DE1588228C - Sicherungseinrichtung gegen Drehzahlüberschreitung, insbesondere für Gasturbinen - Google Patents
Sicherungseinrichtung gegen Drehzahlüberschreitung, insbesondere für GasturbinenInfo
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Description
Signal um einen vorbestimmtens Betrag herabgesetzt
ist. . . ' ' ' · .
Insbesondere" erzeugt ein Synchrongenerator das
Drehzahlsignal, dessen Frequenz und Amplitude mit der Drehzahl des Läufers des Verdichters' zunehmen.
Zum Herabsetzen der Drehzahl des Läufers des Verdichtere kann man eiri Absperrorgan öffnen,'das
Druckluft von dem Verdichter abzapft/ Dieses Absperrorgan
wird durch einen Elektromagneten g'e-^
steuert, der eingeschaltet wird, wenn das .Ausgangssignal des Magnetverstärkers einen vorbestimmten
Wert erreicht. Von der einen der beiden Steuerwicklungen
des Magnetverstärkers wird unter der Wirkung des von dem Drehzahlsignal des Synchrongene-'
rators" abgeleiteten Signals eine Sperrspannung an den Magnetverstärker angelegt. Das an diese Steuerwicklung
angelegte - Signal bleibt im wesentlichen konstant, wenn bei einer Annäherung an die Grenzr
geschwindigkeit das Drehzahlsignal in der Frequenz und Amplitude zunimmt. Die zweite Steuerwicklung
des Magnetverstärkers, die in ihrer Polarität der ersten Wicklung entgegengesetzt ist, erhält ein Signal,
das ebenfalls von dem Drehzahlsignal des Synchrongenerators abgeleitet' ist. Bei steigender Drehzahl
nimmt die Amplitude des an die zweite Wicklung angelegten Signals bis auf einen Wert zu, bei dem sie
der Amplitude des an der ersten Wicklung liegenden Signals entspricht, was bei einer gegebenen Grenzdrehzahl
der Fall ist. Das Ausgangssignal des Magnetverstärkers bewirkt jetzt eine Betätigung des Magnetventils,
so daß die Drehzahl- des Läufers des Verdichters abnimmt. Der Stromfluß durch die Mitkopplungswicklung
des Magnetverstärkers ist von dem Erregungszustand des Elektromagneten und/oder des Magnetverstärkers abhängig..Durch die Mitkoppr
lungswicklung wird die Erregung des Magnetverstärkers aufrechterhalten, bis die Amplitude des Signals
an der zweiten Wicklung infolge einer Herabsetzung des Drehzahlsignals abgenommen hat. Wenn daher
die Grenzdrehzahl erreicht' ist, wird die Drehzahl des Triebwerks automatisch auf einen wesentlich kleineren
Wert herabgesetzt, ehe die Drehzahl des Triebwerks durch die üblichen Kraftstoffregler gesteuert
werden kann, die für diesen Zweck vorgesehen sind. ' .
Vorzugsweise ist ferner eine Einrichtung zum Prüfen der Wirksamkeit dieses Systems bei einer niedrigeren
Drehzahl als der Grenzdrehzahl ,vorgesehen. Zu diesem Zweck ist eine Einrichtung vorhanden,
weiche die Amplitude des Signals an der zweiten Wicklung des Magnetverstärkers gegenüber, .dem
Drehzahlsignal ei höht, so daß die Signale an den beiden Wicklungen bei einer niedrigeren Drehzahl einander
gegengleich sind, worauf die Drehzahl des Triebwerks automatisch herabgesetzt und dadurch
die Funktion des Systems nachgewiesen, wird, ohne daß das Triebwerk überbeansprucht wird.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen
insbesondere darin, daß, die Sicherungseinrichtung durch die Verwendung robuster elektrischer Bauteije
nicht störanfällig ist und daß die Betriebsfähigkeitsprüfung unterhalb der Grenzdrehzahl möglich ist, so
daß eine schädliche Überbeanspruchung der Turbine vermieden wird/
In den Fig. 1 und 2 der Zeichnung ist der Gegenstand
der- Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels dargestellt, welches nachstehend im einzelnen
erläutert ist. Es zeigt
Fig. t- eine schematische ν Schaltungsanordnung der Drehzahlsteuereinrichtung und " ! :' " .;
Fig.2 in einem Diagramm verschiedene Kennlinien
der in F i g. I gezeigteriSchaltungsanordnung." ·;
Das Triebwerk IG ist in der üblichen Weise aufgebautun'd
besitzt einen Axialverdichter· 11'mit einem Läufer 12. Der Verdichter dient zur Erhöhung ^des
Energiepegels des von der Kraftanlage-erzeugten, heißen Gasstroms. ; ":".·"·" "1^- -"■; ;t;1.·^".-.
