Brevet FR2119961A1 — publié le 19720811

l'invention concerne un dispositif de réglage pour turbines à gaz, du type comportant un régulateur de température qui limite la quantité de carburant ou qui exerce une influence sur d'autres grandeurs de réglage par exem-5 pie sur—1'appareil distributeur d'une turbine de puissance disponible. Quand on utilise des éléments thermo-électriques pour la mesure d'une température de gaz, il se produit, en raison de la retardation dans ces éléments thermo-électriques, une erreur d'indication qui nuit au réglage de la température ou qui peut 10 même le rendre tout à fait inutilisable. but d1améliorer et de simplifier le réglage de la température. fet un dispositif du type ci-dessus caractérisé en ce qu'il est 15 prévu en aval de la chambre de combustion des éléments thermoélectriques qui amènent leur tension de sortie à un amplificateur qui est suivi par un circuit de correction dans lequel la tension de sortie de l'amplificateur se trouve compensée et en ce que le circuit de correction est suivi par un régulateur 20 de température I dans lequel le signal de sortie du circuit de correction est comparé à une valeur de tension assignée, fonction de paramètres du mécanisme de commande et fournie par un émetteur de valeur assignée et enfin en ce que pour l'amplification de la différence de tension se produisant dans le rë-25 gulateur de température, il est prévu un -amplificateur de réglage qui agit sur un servo-moteur au moyen duquel peuvent être réglés à l'aide d'organes intermédiaires appropriés, le dosage du carburant arrivant dans la chambre de combustion ainsi que les aubes directrices dans l'appareil de distribution. 30 l'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels : 35 disposition schématique d'un mécanisme de commande d'une turbine la présente invention a pour l'invention concerne à cet ef- - la figure 1 représente une à gaz ; 40 COPY 71 44537 2 2119961 gramme schématique d'un circuit de correction ; - la figure 4 représente un montage du circuit de correction. La figure 1 montre une disposition schématique d'un mécanisme propulseur à turbine à gaz, 5 muni d'un dispositif de réglage suivant l'invention. De l'air est aspiré par l'intermédiaire d'un ou de plusieurs compresseurs 1 et il est amené à la chambre de combustion 2. Du carburant est injecté dans cette chambre et il élève la température de l'air. Dans une ou dans plusieurs turbines qui sont disposées à la 10 suite de la chambre de combustion, le gaz chaud se détend et il cède une partie de son énergie aux roues mobiles de turbine qui commandent le compresseur et qui fournissent vers l'extérieur de la puissance disponible. Yenant d'un réservoir 4, le 15 carburant s'écoule vers une pomps 5 qui peut être commandée par le mécanisme. Ce carburant est amené avec une pression aug- . mentée à l'organe de réglage qui fournit le carburant en fonction de différentes grandeurs et en particulier en fonction de la position d'un servo-moteur 15, à la tuyère d'injection 7. 20 En outre, l'organe de réglage 6 exerce une influence sur d'autres éléments du mécanisme, tels que par exemple l'appareil distributeur 8 se trouvant en amont de la turbine de puissance disponible 3a, qui ont une influence sur les températures des gaz en aval de la chambre de combustion. Pour mesurer les températures 25 des gaz en aval de la chambre de combustion, il est prévu des éléments thermo-électriques 9 qui amènent leur tension de sortie à son amplificateur 10 dans la ligne représentée en traits interrompus. Cet amplificateur 10 qui fonctionne avec une très grande constance, élève la tension des éléments thermo-électri-30 ques de quelques millivolts dans la zone de quelques volts et il agit en tant qu'amplificateur linéaire constant dont le facteur d'amplification est indépendant de la fréquence dans l'intervalle de 0 à environ 100 hertz. Un circuit de correction 11 qui fait suite à l'amplificateur a pour mission de compenser les signaux 35 de tension (entrée E dans le circuit de correction} de l'amplificateur 10 d'une manière telle que les retards qui sont produits par les éléments thermo-électriques soient compensé d'une manière à peu près complètes. Le signal de sortie A de ce 40 circuit de correction est amené au régulateur de température pro 71 44537 3 2119961 prement dit, dans lequel il est comparé à une valeur assignée de tension. La valeur assignée de tension est produite dans l'émetteur 14 de valeur assignée en fonction de paramètres du mécanisme. La différence entre les tensions qui sont fournies respecti-5 vement par le circuit de correction 11 et par l'émetteur 14 de valeur assignée estamplifiée encore dans l'amplificateur 12 du régulateur et elle est amenée à un servo-moteur 15. Au moyen d'organes intermédiaires appropriés sont réglés les paramètres du mécanisme qui exercent une influence sur la température des gaz 10 en aval. Ces paramètres sont, par exemple, la quantité de carburant injectée dans la tuyère 7, ou bien les aubes directrices de l'appareil distributeur 8 en amont de la turbine de puissance disponible. Les organes intermédiaires aboutissant à l'appareil dJafcribr.s.tear «otvt indiqué." à titre d'exemple par des lignes en 15 traits interrompus. La figure 2 montre les fonctions de transition de différents éléments thermo-électriques Th. et Th Eg. Une analyse de ces fonctions de transition montre que leur comportement dynamique est représenté très bien par le dia-20 gramme schématique qui est fourni par la figure 3. Il s'agit ici par conséquent de deux termes additifs dont les fonctions communes de transition sont représentées, par l'équation suivante dans le plan du temps : -t/T -t/T 25 A^j = 1 - a,e - b.e •Irais le plan du dessin. ~ 15 .6 + UT & ) (2) 30 40 3 1+TjS 1+T2S et après transformation. * _ 1 + th S (s) " —: — x (?) 