SU734743A1 - Device for determining reduced r.p.m. of gas-turbine rotor - Google Patents

Device for determining reduced r.p.m. of gas-turbine rotor Download PDF

Info

Publication number
SU734743A1
SU734743A1 SU782581388A SU2581388A SU734743A1 SU 734743 A1 SU734743 A1 SU 734743A1 SU 782581388 A SU782581388 A SU 782581388A SU 2581388 A SU2581388 A SU 2581388A SU 734743 A1 SU734743 A1 SU 734743A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
unit
sensor
nonlinearity
Prior art date
Application number
SU782581388A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Аркадий Исаакович Фрид
Фарагат Ахметович Шаймарданов
Людмила Бруновна Уразбахтина
Вера Павловна Ефремова
Original Assignee
Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе
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 Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе filed Critical Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе
Priority to SU782581388A priority Critical patent/SU734743A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU734743A1 publication Critical patent/SU734743A1/en

Links

Landscapes

  • Supercharger (AREA)

Description

1one

Изобретение относитс  к автомата- чесйому утфавлению и может быть применено в системах автоматического управлени  газотурбинного двигател  (ГТД), а также в приборах первичной информации приборных комплексов с централизованной обработкой информации на ЦВМ.The invention relates to an automatic device and can be applied in automatic control systems of a gas turbine engine (GTE), as well as in devices of primary information of instrument complexes with centralized processing of information on a digital computer.

Известны устройства дл  вычислени  приведенной частоты вращени  ротора турбокомпрессора, состо щие из датчика температуры вход щего воздуха, выход которого через нелинейное устройство соединен со входом делительного устройства , второй вход которого соединен с выходом датчика частоты вращени  ротора турбокомпрессора Devices are known for calculating the reduced rotational speed of a rotor of a turbocharger, consisting of an inlet air temperature sensor, the output of which is connected via a non-linear device to an inlet of a separating device, the second input of which is connected to an output of a rotational speed sensor of a rotor of a turbo-compressor

Недостатком этого устройства  вл етс  динамическа  погрешность вычислени  приведенной частоты ротора турбокомпрессора Ч f,p , обусловленна  зависимостью динамической погрешности датчика температуры вход щего воздуха от условий работы двигател .A disadvantage of this device is the dynamic error in calculating the reduced rotor frequency of the turbocharger × f, p, due to the dependence of the dynamic error of the intake air temperature sensor on the engine operating conditions.

Известна система, использующа  устройство дл  вычислени  приведенной частоты вращени  ротора дл  регулировани  ГТД, которое состоит из /штчика частоты вращени  ротора турбокомпрессора, выход соединен со входом вь1- числительного устройства, вьтолн юще- го операцию приведени , другой вход которого соединен с датчиком температуры вход щего воздуха 2.A known system using a device for calculating a reduced rotor speed for controlling a gas turbine engine, which consists of a rotor speed knob of a turbo-compressor, is connected to the input of a calculating device, the other input of which is connected to an input temperature sensor. air 2.