Die Drehzahl des Läufers" 12 wird als die Drehzahl des Triebwerks bezeichnet. Für jedes Triebwerk, gibt
es eine höchstzulässige Dauerdrehzahl." Dies ist die höchste Drehzahl, bei der'ein Dauerbetrieb ohiie
übermäßige. Verkürzurig der t Gebrauchsdauer -des
Triebwerks möglich ist und'* die Sicherheitsgrenzen für den mechanischen Zusammenhalt des Triebwerks
nicht überschritten werden. Ein'Betrieb des Trieb/;
werks mit einer höheren als'"der hochstzulässigen
Dauerdrehzahl kann jedoch kurze Zeit hindurch erwünscht sein. Andererseits" darf eine bestimmte
Grenzdrehzahl auch kurze Zeit hindurch nichtüberschritten werden, weil sonst insbesondere~der'mecha--.
hische Zusammenhalt gefährdet- isL.,Eine"ltypische Grenzdrehzahl
beträgt {TO0Zp der höchstzulässigen "
Dauerdrehzahl. " " '■;_'.· · ' ■ :
Die erfindühgsgemäße Sicherungseinrichtung soll ■
einen Betrieb, des Triebwerks 10 bei einer" höheren.-als
der Grenzdrehzahl verhindern und ferner die Drehzahl des Triebwerks automatisch auf. einen "beträchtlich
niedrigeren Wert herabsetzen, ehe der Be^
trieb des Triebwerks wieder in Abhängigkeit von den normalerweise zur Regelung herangezogenen Bestimmungsgrößen
geregelt wird. Zu diesem Zweck wird beim Erreichen der Grenzdrehzahl ein elektromagnetisch
gesteuertes Absperrorgan 15 geöffnet, das von
dem Austrittsstrom des Verdichters eine genügende
Luftmenge abführt, so daß die Drehzahl des Läufers 12 auf einen vorbestimmten Wert herabgesetzt wird.
