RU2630285C1 - Способ управления стартер-генератором, интегрированным в газотурбинный двигатель, при коротком замыкании - Google Patents
Способ управления стартер-генератором, интегрированным в газотурбинный двигатель, при коротком замыкании Download PDFInfo
- Publication number
- RU2630285C1 RU2630285C1 RU2016123552A RU2016123552A RU2630285C1 RU 2630285 C1 RU2630285 C1 RU 2630285C1 RU 2016123552 A RU2016123552 A RU 2016123552A RU 2016123552 A RU2016123552 A RU 2016123552A RU 2630285 C1 RU2630285 C1 RU 2630285C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- generator
- starter
- short circuit
- gas turbine
- turbine engine
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/26—Starting; Ignition
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области энергомашиностроения и может быть использовано в авиационных стартер-генераторах, интегрированных в авиационный газотурбинный двигатель. Технический результат: стабильная работа системы защиты от короткого замыкания в стартер-генераторе при высокой температуре окружающей среды, а также полное устранение короткого замыкания и повышение безопасности летательного аппарата. Посредством датчиков тока и напряжения в системе управления обнаруживают короткое замыкание и посылают управляющий сигнал на систему управления газотурбинного двигателя, после чего увеличивают частоту вращения газотурбинного двигателя, тем самым создают тепловой поток высокой интенсивности и нагревают ротор стартер-генератора до температуры не ниже температуры Кюри постоянных магнитов. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области энергомашиностроения и может быть использовано в авиационных стартер-генераторах, интегрированных в авиационный газотурбинный двигатель.
Известно устройство защиты от короткого замыкания для генератора переменного тока [патент РФ №2399137 С1, кл. H02H 7/06, 26.12.2008 г.], состоящее из пускового переключателя, устанавливаемого на обмотке возбуждения и работающего на включение/выключение проводимости тока генератора. Данное устройство защиты позволяет току возбуждения течь через датчик так, что, когда ток возбуждения ненормально велик и падение напряжения на датчике увеличивается, потенциал на входном конце цепи усиления, электрически соединенного с датчиком, соответственно растет, а выходной конец цепи усиления, электрически соединенный с отсекающим устройством, приводит в действие отсекающее устройство для выключения пускового переключателя, и цепь усиления далее удерживает отсекающее устройство во включенном состоянии для удержания пускового переключателя в выключенном состоянии, пока не будет устранено состояние короткого замыкания и не будет сброшена система защитной цепи.
Основным недостатком такого устройства является ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что применение данного устройства невозможно в магнитоэлектрических генераторах, также при каждом последующем включении генератора режим короткого замыкания сохраняется.
Известно устройство для защиты генератора переменного тока от короткого замыкания в системе электроснабжения с резервированием [патент SU №1017146, кл. Н02Н 7/06, 27.08.2004 г.], содержащее контактор для подключения генераторов к шинам, блок трансформаторов тока в цепи статорной обмотки генератора, блок трансформаторов тока в цепи нагрузки, полупроводниковые диоды по числу фаз генератора и исполнительный элемент, вход которого подключен к выходу однополупериодного выпрямителя, образованного диодами и встречновключенными вторичными обмотками блоков трансформаторов тока, вторичные обмотки блоков трансформаторов тока, шунтированные диодами, при этом по отношению к диодам выпрямителя диоды, шунтирующие обмотки блока трансформаторов тока в цепи статорной обмотки генератора, включены согласно, а диоды, шунтирующие обмотки блока трансформаторов тока в цепи нагрузки, - встречно.
Основным недостатком такого устройства являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что применение данного устройства невозможно в магнитоэлектрических генераторах, также при каждом последующем включении генератора режим короткого замыкания сохраняется.
Известно устройство для защиты магнитоэлектрического генератора [патент США №4950973, кл. Н02Р 9/10, 21.08.1990 г.], содержащего генератор с постоянными магнитами, первую, вторую и третью выходные клеммы, блок защиты, содержащий первую, вторую и третью пару электрических контактов и первую, вторую, третью обмотку статора. Первая обмотка статора электрически соединена между первой парой электрических контактов и нейтральной точкой; вторая обмотка статора электрически соединена между второй выходной клеммой и нейтральной точкой; третья обмотка статора электрически соединена между третьей парой электрических контактов и нейтральной точкой; третья обмотка статора содержит средства для открытия и закрытия первой и второй пары электрических контактов в ответ на сигнал управления.