Недостаток этого устройства - наличие динамической ошибки датчика температуры вход щего воздуха, завис щей от условий полета двигател , что приводит к неточному вычислению при быстром изменении температуры вход щего воздуха.The disadvantage of this device is the presence of a dynamic error in the intake air temperature sensor, depending on the engine flight conditions, which leads to an inaccurate calculation with a rapid change in the temperature of the intake air.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  устройство , содерхсащее датчик температуры . вход щего воздуха, первьй выход которого соединен с первым входом сумматора, а второй вход через дифференциатор соединен со входом множительного устрой- 37 СТШ1, на /.цлугой вход которого через нелинейное устройство подан выход датчика давлени  воздуха за компрессором, а выход соединен со вторым входом сумматора , выход которого через устройство дл  извлечени  квадратного корн  подан на первый вход делительного устройства, вход которого соединен с выходом датчика частоты вращени  ротора турбокомпрессора sj. Недостаток данного устройства - приблизительна  коррекци  посто нной времени датчика температуры вход щего воздуха по величине давлени  за ком прессором, так как формула коррекции посто нной времени датчика температуры лишь приблизительно соответствует действительному ее изменению. Кроме того, устройство обладает малой помехоустойчивостью из-за наличи  дифферен циатора, определ ющего вэличину производной выходного сигнала датчика температуры вход щего воздуха, наход щегос  в канапе вычислени  приведенной частоты вращени  ротора турбокомпрессора . Цель изобретени  - повышение динамической точности и помехоустойчивое- ти устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство содержит блок сравнени  ключ, интегратор, второй и третий блоки нелинейности, датчик ускорени  частоты вращени  ротора, второй датчик давлени  и второй, третий и четвертый блоки делени , причем выход датчика температуры через блок извлечение квад ратного корн  подключен к другому входу первого блока делени , выход которого соединен с одним входом блока сравнени , другой вход которого подключен к выходу сумматора, а выход - к одному вхо ду ключа, другой вход которого через тре тий блок нелинейности соединен с вькодом дифференциатора, выход ключа через интегратор подключен к одному входу сум матора, другой вход которого соединен выходом третьего блока делени , выходы которого через первый и второй блок нелинейности соединены соответственно с выходами второго и четвертого блоков делени , первые входы которых соединены с выходом второго датчика давлени  выход первого датчика давлени  подключен ко второму входу второго блока делени , а выход датчика ускорени  часто ты вращени  ротора соединен со вгорым входом четвертого блока делени . 4 Достигаемый в данном устройстве эффект увеличени  динамической точности вычислени  приведенной частоты вращени  ротора, а также повыщение помехоустойчивости устройства обосновываетс  следующими расчетными данными. Датчик температуры газов вход щего воздуха представл ет собой термопреобразователь , динамические свойства которого описываютс  уравнением е - сигнал с гермопреобразовател ; Т - посто нна  времени термо- преобразовател ; К- - коэффициент передачи термо- преобразовател ; температура вход щего возду- V ха. Динамическа  составл юща  погрещ- ности измерени  равна V 1/т а --г Ь- 1-ет- э аРГ причем посто нна  времени термопреоб- рааовател  мен етс  в зависимости от условий полета и режима работы двигател , что приводит к неточному вычислению приведенной частоты вращени  ротора турбокомпрессора при быстром изменении Tj Поэтому дл  определени  динамической погрешности вычислени  предлагаетс  определить косвенно. Как известно , между степенью повышени  давлени  на компрессоре и величиной П пр существует зависимость: fci - с,тепень повышени  давлени  на компрессоре; К - показатель адиабаты дл  воздуха; П..- приведенна  частота вращени  ротора турбокомпрессора; В - посто нна  величина. Однако эта зависимость справедлива только дл  установившихс  режимов ГТД. При наличии ускорени  частоты вращени  ротора турбокомпрессора эта зависимость принимает вид ICj V Н.,.лр-(|)(4) А - посто нна  величина; наытенне входе в цвира- тель; - ускорение частоты вращени  ротора турбокомпрессора. По формуле (4) приведенна  частота вращени  ротора турбокомпрессора равна vHr( p LH pr drTir - -давление воздуха на входе в двигатель; -давление воздуха за компрессором . Датчики, используемые дл  вычислени  Ипр  вл ютс  безынерционными, поэтому динамическа  ошибка вычислени  будет отсутствовать. На чертеже изображена блок-схема устройства. Устройство содержит датчик 1 температуры , блок 2 извлечени  квадратного корн , первый блок 3 делени , датчик 4 частоты вращени  ротора, первый датчик 5 давлени , второй блок 6 делени , второй датчик 7 давлени , первый блок 8 нелинейности, третий блок 9 делени , второй блок 10 нелинейности, четвертый блок 11 делени , датчик 12 ускорени  частоты вращени  ротора, сум матор 13, блок 14 сравнени , ключ 15, интегратор 16, дифференциатор 17, третий блок 18 нелинейности. Выход датчика 1 температуры вход щего воздуха через блок извлечени  ква ратного корн  2 подан на вход первого блока 3 делени , на второй вход которого подан выход датчика 4 частоты вра щени  ротора турбокомпрессора. Выход первого датчика 5 давлени  воздуха за компрессором соединен , со входом второго блока 6 делени , на второй вход которого подан выход второго датчика 7 давлени  на входе в компрессор. Выход второго блока 6 делени  через первый блок 8 нелинейности соединен со входом третьего блока 9 де лени , другой вход которого через второ блок 10 нелинейности соединен с выходом четвертого блока 11 делени , на вх ды которого поданы выходы .второго дат чика 7 давлени  на входе в двигатель и датчика ускорени  частоты вращени  ротора 12 турбокомпрессора. 45 Выход третьего блока О до;им1и  подан на вход сумматора 13, выход которого соединен со входом блока 1-1 сравнени , другой вход которого соединен с выходом первого блока 3 делени , а выход через 1СЛЮЧ 15 и интегратор 16 соединен со входом сумматора 13 . При этом выход датчика 1 температуры вход щего воздуха через дифференциа- тор 17 и третий блок 18 нелинейности подан на управл ющий вход ключа 15. Работа устройства осуществл етс  следующим образом. При изменении температуры вход щего воздуха, измер емой датчиком 1 температуры , по вл етс  сигнал на выходе дифференциатора 17. Если его величина больше, чем зона нечувствительности третьего блока 18 нелинейности, то ключ 15 соедин ет вход интегратора 16 с общей шиной. При этом сигнал с датчика 1 температуры вход щего воздуха через блок извлечени  квадратного кор- н  2, где формируетс  сигнал , подаетс  на первый блок 3 делени , на второй вход которого подаетс  сигнал с датчика 4 частоты вращени  ротора турбокомпрессора . На первом блоке 3 делени  вычисл етс  величина приведенной частоты вращени  и подаетс  на блок 14 сравнени . На входы второго блока 6 делени  подаютс  сигналы с первого и второго датчиков 5 и 7 давлени , а выходной сигнал второго блока 6 делени  через первый блок 8 нелинейности, где формируетI±± Vir --1 с  сигнал подаетс  на вход третьего блока 9 делени . На блок 11 делени  поступают сигналы с датчиков давлени  на входе в двигатель 7 и ускорени  частоты вращени  ротора турбокомпрессора 12, а выходной с четвертого блока 11 делени  через второй блок 1О нелинейности, формирующий а а п ТГ -гт:- 1, подаетс  Р 3 ) а второй вход третьего блока У делени , на котором вычисл етс  приведенна  частота вращени  косвенным методом. Когда выходной сигнал дифференциатора становитс  меньше зоны нечувствительности третьего блока 18 нелинейности, что оответствует статическому режиму работы устройства, ключ 15 замыкает выход блока 14 сравнени  со входом инегратора 16, выходной сигнал которог-оThe closest technical solution to the present invention is a device containing a temperature sensor. the inlet air, the first