Beim Erreichen dieses niedrigeren Drehzählwertes wird das Absperrorgan 15 ausgeschaltet, worauf die
Drehzahl des Triebwerks wieder von'dem, üblichen,
nicht gezeigten Kraftstoff regler geregelt ..werden kann. Wenn dagegen das Absperrorgan £iim Abzweigen
von Luft aus dem Austrittsstrom des Verdichters offen ist, kann die normalerweise, wirksame Steuereinrichtung
keine weitere Drehzahlerhöhung bewirken. Λ
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung besitzt
einen Synchrongenerator J4,"der mit dem.LUufer
12 des Verdichters mechanisch verbunden .ist und von ihm angetrieben wird. Der. Synchrongenerator
legt an die Leiter 16 und 18 ein Wechselspannungssignal.an,
dessen Frequenz und Amplitude der Dreh-,zahl
des Läufers 12 proportional .sind. Wie aus der nachstehenden Beschreibung hervorgeht, werden von
der Ausgangsspannung ,des, Synchrongencnitqrs- 14
alle elektrischen Bestandteile der erfindungsgeinüUen
Schaltungsanordnung gespeist. '. · .,
Die Leiter 16 und 18 legen^ eine Spannung an den
Magnetverstärker 20 und.sind dazu an die l'riniärwicklung
eines Transformators 22 dieses Verstärkers angeschlossen. Der Leiter 16 führt über einen Schalter
24, der von dem Triebwerk entfernt, z. B. in der Flugzeugführerkanzel, angeordnet; sein kann. Mit
Hilfe dieses Schalters kann die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wahlweise in Betrieb genommen
oder außer Betrieb gesetzt werden. ·
Die Ausgangsleiter 26, 28 des Transformators 22 sind an je eine Schaltwicklung 30 bzw. 32 ange-
schlossen, deren Ausgangssignale in abwechselnden durch die Leiter, 80, _ 82 fließende Ausgangsstrom
Halbperioden über je eine Halbleiterdiode 34 bzw. nimmt nur langsam zu oder bleibt im wesentlichen
36 gegeben werden und zur Erzeugung einer Span- konstant. Infolgedessen bleibt die Amperewindungs-.nung
an einem Belastungswiderstand 38 führen. Der zahl der .Wicklung 42 in einem Frequenzbereich, der
Widerstand38 ist über einem Leiter40 mit der.Mit- 5 einer Drehzahl von 50 bis.llOfl/o der.höchstzulässilelanzapfung
der Sekundärwicklung des Transforma- 'gen Dauerdrehzahl entspricht^ ebenfails;im wesentjitors
22 verbunden. ... ,'■.. '. ...s .-,.,..;. r '-. >.- ,-■■. chen konstant, wie aus derFi g.^.heryörgeht.'., i\;i<".
Die Ausgangsspannung des Magnetverstärkers' 20 . Der .Widerstands-Stromkreis 74 hat Widerstände
ist eine Funktion der Amperewindungszahl der Steu- -86, 88 lind 90, die in Reihe zwischen dem .Punkt*
erwicklungen 42, 44 und 46, wie nachstehend erläu- io und dem Eingang des Halbleiterdiodengleichrichters
tert wird. Es ist ferner.eine Vormagnetisierungswick- 92, geschaltet sind. An den anderen Eingang des
lung 48 vorgesehen, deren Funktion ebenfalls nach- Gleichrichters 92 ist über den. Leiter 18 der Synstehend
erläutert wird. Eine Zeitkonstantenwicklung chrbngenerator 14 angeschlossen... Beim Ahlegen
50,dient zur Verhinderung von Schwingungen.. . . _. einer Wechselspannung an den'Gleichrichter 92 legt
. . Das'Absperrorgan 15 wird von einem Elektronik- 15 dieser an die Leiter 94, 96 einen Gleichstrom an, der ·
gneten 52 gesteuert, der ebenfalls von dem Synchron durch eine Halbleiterdiode'98 fließt und einen, kongeneratör
14 gespeist wird.. Die von dem Synchron- stanten Spannungsabfall an. dieser erzeugt. Der
generator kommenden Leiter 16 und 18 sind an eine Gleichstrom fließt ,dann in. die Steuenvicklung 44:
.Gleichrichterbrücke 54 mit - Halbleiterdioden ange- Der Ausgangsstrbm und damit, auch die in der Wickschlossen.
Von dieser Brücke wird Gleichstrom über so lung 44 erzeugte Amperewindungszahl. sind direkt
Leiter 56, 58 an den Elektromagneten 52 abgegeben. von der Amplitude des Drehzahlsignals abhängig,
,Der Leiter 56 ist direkt mit dem Elektromagneten 52 wie ebenfalls Fi g. 2 zeigt.
