СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к автоматическому регулированию и может быть использована в системах управления газотурбинными двигателями (ГТД).
T
Известен регулятор разгона двигателя, который содержит измерители физических величин давления Р, температуры Т и числа оборотов ротора n, блок формирования функций общего вида Ф, блок обратного приведения величины расхода топлива G, блок формирования приведенных величин числа оборотов n (Б.В.Любомудров «Применение теории подобия при проектировании систем управления ГТД», «Машиностроение», Москва, 1971 г. с.73 рис.5.3).
Недостатком этого устройства являются ограниченные функциональные возможности, что не позволяет его использовать при решении объединенной задачи регулирования режима разгона и сброса двигателя.
Известна электронная система регулирования ГТД, содержащая формирователь закона ограничения частоты вращения, выход которого, подключен к входу интегратора, выход которого, а также выход измерителя частоты вращения, подключены, через устройство сравнения, к входу интегрирующего исполнительного механизма, предназначенного для управления расходом топлива в ГТД (Б.В.Любомудров «Применение теории подобия при проектировании систем управления ГТД», «Машиностроение», Москва, 1971 г. с.130 рис.8.1).
Эта электронная система регулирования решает задачу объединенного регулирования установившегося режима, разгона и сброса
двигателя, однако ее недостатком является ограниченные эксплуатационные возможности.
Наиболее близким прототипом, к заявляемому техническому решению, является система автоматического регулирования параметров газотурбинного двигателя (ПМ №32201 МПК 9/28 публ. 10.09.2003 Бюл. №25).
Эта электронная система регулирования параметров газотурбинного двигателя, содержит канал ограничения частоты вращения ротора и температуры, блок управления исполнительным механизмом, исполнительный механизм, который соединен с датчиком обратной связи расхода топлива, датчик давления воздуха за компрессором, канал ограничения режимов разгона и сброса газа, в состав которого входят измеритель положения вала датчика обратной связи, измеритель давления газа, первый и второй формирователи закона ограничения режима разгона, первый и второй формирователи закона ограничения режима сброса, первый, второй, третий и четвертый усилители, первый и второй селекторы, первый и второй множительные устройства.
Эта система имеет высокую степень надежности, однако, ее недостатком являются ограниченные эксплуатационные возможности, не позволяющие использовать ее на режимах запуска и останова двигателя.
Технической задачей заявленной полезной модели является обеспечение регулирования режима запуска и останова двигателя, что расширяет эксплуатационные возможности системы.
Для решения поставленной технической задачи предлагается в систему автоматического регулирования параметров газотурбинного двигателя, содержащую канал ограничения частоты вращения ротора и канал ограничения температуры, в состав которых входят измерители частоты вращения ротора и температуры, канал ограничения режимов разгона и сброса, исполнительные устройства дополнительно ввести блок дискретных команд в состав которого, входят генератор частоты, блок формирования временных интервалов, первый, второй и третий блоки формирования сигнала запуска, блок логических элементов, первый и второй пороговые элементы, блок формирования команд управления, исполнительное устройство подачи топлива и исполнительное
устройство останова двигателя, при этом первый выход блока формирования команд управления, подключен к первому входу блока логических элементов ко второму входу которого, подключен второй выход блока формирования команд управления, и соответствующие входы блока формирования временных интервалов и исполнительного устройства подачи топлива, первый и второй выходы блока формирования временных интервалов, подключены к соответствующим входам первого блока формирования сигнала запуска к первому входу которого, подключен первый вход третьего блока формирования сигнала запуска, а к третьему входу - первый выход блока логических элементов и третий вход третьего блока формирования сигнала запуска, ко второму и четвертому входам которого, подключены соответствующие выходы блока формирования временных интервалов, к одному из входов которого, подключены первые выходы первого и третьего блоков формирования сигнала запуска, второй выход блока логических элементов, подключен к первому входу второго блока формирования сигнала запуска ко второму входу которого, подключен выход второго порогового элемента, а к выходу - соответствующий вход исполнительного устройства подачи топлива, кроме того, выход генератора частоты подключен к соответствующему входу блока формирования временных интервалов соответствующие выходы которого, подключены соответственно к входам блока логических элементов, соответствующие выходы которого подключены к входам исполнительного устройства останова двигателя, при этом вход первого порогового устройства подключен к входу второго порогового устройства и к соответствующему входу системы автоматического регулирования параметров газотурбинного двигателя, а выход - к соответствующему входу блока формирования временных интервалов.
