liquid in a piping system | |
US10221801B2 (en) | Pressure control by phase current and initial adjustment at car line | |
JP5746155B2 (ja) | 設備に組み込まれた電動モータ駆動式の遠心ポンプ装置の特性値、特にパラメータを決定する方法 | |
CN104968909A (zh) | 用于监控scr系统的尿素品质的方法 | |
EP1721131B1 (en) | Method and arrangement for measuring indirectly with power, rotation speed and pump head the flow in a pump | |
US6564627B1 (en) | Determining centrifugal pump suction conditions using non-traditional method | |
US20100115959A1 (en) | Fuel metering pump calibration method | |
US20110050144A1 (en) | Device, Computer Program Product and Computer-Implemented Method for Backspin Detection in an Electrical Submersible Pump Assembly | |
US9422940B2 (en) | Sensorless control method for a multipump system | |
CN110192036A (zh) | 用于检测泵设备的异常运行状态的方法 | |
US10900489B2 (en) | Automatic pumping system commissioning | |
CN108350791A (zh) | 机动车辆系统中使用的流体中化学剂的质量监测方法 | |
WO2018217506A1 (en) | Methods and systems for downhole sensing and communications in gas lift wells | |
RU2540204C2 (ru) | Электроприводной насос | |
RU2370673C1 (ru) | Система управления погружным электроцентробежным насосом | |
CN110296099B (zh) | 泵机组以及用于监视泵机组中的密封结构中的液体部的方法 | |
KR102256762B1 (ko) | 차량 펌프의 전기 모터를 제어하는 방법 | |
RU2018104542A (ru) | Устройство и способ определения подачи двухвинтовых объемных насосов | |
JP2017125473A (ja) | 燃料供給装置 | |
RU2493437C1 (ru) | Система управления турбоагрегатом | |
RU2498115C1 (ru) | Система оптимального управления турбоагрегатом | |
RU2724429C2 (ru) | Определение фазового состава потока текучей среды | |
RU2477419C1 (ru) | Устройство управления транспортированием нефтегазоводяной смеси в продуктопроводе | |
RU2725919C1 (ru) | Способ контроля технического состояния насоса топливорегулирующей системы газотурбинного двигателя | |
RU92102U1 (ru) | Система топливопитания и регулирования газотурбинного двигателя |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200524 |