verbunden. Der Leiter 58 ist mit dem Widerstand 60. Die Wicklungen 42 und 44 sind einander entgeundv
dem Transistor 62 in Reihe geschaltet,, so daß gengesetzt gewickelt. Wenn daher die Amperewinder
Stromkreis des Elektromagneten 52 bei leitenden 25 dungszahl.der Wicklung 44 annähernd auf die Am-Transistor
62 geschlossen ist. Zwischen die Leiter perewindungszahl der Wicklung 42 gestiegen ist,
56 und 58 ist ferner ein Widerstand 64 geschaltet, können die Schaltwicklungen 30, 32 den Wechselder
eine Belastung, des Gleichrichters 54 bei gesperr- .. ] strom leiten, den "sie von dem Transformator 22 ertem
Transistor 62 bildet. Dem Elektromagneten 52 halten. Dadurch wird an dem Widerstand 38 eine hoist eine Diode 66 parallel geschaltet, die bei Erregung 30 here Ausgangssparinung erzeugt. Diese Ausgangsdes
Elektromagneten 52 einen induktionsbedingten spannung-wird durch den Widerstand 100 und den
Rückschlag verhindert.. . ' ■ "*^r»'.f ■ Kondensator 102 gesiebt, so daß an die Basis des ·
Der Synchrongenerator 14 erzeugt ein Drehzahl- Transistors 62 eine Auslösespannung angelegt wird.
. signal. Die Leiter 16 und 18.sind vorzugsweise an ein Die Ausgangsspannung des Magnetverstärkers 20 ist
abgestimmtes. Wechselstromfilter aus einer Induktivi- 35 in Fig.2 unten angedeutet. Beim Erreichen eines
tat 68 und einer Kapazität. 70 angeschlossen,'das Wertes y wird der Transistor 62 leitfähig, so daß der
einen relativ niedrigen Gütefaktor hat. Es wird daher ■ Elektromagnet 52 eingeschaltet und das Absperrorzwischen
den Leitern 16 und 18 an dem Punkt* ein gan 15 geöffnet wird. Dadurch wird die Drehzahl der
im wesentlichen sinuskurvenförmiges Drehzahlsignal Kraftanlage herabgesetzt! " .-...'
erzeugt", dessen Amplitude von einer beträchtlich un- 40 Der schnelle Anstieg der Ausgangsspannung des
ter der Grenzdrehzahl liegenden Drehzahlamplitude Magnetverstärker 20 ist.auf die Mitkopplungswickbis
mindestens zur Grenzdrehzahlamplitude relativ -lung 46 zurückzuführen. Man erkennt, daß ein
steil ansteigt. Diese Funktion ist in F i g. 2 durch die Stromleitweg von dem Widerstand 38 über einen
obere'Kurve dargestellt. ' · Widerstand 104 vorhanden ist, der mit einer Seite
Das Drehzahlsignal wird, von dem Punkt* an« der Wicklung 46 verbunden ist. Der elektromagnet!- ,
einen Induktivitäts-Stromkreis 72 angelegt, dessen sehe Kopplungsweg wird dadurch geschlossen, daß
' Ausgang an' die Steuerwicklung 42 des Magnetver- die Wicklung 46 über den Widerstand 60 mit dem
stärkers 20 angeschlossen ist. Dasselbe Drehzahl- Widerstand 38 verbunden ist. Bei leitfähigem Transisignal
wird an einen Widerstands-Stromkreis 74 ange- stör 62 und eingeschaltetem Elektromagneten 52 ist
legt, dessen "Ausgang an die Steuenvicklung 44 des 50 infolge des Stromflusses durch den Elektromagneten
Magnetverstärkers angeschlossen ist." ■ " ' ein,'weiterer Kopplurigsweg vorhanden, weil der
Der Induktivitäts-Stromkreis 72 hat eine Indukti- Spannungsabfall an dem Widerstand 60 ebenfalls an
vität 76, die an ihrem einen Ende an den Punkt* die Wicklung 46 angelegt wird.' Dieser Stromfluß
zwischen der Induktivität 68 und der Kapazität 70 wird durch einen Widerstand 106 begrenzt.' ■ "'
angeschlossen ist. ■ ' ' — 55 Durch die Mitkopplungswicklung 46 wird die Er-