output of which is connected to the first inlet of the adder, and the second inlet through the differentiator is connected to the inlet of the multiplying device 37 STS1, on /.the service of which the input of the air pressure sensor behind the compressor is fed through the nonlinear device, and the outlet is connected to the second inlet an adder, the output of which through the device for extracting the square root is fed to the first input of the separating device, the input of which is connected to the output of the rotor speed sensor of the turbocharger sj. The disadvantage of this device is an approximate correction of the time constant of the inlet air temperature sensor according to the pressure behind the compressor, since the formula for correcting the time constant of the temperature sensor only approximately corresponds to its actual change. In addition, the device has low noise immunity due to the presence of a differential that determines the magnitude of the derivative of the output signal of the inlet air temperature sensor, which is in the canape for calculating the reduced rotation frequency of the rotor of the turbocharger. The purpose of the invention is to increase the dynamic accuracy and noise immunity of the device. The goal is achieved in that the device contains a comparison key, an integrator, a second and third nonlinearity blocks, a rotor speed sensor, a second pressure sensor, and a second, third, and fourth dividing unit, and the temperature sensor output through the square root extractor is connected to another input of the first division unit, the output of which is connected to one input of the comparison unit, the other input of which is connected to the output of the adder, and the output to one input of the key, the other input of which through the third unit is It is connected to the differentiator code, the key output through the integrator is connected to one input of the summator, the other input of which is connected to the output of the third division block, the outputs of which through the first and second nonlinearity block are connected respectively to the outputs of the second and fourth division blocks, the first inputs of which are connected to the output the second pressure sensor, the output of the first pressure sensor is connected to the second input of the second dividing unit, and the output of the acceleration sensor of the rotational speed of the rotor is connected to the quad inlet dividing unit. 4 The effect of increasing the dynamic accuracy of calculating the reduced rotor speed, as well as increasing the noise immunity of the device, achieved in this device is justified by the following calculated data. The inlet air gas temperature sensor is a thermocouple, the dynamic properties of which are described by the equation e - a signal from the thermoconverter; T is the time constant of the thermal converter; K- is the transfer coefficient of the thermal converter; incoming air temperature Vha. The dynamic component of the measurement bounds is V 1 / m a - g L-1-et-e arG, and the time constant of the thermal transducer varies depending on the flight conditions and the engine operating mode, which leads to an inaccurate calculation of the reduced frequency rotation of the rotor of the turbocharger with a rapid change in Tj. Therefore, it is proposed to determine indirectly to determine the dynamic calculation error. As is well known, there is a relationship between the degree of pressure increase at the compressor and the value of PR n: fci - s, the heat rise pressure at the compressor; K is the adiabatic index for air; P. .. given the rotational speed of the rotor of the turbocharger; B is a constant value. However, this dependence is valid only for established GTE modes. In the presence of an acceleration frequency of rotation of a rotor of a turbocompressor, this dependence takes the form ICj V N., .Rr- (|) (4) A - a constant value; the rich entrance to the ferret; - acceleration of the rotation frequency of the turbocharger rotor. By the formula (4), the reduced rotational speed of the rotor of the turbocharger is equal to vHr (p LH pr drTir - the air pressure at the engine inlet; the air pressure behind the compressor. The sensors used to calculate the Idr are inertia-free, therefore there will be no dynamic calculation error. On The drawing shows a block diagram of the device. The device includes a temperature sensor 1, a square root extraction unit 2, a first dividing unit 3, a rotor speed sensor 4, a first pressure sensor 5, a second dividing unit 6, a second pressure sensor 7, ne third nonlinearity unit 8, third dividing unit 9, second nonlinearity unit 10, fourth dividing unit 11, rotor speed acceleration sensor 12, sum 13, comparison unit 14, key 15, integrator 16, differentiator 17, third nonlinearity unit 18. The intake air temperature sensor 1 is fed through the extraction unit of the square root 2 to the inlet of the first dividing unit 3, the second input of which is provided to the output of the sensor 4 for the rotation frequency of the turbocharger rotor. The output of the first air pressure sensor 5 downstream of the compressor is connected to the inlet of the second dividing unit 6, to the second input of which the output of the second pressure sensor 7 is fed to the compressor inlet. The output of the second dividing unit 6 through the first nonlinearity unit 8 is connected to the input of the third 9th unit, the other input of which is connected via the second nonlinearity unit 10 to the output of the fourth dividing unit 11, the inputs of which have the second pressure sensor 7 at the inlet to engine and acceleration sensor of rotational speed of the rotor 12 of the turbocharger. 45 The output of the third block O to; they are fed to the input of the adder 13, the output of which is connected to the input of the comparison unit 1-1, the other input of which is connected to the output of the first dividing unit 3, and the output through 1SLUT 15 and the integrator 16 is connected to the input of the adder 13. At the same time, the output of the inlet air temperature sensor 1 through the differentiator 17 and the third nonlinearity block 18 is applied to the control input of the switch 15. The device operates as follows. When the temperature of the incoming air, measured by temperature sensor 1, changes, a signal appears at the output of differentiator 17. If its value is larger than the dead zone of the third nonlinearity block 18, then key 15 connects the input of integrator 16 to the common bus. At the same time, the signal from the inlet air temperature sensor 1 through the square-root extraction unit 2, where the signal is formed, is supplied to the first dividing unit 3, to the second input of which a signal from the rotor speed sensor 4 of the turbo-compressor is supplied. In the first division unit 3, the magnitude of the reduced rotation frequency is calculated and fed to the comparison unit 14. Signals from the first and second pressure sensors 5 and 7 are supplied to the inputs of the second dividing unit 6, and the output signal of the second dividing unit 6 is through the first nonlinearity unit 8, where the signal is fed to the input of the third dividing unit 9. The dividing unit 11 receives signals from the pressure sensors at the inlet to the engine 7 and accelerating the rotor speed of the turbocharger 12, and the output from the fourth dividing unit 11 through the second nonlinearity unit 1O, which forms a p ng - 1: - 1, P 3) and the second input of the third block Y division, where the reduced rotation frequency is calculated by an indirect method. When the output signal of the differentiator becomes less than the dead zone of the third nonlinearity block 18, which corresponds to the static mode of operation of the device, the key 15 closes the output of the block 14 in comparison with the input of the integrator 16, the output signal of which