3 M + ÏjS) (1 +T2 S) uane cette expression. 04 = a.Tg + ; a + b = 1 (4) pour t£0E(t)=0 pour t ^ 0 = 1 71 44537 4 2119961 Dans les équations, les symboles littéraux ont les significations suivantes : A/ 10 sortie en fonction du temps, de contre-tension, réglables. tes de temps (T^ = C^ ; Tg sortie dans l'espace d'image place 15 formation té de discontinuité L(t) représente la grandeur de a,b représentent des potentiels t représente le temps , Tg représentent les constan- H2 02) représente la grandeur de S représente l'opérateur de La-d* représente le terme de transit) rePrésente fonction uni- ^(S) rePrésente la fonction ds transmission. 20 25 Si l'on utilise le comportement inverse dans le temps de ces éléments thermo-électriques, l'erreur dynamique résultant de l'inertie des éléments thermo-élec-trique peut être réduite dans la mesure ou le circuit de réglage de la température est amené en position de traiter et de régler même des signaux rapides. Sur la figure 4, on a représenté le montage du circuit de correctior sa fonction de transfert a pour expression dans le plan d'image : 30 ( 1 + T (s) r s ) ( i + t2. s) (5) 35 40 1 + oi S La figure 4 montre un montage pour le circuit de correction, le signal de tension E qui est fourni par l'amplificateur 10 (figure 1) est comparé, à l'entrée d'un amplificateur V, avec une tension de contre-réactione Cette tension ds contre-réaction e3t formée par les organes fonctions du temps 15, 15 et C^ 17 ainsi que Bg 18,19 et 0g 20 qui représentent les constantes de temps et Tg. ^e potentiomètre 21 Influence, les grandeurs des potentiels de tension de réaction a et b dans les équations ci-dessus (2) et (4). En dépia- COPY 71 44537 5 2119961 çant le potentiomètre, on peut modifier l'influence des différentes constantes de temps du circuit de correction. Le signal de sortie A du circuit de correction est amené au régulateur de température. De cette manière, il est possible de s'adapter aux 5 propriétés physiques des éléments thermo-électriques et de constituer un circuit de réglage de la température très efficace pour les mécanismes de commande des turbines à gaz. Ce montage offre en outre la possibilité d'utiliser des éléments thermoélectriques dans lesquels la seconde constante est d'une grande 10 influence, étant donné qu'elle peut être compensée correctement. On peut utiliser par conséquent des éléments thermo-électriques de types différents. En outre, ce montage peut être adapté facilement par réglage à des éléments thermo-électriques de types différents. 15 Pour augmenter davantage l'action du circuit de correction, il est prévu les résistances réglagles R.j et Rg. obtient une réalisation adéquate quand les résistances et R2 sont divisées en plusieurs éléments dont une partie 15 et une partie 18 peuvent être utilisées pour 20 le réglage tandis qu'une autre partie est réglée automatiquement en fonction de paramètres du mécanisme de commande, par exemple en fonction du nombre de tours par unité de temps n, par l'organe 22. Bien entendu, l'invention. 25 n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-^dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. COPY 71 44537 6 2119961 REVENDICATIONS 1°) Dispositif de réglage pour turbines à gaz dans lequel par l1intermédiaire de la quantité de carburant dosée ainsi que du réglage d e l'appareil distribu-5 teur se trouvant en amont de la turbine de puissance disponible, la température des gaz est influencée en aval de la chambre de combustion, dispositif caractérisé en ce qu'il est prévu en aval de la chambre de combustion des éléments thermo-électriques dont la tension de sortie est amenée à un amplificateur qui est suivi 10 par un circuit de correction dans lequel la tension de sortie de l'amplificateur est compensée et en ce que le circuit de correction est suivi par un régulateur de température dans lequel le signal de sortie du circuit de correction est comparé à me valeur assignée de tension fournie par un émetteur de valeur assi-15 gnée et fonction de paramètres du mécanisme de transmission et en ce qu'il est prévu,pour l'amplification de la différence de tension se produisant dans le régulateur de température, un amplificateur de réglage agissant sur un servo-moteur au moyen duquel peuvent être réglés à l'aide d'organes intermédiaires ap-20 propriés le dosage du carburant arrivant dans la chambre de combustion ainsi que les aubes directrices dans l'appareil de distribution. 2°) Dispositif de réglage suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'est disposé dans 25 le réseau de correction, pour la comparaison de la tension de sortie fournie par l'amplificateur, un emplacement de comparaison (amplificateur V) et en ce qu'il est prévu pour la formation de la tension de contre-réaction des organes fonction, du temps R^, C.j ainsi queB. ^ @2 rePrésentent les constantes de 30 temps", Tg. 3°) Dispositif de réglage suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le circuit de correction se compose de deux constantes de temps dont les influences respectives peuvent être réglées par modification d'un 35 potentiomètre. 4°) Dispositif de réglage suivant les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les organes fonction du temps H^, et R g* 6% son^ ^es résistances réglables et des c ond ensateurs. 40 5°) Dispositif de réglage suivant 71 44537 7 2119961 la revendication 4, caractérisé en ce que les résistances sont divisées en plusieurs éléments qui, d'une part, peuvent être réglés à la main et qui, d'autre part, peuvent être réglés automatiquement en fonction de paramètres du mécanisme de commande ( par exemple en fonction du nombre de tours par unité de temps