" Das andere Ende der Induktivität 76 ist an einen regung des Elektromagneten 52 auch äufrechterhal-Eingang
eines'Halbleiterdiodengleichrichters 78 an- ten, wenn die Drehzahl der Kraftanlage auf einen
gelegt, dessen anderer Eingang über den Leiter 18 Wert gesunken ist, der niedriger ist als die Grenzmit
dem Synchrongenerator 14 verbunden ist. Beim drehzahl von 110% der'höchstzülässigen Dauerdrch-Anlegen
einer Wechselspannung an den Gleichrich- 60 zahl. Infolgedessen bleibt auch das "Absperrorgan 15
ter 78 legt dieser an die Leiter 80 und 82 einen offen, so daß die Drehzähl des Triebwerks auf einen
Gleichstrom an, der durch einen Kondensator 84 ge- vorbestimmten, niedrigeren Wert herabgesetzt wird,
siebt wird. Die Leiter 80, 82 sind an die Wicklung 42 Die Polarität und die Amperewindungszahl· der Mitangeschlossen
und bewirken, daß durch die Schalt- kopplungswicklung sind so gewählt,'daß'die Schaltwicklungen
30, 32 ein Steuerstrom mit einer gegebe- 65 wicklungen voll leitfähig bleiben, wenn die Amperenen
Amperewindungszahl fließt: Der Wert der In- windungszahl der Wicklung 44 unter den Wert geduklivität
76 ist so gewählt, daß ihre Impedanz mit sunken ist, bei dem der Elektromagnet 52'zunächst
der Frequenz des Drchzahlsignals zunimmt. Der eingeschaltet wurde. Wenn die Amperewindungszahl
der Wicklung 52 höher ist als die der Wicklungen 44 20 angelegten Spannung darstellen, auf den Wert y
und 48 zusammen, wird die Ausgangsspannung des gelegt werden, so daß in einem großen Bereich der
Magnetverstärkers sofort unter den Werty herabge- Erregungsspannung die Grenzdrehzahl 110% der
setzt, so daß der Transistor 62 gesperrt und der höchstzulässigen Dauerdrehzahl beträgt. Diese kon-Elektromagnet
52 gleichzeitig ausgeschaltet wird. 5 s';ante Vormagnetisierungsstromstärke kann vorteil-Die
in Fig.2 ausgezogen gezeigte Kurve stellt die hafterweise mit Hilfe der beschriebenen Anordnung
Abhängigkeit der Ausgangsspannung des Magnetver- erzielt werden, wobei sie von dem konstanten Spanstärkers
von dem Werty und damit das Arbeitsspiel nungsabfall an der Diode 98 abgeleitet wird, die mit
des Elektromagneten 52 dar, der das Absperrorgan 15 dem Widerstand 108 kombiniert ist. Diese Anordoffen
hält, bis die Drehzahl des Triebswerks auf io nung ist wirtschaftlich und arbeitet sehr genau,
einen vorbestimmten, niedrigeren Wert von beispiels- Es ist erwünscht, die erfindungsgemäße Schalweise 104 % der höchstzulässigen Dauerdrehzahl ge- tungsanordnung zu prüfen, ohne daß das Triebwerk sunken ist. Auf diese Weise wird eine tote Zone er- auf eine Drehzahl von 110 % der höchstzulässigen halten. Der ausgeschaltete Elektromagnet 52 wird Dauerdrehzahl gebracht wird. Zu diesem Zweck erst wieder eingeschaltet, wenn die Grenzgeschwin- 15 kann in der Kanzel des Flugzeugführers ein von diedigkeit von 110% der höchstzulässigen Dauerdreh- sem bedienter Schalter 110 angeordnet sein, der zahl erneut erreicht ist. Dieser doppelte Kopplungs- durch Leiter 112, 114 parallel zum Widerstand 88 weg gewährleistet eine konstantere tote Zone (oder des Stromkreises 74 geschaltet ist. Durch Schließen Hysterese) zwischen dem Einschalt- und Ausschalt- des Schalters 110 wird der Widerstand 88 überbrückt punkt im Bereich der Umgebungstemperatur und der 20 bzw. kurzgeschlossen, so daß der Widerstandswert veränderlichen Erregungsspannung. des Stromkreises 74 herabgesetzt und dessen Aus-