На чертеже представлена схема заявляемого устройства.
В систему автоматического регулирования параметров газотурбинного двигателя 12 дополнительно введен блок дискретных команд (БДК). В состав БДК входит: генератор частоты 1, блок формирования временных интервалов 2, первый блок формирования II группы запуска 3, второй блок формирования
III группы запуска 4, третий блок формирования IY группы запуска 5, блок логических элементов 6, первый 7 и второй 8 пороговые элементы, блок формирования команд управления 9, исполнительное устройство подачи топлива 10, исполнительное устройство останова двигателя 11.
Устройство работает следующим образом.
На объекте имеются исполнительные устройства подачи топлива и останова газотурбинного двигателя. В устройстве сгруппированы четыре группы управления ГТД - I группа запуска, II группа запуска, III и IY группы запуска двигателя. Кроме того, в исполнительное устройство подачи топлива 10, входит электромагнитный клапан «Пуск топлива», в исполнительное устройство останова двигателя 11, входит электромагнитный клапан «Стоп кран».
С бортовой системы управления объектом в БДК поступают команды управления запуском и останова двигателя. Блок дискретных команд формирует логику и времена работы групп запуска и останова двигателя.
После подачи электрического питания, БДК формирует импульс, обнуляющий формирование временных интервалов в блоке 2. При включении электрического питания и отсутствии команды «Останов двигателя» выходной сигнал с исполнительного устройства 11 включает электромагнит в исполнительном устройстве запуска двигателя объекта. При поступлении с бортовой системы управления команды «Подготовка к запуску», снимается запрет на запуск двигателя и прохождение команды на включение двигателя.
2
1
Команда на включение I группы запуска приходит на вход формирователя команд управления 9 и на включение I группы запуска в исполнительном устройстве объекта. С блока формирования команд управления 9 сигнал поступает на исполнительное устройство 10. Устройство 10 включает клапан пуска топлива в исполнительном устройстве объекта. Одновременно сигнал с блока 9 поступает на вход блока формирования временных интервалов 2, где формируется сигнал τ через время τ. После поступления сигнала с блока формирования команд управления 9, с блока формирования временных интервалов 2, сигнал поступает на первый блок формирования сигнала II группы запуска 3. Этот сигнал поступает на исполнительное устройство
3
5
6
объекта. С блока формирования временных интервалов 2 на блок логических элементов 6 поступает сигнал τ. В случае поступления в блок формирования временных интервалов 2 сигнала с порогового устройства 7 куда, поступает напряжение пропорциональное оборотам ротора двигателя, с выхода блока логических элементов 6, в систему автоматического регулирования ГТД 12 выдается сигнал «Бросок топлива». При отсутствии сигнала с порогового устройства 8, блок логических элементов 6 формирует команду на включение III группы запуска, при этих условиях блок формирования III группы запуска 4, выдает сигнал на включение команды пуска топлива. При наличии сигнала с порогового устройства 8 снимается команда на включение III группы запуска и отключается команда пуска топлива. Через время τ сигнал, с блока формирования временных интервалов 2, после команды запуск двигателя и отсутствия сигнала с порогового устройства 7, поступает в третий блок формирования IY группы запуска 5 с выхода которого, сигнал с длительностью τ на включение IY группы запуска поступает на исполнительное устройство объекта.
При поступлении с бортовой системы управления сигнала «Останов», блок дискретных команд отключает исполнительное устройство подачи топлива 10, снимает команду на III и IY группах запуска, включает исполнительное устройство останова двигателя 11.
Данное устройство по сравнению с прототипом позволяет расширить эксплуатационные возможности системы автоматического регулирования параметров газотурбинного двигателя за счет ее использования в режимах запуска и останова двигателя.
Устройство не требует создания специальной аппаратуры и может быть выполнено на базе серийно выпускаемых элементов.
Экономический эффект от использования полезной модели достигается за счет возможности объединенного регулирования в режимах запуска и останова двигателя.