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Устройство для определения приведенной частоты вращения ротора газотурбинного двигателя, содержащее датчик температуры, выход которого соединен с дифференциатором, датчик частоты вращения ротора, подключенный к одному входу первого блока деления, сумматор, блок извлечения квадратного корня, пер— 45 вый блок нелинейности и первый датчик давления, отличающееся тем, что, с целью повышения динамической точности и помехоустойчивости устройства, оно содержит блок сравнения, ключ, интегратор, второй и третий блоки нелинейности, датчик ускорения частоты вращения ротора, второй датчик давления и второй, третий и четвертый блоки целе10 ния, причем выход датчика температуры через блок извлечения квадратного корня подключен к другому входу первого блока деления, выход которого соединен с одним входом блока сравнения, другойA device for determining the reduced rotor speed of a gas turbine engine, comprising a temperature sensor, the output of which is connected to a differentiator, a rotor speed sensor connected to one input of the first division unit, an adder, a square root extraction unit, the first 45 nonlinearity unit, and the first pressure sensor , characterized in that, in order to increase the dynamic accuracy and noise immunity of the device, it contains a comparison unit, a key, an integrator, second and third blocks of nonlinearity, an acceleration sensor Ia rotor speed, a second pressure sensor and the second, third and fourth blocks tsele10 Nia, the temperature sensor output from the square root unit is connected to another input of the first divider, the output of which is connected to one input of the comparator, the other 15 вход которого подключен к выходу сумматора, а выход - к одному входу ключа, другой вход которого через третий блок нелинейности соединен с выходом дифференциатора, выход , ключа через интегра20 тор подключен к одному входу сумматора, другой вход которого соединен с выходом третьего блока деления, выходы которого через первый и второй блоки нелинейности соединены соответственно с выходами 25 второго и четвертого блоков деления, первые входы которых соединены с выходом второго датчика давления, выход первого датчика давления подключен ко второму входу второго блока деления, а вы30 ход датчика ускорения частоты вращения ротора соединен со вторым входом четвертого блока деления.15, the input of which is connected to the output of the adder, and the output to one input of the key, the other input of which is connected to the output of the differentiator through the third nonlinearity block, the output of the key through the integrator is connected to one input of the adder, the other input of which is connected to the output of the third division unit, which outputs via the first and second blocks nonlinearity respectively connected to the outputs 25 of the second and fourth dividing blocks, the first inputs of which are connected to the output of the second pressure sensor, first outlet pressure sensor is connected to a oromu input of the second dividing unit, as you move the acceleration sensor 30, the rotational speed of the rotor is connected to a second input of the fourth divider.
SU782581388A 1978-02-13 1978-02-13 Device for determining reduced r.p.m. of gas-turbine rotor SU734743A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782581388A SU734743A1 (en) 1978-02-13 1978-02-13 Device for determining reduced r.p.m. of gas-turbine rotor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782581388A SU734743A1 (en) 1978-02-13 1978-02-13 Device for determining reduced r.p.m. of gas-turbine rotor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU734743A1 true SU734743A1 (en) 1980-05-15