einen vorbestimmten, niedrigeren Wert von beispiels- Es ist erwünscht, die erfindungsgemäße Schalweise 104 % der höchstzulässigen Dauerdrehzahl ge- tungsanordnung zu prüfen, ohne daß das Triebwerk sunken ist. Auf diese Weise wird eine tote Zone er- auf eine Drehzahl von 110 % der höchstzulässigen halten. Der ausgeschaltete Elektromagnet 52 wird Dauerdrehzahl gebracht wird. Zu diesem Zweck erst wieder eingeschaltet, wenn die Grenzgeschwin- 15 kann in der Kanzel des Flugzeugführers ein von diedigkeit von 110% der höchstzulässigen Dauerdreh- sem bedienter Schalter 110 angeordnet sein, der zahl erneut erreicht ist. Dieser doppelte Kopplungs- durch Leiter 112, 114 parallel zum Widerstand 88 weg gewährleistet eine konstantere tote Zone (oder des Stromkreises 74 geschaltet ist. Durch Schließen Hysterese) zwischen dem Einschalt- und Ausschalt- des Schalters 110 wird der Widerstand 88 überbrückt punkt im Bereich der Umgebungstemperatur und der 20 bzw. kurzgeschlossen, so daß der Widerstandswert veränderlichen Erregungsspannung. des Stromkreises 74 herabgesetzt und dessen Aus-
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung soll gangsstromstärke erhöht wird. Auf diese Weise wer-
in ihrer Funktion von Temperaturveränderungen im den bei einer niedrigeren Drehzahl des Triebwerks
wesentlichen unabhängig sein. Zu diesem Zweck soll von beispielsweise 90 % der höchstzulässigen
der Widerstand 86 des Stromkreises 74 vorzugsweise 25 DauerdrehzaW ein stärkerer Ausgangsstrom und hö-
eine Temperaturkompensation bewirken, so daß die here Amperwindungszahlen erzielt, wie in F i g. 3
Stromstärke in der Wicklung 44 temperaturunabhän- durch die strichlierte Kurve dargestellt ist. Jetzt be-
gig ist. trägt die Grenzdrehzahl für die Schaltungsanordnung
Eine weitere Kompensation wird durch die Vor- 90% der höchstzulässigen Dauerdrehzahl, so daß
magnetisierungswicklung 48 erzeilt. Bei der Annähe- 30 der Elektromagnet bei dieser niedrigeren Drehzahl
rung an den Punkt y hat die Kurve der Ausgangs- eingeschaltet und danach die Drehzahl des Triebspannung
des Magnetverstärkers eine leichte Bie- werks in der vorstehend beschriebenen Weise um
gung. Der Krümmungsgrad dieser Biegung ist eine einen prozentual entsprechenden Wert herabgesetzt
Funktion der Erregungsspannung und von einem wird. Der Flugzeugführer kann sich also von der Be-Magnetverstärker
zum anderen verschieden. Wenn 35 iriebsfähigkeit der Überdrehzahlsicherungseinrichman
den Magnetverstärker mit einer geeigneten Am- rung überzeugen, ohne daß das Triebwerk überbeanperewindungszahl
vormagnetisiert, kann der Null- sprucht wird, wie dies beim Prüfen der Sicherungspunkt der Kurven, welche die Abhängigkeit der Er- einrichtung mit einer Drehzahl von 110% der
regungsspannung von der an den Magnetverstärker höchstzulässigen Dauerdrehzahl der Fall wäre.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Sicherungseinrichtung gegen Drehzahl- mit der Drehzahl des Turbinenläufers zunimmt, einer
Überschreitung, insbesondere "für Gasturbinen, ersten Einrichtung, die auf das Drehzahlsignal anmit
