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DE1588228C - Sicherungseinrichtung gegen Drehzahlüberschreitung, insbesondere für Gasturbinen - Google Patents

Sicherungseinrichtung gegen Drehzahlüberschreitung, insbesondere für Gasturbinen

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Publication number
DE1588228C
DE1588228C DE19671588228 DE1588228A DE1588228C DE 1588228 C DE1588228 C DE 1588228C DE 19671588228 DE19671588228 DE 19671588228 DE 1588228 A DE1588228 A DE 1588228A DE 1588228 C DE1588228 C DE 1588228C
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DE
Germany
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speed
signal
engine
winding
rotor
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired
Application number
DE19671588228
Other languages
English (en)
Other versions
DE1588228B2 (de
DE1588228A1 (de
Inventor
Louis Lamoil Cincinnati Ohio Owen (V.St.A.)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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
Priority claimed from US561483A external-priority patent/US3395534A/en
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of DE1588228A1 publication Critical patent/DE1588228A1/de
Publication of DE1588228B2 publication Critical patent/DE1588228B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1588228C publication Critical patent/DE1588228C/de
Expired legal-status Critical Current

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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-
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 2 Patentansprüche: Gasturbinen, mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Drehzahlsignals, dessen Frequenz und Große
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
DE19671588228 1966-06-29 1967-03-29 Sicherungseinrichtung gegen Drehzahlüberschreitung, insbesondere für Gasturbinen Expired DE1588228C (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US561483A US3395534A (en) 1966-06-29 1966-06-29 Speed responsive and control systems for rotors
US56148366 1966-06-29
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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