Недостатком данной конструкции является сложность реализации системы управления, вызванная тем, что большинство электронных компонентов имеет жесткие температурные ограничения и не рассчитано на работу при температуре окружающей среды выше 200 градусов. Также недостатком данного устройства является высокие массогабаритные показатели системы управления. Кроме того, из-за наличия большого количества дополнительных контактов и обмоток при высокой рабочей температуре данное устройство обладает невысокой надежностью.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство [патент РФ №2498473 С1, кл. Н02Н 7/06, 10.11.2013 г.], реализующее способ защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания. При возникновении короткого замыкания температурные датчики фиксируют нагрев обмоток и посылают сигнал отключения на полупроводниковые вентили, которые размыкают цепь обмоток статора, в результате чего происходит отключение тока короткого замыкания.
Недостатком данного способа является невысокая надежность температурных датчиков и полупроводниковых вентилей при температуре окружающей среды свыше 200 градусов. Кроме того, из-за высокой температуры окружающей среды в газотурбинном двигателе высок риск непроизвольного срабатывания системы защиты отключения обмоток статора, также при каждом последующем включении генератора режим короткого замыкания сохраняется.
Задача изобретения - расширение функциональных возможностей использования стартер-генераторов, благодаря использованию защиты от короткого замыкания, стабильно работающей в условиях высоких температур и обеспечивающей защиту от короткого замыкания при последующих включениях.
Техническим результатом является стабильная работа системы защиты от короткого замыкания в стартер-генераторе при высокой температуре окружающей среды, а также полное устранение короткого замыкания и повышение безопасности летательного аппарата.
Указанный результат достигается тем, что в способе управления стартер-генератором при коротком замыкании, заключающемся в том, что посредством датчиков в системе управления обнаруживают короткое замыкание и посылают сигнал на систему управления газотурбинного двигателя, после чего увеличивают частоту вращения газотурбинного двигателя, тем самым создают тепловой поток высокой интенсивности и нагревают ротор стартер-генератора до температуры не ниже температуры Кюри постоянных магнитов, при которой постоянные магниты полностью теряют свои магнитные свойства и прекращают индуцировать магнитное поле и ток в обмотки стартер-генератора, обеспечивая защиту стартер-генератора от короткого замыкания при повторном включении.
Существо изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен общий вид стартер-генератора, интегрированного в газотурбинный двигатель. На фиг. 2 изображена зависимость магнитной индукции постоянных магнитов от их температуры.
Пример конкретной реализации способа
В газотурбинный двигатель 1 марки Trent 500 с частотой вращения в нормальном режиме работы равной 13500 об/мин, интегрирован стартер-генератор 2 мощностью 120 кВт, при этом температура окружающей среды составляет 250°С. В воздушном зазоре стартер-генератора магнитная индукция равна 0,4 Тл, при этом ток в обмотках статора 3 составляет 300 А. Постоянные магниты 4, используемые в стартер-генераторе, выполнены из сплава Sm2Co17, максимальная рабочая температура данного типа магнитов составляет 350-400°С.
При возникновении короткого замыкания ток в обмотках статора стартер-генератора увеличивается в 3 раза и составляет 900 А. Датчики в системе управления 5 обнаруживают произошедшее короткое замыкание и посылают управляющий сигнал на газотурбинный двигатель, который увеличивает частоту вращения турбины до 15000 об/мин, тем самым быстро поднимая температуру в газотурбинном двигателе. При росте температуры постоянные магниты стартер-генератора теряют свои магнитные свойства, согласно фиг. 2, при этом ток короткого замыкания начинает очень быстро падать. Когда температура окружающей среды достигает температуру Кюри постоянных магнитов, равной 450°С, то постоянные магниты полностью теряют свои магнитные свойства и токи на обмотках статора падают до нулевого значения, обеспечивая защиту стартер-генератора от короткого замыкания при повторном включении.
Таким образом достигается управление стартер-генератором во время короткого замыкания, обеспечивая надежную защиту летательного аппарата.
Итак, заявляемый способ позволяет осуществлять управление стартер-генератором, обеспечивая защиту всего оборудования при коротком замыкании, в результате чего достигается повышение надежности всей системы энергообеспечения летательного аппарата.