einer . Einrichtung zur Erzeugung, eines 5 spricht und-ein· erstes-Signal .erzeugt, einer zweiten
Drehzahlsignals, dessen Frequenz und Größe mit Einrichtung, die ebenfalls auf das Drehzahlsignal ander
Drehzahl des Turbinenläufers zunimmt, einer spricht und ein'zweites Signal erzeugt, das sich relaersten
Einrichtung, die auf das Drehzahlsignal tiv zu dem Drehzahlsignal stärker ändert als das erste
anspricht und ein erstes Signal erzeugt, einer Signal, und einer Einrichtung, die bei der maximalen
zweiten Einrichtung, die ebenfalls auf das Dreh- io Drehzahl auf eine vorbestimmte Beziehung zwischen
zahlsignal anspricht und ein zweites Signal.er-. „ dem ersten und dem zweiten Signal anspricht; um die
zeugt, das sich relativ zu dem Drehzahlsignal " Drehzahl des Laufers auf einen vorbestimmten· Wert
stärker ändert als das erste Signal, und einer Ein- zu vermindern, der wesentlich geringer ist als die marichtung,
die bei der maximalen Drehzahl auf ' ximale Drehzahl. ' '·'
eine vorbestimmte Beziehung zwischen dem er- 15 Gasturbinentriebwerke besitzen einen mit einem
sten und dem zweiten Signal anspricht, um'die Läufer versehenen Verdichter zürn Verdichten von
Drehzahl des Läufers auf -einen vorbestimmten Luft, so daß der Energiepegel des vom Triebwerk er-Wert
zu vermindern,, der wesentlich geringer ist zeugten heißen Gasstromes erhöht wird. Im-.normaals
die maximale Drehzahl,., dadurch ge- len Betrieb wird die Drehzahl des Triebwerks'durch
kennzeichnet, daß die ·Einrichtung (38, 20 Regelung der ihr zugeführten Kraftstoffmenge ge-46),
die auf die . vorbestimmte Beziehung :zwi- steuert. Die zugeführte Kraftstoffmenge wird in Absehen
dem ersten und dein zweiten Signal an- hängigkeit von,,einem Sollwertsignal gesteuert, das
spricht, ein Magnetverstärker (20) ist, der entge- von einer Bedienungsperson bzw. dem Flugzeugfühgengesetzt
gewickelte Steuerwicklungen. (42, 44) rer eingestellt wird und das ferner von verschiedenen
für das erste bzw. zweite Signal aufweist, sowie 35 Betriebsgrößen der Kraftanlage abhängig sein kann,
eine dritte Wicklung (46), die auf die vorbe- z. B. von der Turbineneintrittstemperatur und dem
stimmte Beziehung zwischen dem ersten und dem . Verhältnis zwischen dem Eintritts- und dem Auszweiten
Signal anspricht und die eine Mitkopp- ' trittsdruck des Verdichters (USA.-Parentschrift
lungsschleife bildet, die die gleiche Polarität wie . 2827 910). Im normalen Dauerbetrieb, z.B. bei
die zweite Wicklung (44) aufweist und erregt 30 einem Flugzeug unter, Reiseflugbedingungen, arbeitet
wird, wenn das erste und das zweite Signal na- das Triebwerk mit der höchstzulässigen Dauerdrehhezu
gleich sind, und daß die Größe des Mit- ' zahl, d.h. mit der höchsten Drehzahl, bei der das
kopplungssignals kleiner ist als.die des ersten Si- Triebwerk längere Zeit hindurch arbeiten kann; ohne
gnals, so'daß die Drehzahl des.Läufers vermin-. . daß der wirtschaftliche Kraftstoffverbrauch oder die
dert wird, bis das zweite Signal um einen vorbe- 35 Lebensdauer des Triebwerks beeinträchtigt werden,
stimmten Betrag herabgesetzt ist. - Ein Betrieb bei Drehzahlen, die höher sind als die
2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekehnzeich- höchstzulässige Dauerdrehzahl, kann für kurze Zeit