Family

ID=20749619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782581388A SU734743A1 (en) 1978-02-13 1978-02-13 Device for determining reduced r.p.m. of gas-turbine rotor

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU734743A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5067355A (en) Shaft torque measurement
KR850004830A (en) Compressor Rotation Stall Detection and Alarm System
NO951195L (en) Method and apparatus for measuring the distance between a turbo compressor operating point and pump limit
JPS58131329A (en) Fuel injection controlling method
SU734743A1 (en) Device for determining reduced r.p.m. of gas-turbine rotor
JPH0472986B2 (en)
JPH1061481A (en) Method of deciding load signal for internal combustion engine with external exhaust gas recirculation
GB2142744A (en) Automatically controlling the fuel supply to an internal combustion engine
RU2066854C1 (en) Device measuring temperature of gas-of gas-turbine engine
JPS6132498B2 (en)
US4780834A (en) Apparatus for measuring mass throughput of a fluid moved in a channel
JP2002106364A (en) Method for estimating turbine inlet temperature for gas turbine engine
JP3766015B2 (en) Overrun detection method for variable wing turbo system
SU907277A2 (en) Method of monitoring the heating-up of steam turbine runner
JPS585438A (en) Fuel controller
SU1410079A1 (en) Apparatus for monitoring the operability of gas generator of turbojet engine
SU716054A2 (en) Engine operating time determining device
JPS55146235A (en) Temperature protector circuit for two-shaft gas turbine
RU2246711C1 (en) Method and device for measuring parameters of flow in compressor
JP2582892B2 (en) Engine test control device
SU756050A1 (en) Method and device for monitoring steam turbine rotor heating
SU901582A1 (en) Method for determining insensitivity of turbine governing system
SU1488860A2 (en) Lifetime monitor for turbojet engine gas generator
JPS63168567A (en) Vehicle speed measuring apparatus
JP3077861B2 (en) Engine tachometer