Claims (1)
- Способ управления стартер-генератором при коротком замыкании, заключающийся в том, что посредством датчиков тока и напряжения в системе управления обнаруживают короткое замыкание и посылают управляющий сигнал на систему управления газотурбинного двигателя, после чего увеличивают частоту вращения газотурбинного двигателя, тем самым создают тепловой поток высокой интенсивности и нагревают ротор стартер-генератора до температуры не ниже температуры Кюри постоянных магнитов, при которой постоянные магниты полностью теряют свои магнитные свойства и прекращают индуцировать магнитное поле и ток в обмотки стартер-генератора, обеспечивая защиту стартер-генератора от короткого замыкания при повторном включении.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016123552A RU2630285C1 (ru) | 2016-06-14 | 2016-06-14 | Способ управления стартер-генератором, интегрированным в газотурбинный двигатель, при коротком замыкании |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016123552A RU2630285C1 (ru) | 2016-06-14 | 2016-06-14 | Способ управления стартер-генератором, интегрированным в газотурбинный двигатель, при коротком замыкании |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2630285C1 true RU2630285C1 (ru) | 2017-09-06 |
Family
ID=59797646
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016123552A RU2630285C1 (ru) | 2016-06-14 | 2016-06-14 | Способ управления стартер-генератором, интегрированным в газотурбинный двигатель, при коротком замыкании |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2630285C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113330670A (zh) * | 2018-12-20 | 2021-08-31 | 赛峰直升机发动机公司 | 具有用于使永磁体强制退磁的装置的电机 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4641080A (en) * | 1984-10-18 | 1987-02-03 | Sundstrand Corporation | Permanent magnet generator with fault detection |
US4950973A (en) * | 1989-06-29 | 1990-08-21 | Westinghouse Electric Corp. | Permanent magnet generator system |
SU1017146A1 (ru) * | 1981-12-11 | 2004-08-27 | Г.И. Муравьев | Устройство для защиты генератора переменного тока от короткого замыкания |
RU2399137C1 (ru) * | 2007-12-28 | 2010-09-10 | Мобайлтрон Электроникс Ко., Лтд. | Устройство защиты от короткого замыкания в генераторе переменного тока |
RU2498473C1 (ru) * | 2012-08-10 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Устройство защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания (варианты) |
-
2016
- 2016-06-14 RU RU2016123552A patent/RU2630285C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1017146A1 (ru) * | 1981-12-11 | 2004-08-27 | Г.И. Муравьев | Устройство для защиты генератора переменного тока от короткого замыкания |
US4641080A (en) * | 1984-10-18 | 1987-02-03 | Sundstrand Corporation | Permanent magnet generator with fault detection |
US4950973A (en) * | 1989-06-29 | 1990-08-21 | Westinghouse Electric Corp. | Permanent magnet generator system |
RU2399137C1 (ru) * | 2007-12-28 | 2010-09-10 | Мобайлтрон Электроникс Ко., Лтд. | Устройство защиты от короткого замыкания в генераторе переменного тока |
RU2498473C1 (ru) * | 2012-08-10 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Устройство защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания (варианты) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113330670A (zh) * | 2018-12-20 | 2021-08-31 | 赛峰直升机发动机公司 | 具有用于使永磁体强制退磁的装置的电机 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2424161T3 (es) | Arrancador inductivo mutuo sin contacto | |
RU2399137C1 (ru) | Устройство защиты от короткого замыкания в генераторе переменного тока | |
CN113557646A (zh) | 用于保护电负载的方法和装置 | |
ES2607435T3 (es) | Control de generador sincrónico, sistema generador y sistema de energía de buque | |
JP2008521373A (ja) | 相互誘導性非接触スタータ | |
RU2498473C1 (ru) | Устройство защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания (варианты) | |
JP2016116448A (ja) | 鉄道車両用の電気牽引システム、かかるシステムで実現される保護方法 | |
SE445416B (sv) | Energikrets for en mikrovagsugn | |
RU2630285C1 (ru) | Способ управления стартер-генератором, интегрированным в газотурбинный двигатель, при коротком замыкании | |
CN104392871A (zh) | 带过压保护功能的漏电断路器 | |
CN204204779U (zh) | 带过压保护功能的漏电断路器 | |
US7420343B2 (en) | Current limiting DC motor starter circuit | |
RU2582593C1 (ru) | Система защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания и способ управления системой | |
RU2634836C1 (ru) | Устройство защиты от короткого замыкания высокотемпературного стартер-генератора обращённой конструкции | |
RU2691735C1 (ru) | Устройство защиты от короткого замыкания магнитоэлектрического генератора | |
RU2644586C1 (ru) | Способ управления системой защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания | |
JP2001333536A (ja) | 自家用発電設備 | |
Mbunwe et al. | Protection of a disturbed electric network using solid state protection device | |
RU2254656C1 (ru) | Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов работы | |
RU131247U1 (ru) | Синхронный генератор с системой возбуждения | |
RU2256272C1 (ru) | Способ управления генератором (его варианты) | |
RU2705559C1 (ru) | Устройство защиты машины переменного тока | |
RU2291538C2 (ru) | Устройство защиты электродвигателя | |
JPS6033710Y2 (ja) | 単相同期発電機の過熱保護装置 | |
SU1062822A1 (ru) | Устройство дл защиты электросети с электродвигателем от повреждени |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180615 |