net durch eine Einrichtung (88, 110) zur vor- notwendig sein. Es gibt aber eine Grenzdrehzahl, bei
übergehenden Änderung des vorbestimmten Ver- deren Überschreitung der mechanische Zusammenhältnisses
zwischen dem ersten und dem zweiten 40 halt der Kraftanlage gefährdet ist. Daher ist es beSignal
zwecks Prüfung der Sicherungseinrichtung . . kahnt, Gasturbinen mit einer ÜberdrehzahLicherung
bei einer niedrigeren Drehzahl als der höchsten zu versehen, die wirksam wircl,~wenn in der normalen
Drehzahl des Läufers. Steuereinrichtung ein Fehler auftritt, z. B. ein Kraft-
3. Einrichtung nach Anspruch 2,, dadurch ge- stoffdosierventil im voll geöffneten Zustand klemmt,
kennzeichnet, daß die erste Signalerzeugungsein-· 45 Der Erfindung liegt die-Aufgabe zugrunde, eine
richtung einen Induktivitätsstromkreis (72) und - ■ Sicherungseinrichtung gegen Drehzahlüberschreidie
zweite Signalerzeugungseinrichtung einen : lung, insbesondere für Gasturbinentriebwerke zu
Widerstandsstromkreis (74) aufweist, und daß ein schaffen, mit der ein Betrieb des Triebwerks bei einer
Nebenschlußweg (88,· III) für-den Widerstands-.' höheren als der Grenzdrehzahl verhindert wird, und
Stromkreis (74) vorgesehen ist, um vorüberge- 50 die bei einer Drehzahl auf ihre Betriebsfähigkeit gehend
das vorbestimmte Verhältnis zwischen dem prüft werden kann, die niedriger ist als. die Grenzersten
und dem zweiten Signal zu ändern. drehzahl, damit ohne Überbeanspruchung des Tricb-
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- werks festgestellt werden kann, daß die Überdrehkennzeichnet,
daß der Ausgang des Widerstands-. zahlsicherungeinwandfrei.aibeitet.
Stromkreises (74) mit einer Vormagnctisierungs- 55 Diese Aufgabe wird, eifindungsgemäß dadurch ge-
wicklung (48) des Magnetverstärkers (20) ver- löst, daß die Einrichtung, die huf die vorbeslimmte
bunden ist. ■ ■ Beziehung zwischen dem ersten und dem zweiten Si-
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche I gnal anspricht, ein Magnetverstärker ist, der cntgebis
4, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet- gengesetzt gewickelte Steuerwicklungen für das erste
verstärker (20) zur Änderung der Drehzahl des 6° bzw. zweite Signal aufweist, sowie eine dritte Wick-Turbinenläufers
durch Abziehen von Luft aus lung, die auf die vorbestimmte Beziehung zwischen
dem Turbinenverdichter (12) ein elektromagne- dem ersten und dem zweiten Signal anspricht und die
tisch betätigtes Absperrorgan (15) steuert. eine Mitkopplungsschleife bildet, die die gleiche Polarität
wie die zweite Wicklung aufweist und erregt
· 65 wird, wenn das erste und das zweite Signal nahezu
gleich sind, und daß die Größe des Mitkopplungs-
Die Erfindung betrifft eine Sicherungseinrichtung signals kleiner ist als die des ersten Signals, so daß die
gegen Drehzahlüberschreitung, . insbesondere für Drehzahl des Läufers vermindert wird, bis das zweite
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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DEG0049686 | 1967-03-29 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1588228A1 DE1588228A1 (de) | 1971-02-18 |
DE1588228B2 DE1588228B2 (de) | 1972-11-02 |
DE1588228C true DE1588228C (de) | 1973-05-30 |
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