DE69623098T2 - Vermeidung des pumpens eines verdichters - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft Methoden zum Diagnostizieren und Vermeiden von Strömungsabriss in Rotationsverdichtern, beispielsweise Flugzeugstrahltriebwerken.
- Bei einem dynamischen Rotationsverdichter, der unter normalen, stabilen Strömungsbedingungen arbeitet, ist die Strömung durch den Verdichter im Wesentlichen gleichförmig um den Ringraum, d. h. sie ist achsensymmetrisch, und die über den Ringraum gemittelte Strömungsrate ist gleichmäßig. Generell gilt, wenn der Verdichter zu nahe bei dem maximalen Druckanstieg bei dem Konstantdrehzahl-Leitungsdiagramm des Verdichterdruckanstiegs gegen die Massenströmung arbeitet, können Störungen, die auf den Verdichter einwirken, ihn veranlassen, auf einen Bereich des Leistungsdiagramms zu treffen, in dem sich fluiddynamische Instabilitäten entwickeln, die als rotierender Strömungsabriss und/oder Pumpen bekannt sind. Dieser Bereich ist auf dem Verdichterleistungsdiagramm durch die Pump/Strömungsabrisslinie begrenzt. Die Instabilitäten verschlechtern die Leistung des Verdichters und können zu einer andauernden Beschädigung führen, folglich sollten sie vermieden werden.
- Rotierender Strömungsabriss kann als ein zweidimensionales Phänomen betrachtet werden, welches einen lokalisierten Bereich von verringerter oder umgedrehter Strömung durch den Verdichter erzeugt, der um den Ringraum des Strömungswegs rotiert. Dieser Bereich wird als "Strömungsabrisszelle" ("stall cell") bezeichnet und setzt sich typischerweise axial durch den Verdichter fort. Rotierender Strömungsabriss erzeugt eine verringerte Ausgabe (gemessen in über den Ringraum gemitteltem Druckanstieg und Massenströmung) aus dem Verdichter. Außerdem belastet und entlastet die Strömungsabrisszelle beim Rotieren um den Ringraum die Verdichterlaufschaufeln und kann Laufschaufel- Ermüdungsversagen induzieren. Pumpen ist ein eindimensionales Phänomen, welches durch Oszillationen in der über den Ringraum gemittelten Strömung durch den Verdichter definiert ist. Bei ernsten Pumpzuständen kann es zu einer Strömungsumkehr durch den Verdichter kommen. Beide Arten von Instabilitäten sollten insbesondere bei Flugzeuganwendungen vermieden werden.
- Bei praktischen Anwendungen gilt, je enger der Arbeitspunkt an dem Maximaldruckanstieg ist, desto weniger kann das Verdichtungssystem ein vorgegebenes Störungsniveau tolerieren, ohne in den Zustand eines rotierenden Strömungsabrisses und/oder Pumpen zu gelangen. Das Auslösen eines rotierten Strömungsabrisses führt zu einem plötzlichen Anstieg (innerhalb von 1 bis 3 Rotorumdrehungen) von einem Zustand effizientem, achsensymmetrischen Betriebs mit hohem Druckanstieg zu einem Zustand von uneffizientem, nicht- achsensymmetrischem Betrieb mit verringertem Druckanstieg. Es bedarf des Absenkens der Arbeitslinie auf dem Verdichter-Leistungsdiagramm auf einen Punkt deutlich unterhalb des Punkts, bei dem es zu dem Strömungsabriss gekommen ist, um den Verdichter zu einem achsensymmetrischen Betrieb zurückzubringen (d. h. um den rotierenden Strömungsabrissbereich zu eliminieren). Bei praktischen Anwendungen kann es sein, dass der Verdichter abgeschaltet und neu gestartet werden muss, um den Strömungsabriss zu eliminieren (oder sich von diesem zu erholen) in Folge der Strömungsabriss-Hysterese. Das Auslösen eines Pumpens erzeugt eine ähnliche Leistungs- und Betriebsverschlechterung, aber zu einem Pumpen kommt es aus anderen Gründen.
- Wegen dieser möglichen Instabilitäten werden Verdichter typischerweise mit einem "Strömungsabriss-Grenzbereich" ("stall margin") betrieben. Der Strömungsabriss-Grenzbereich ist ein Maß des Verhältnisses zwischen dem Maximaldruckanstieg, d. h. dem Druckanstieg bei Strömungsabriss, und dem Druckverhältnis bei der Betriebskurve für den Verdichter für die momentane Strömungsrate. In der Theorie gilt, je größer der Strömungsabriss-Grenzbereich, desto größer kann die Störung sein, welche das Verdichtersystem tolerieren kann, bevor es zu einem Strömungsabriss und/oder Pumpen kommt. Deshalb ist es Ziel bei der Verdichter-Konstruktion, einen ausreichenden Strömungsabriss-Grenzbereich zu inkorporieren, um den Betrieb in einem Zustand zu vermeiden, in dem eine zu erwartende Störung wahrscheinlich Strömungsabriss und/oder Pumpen auslöst. Bei Gasturbinentriebwerken, die verwendet werden, um Flugzeuge anzutreiben, sind Strömungsabriss-Grenzbereiche von 15 bis 30% üblich. Da der Betrieb des Verdichters unterhalb des Maximaldruckanstiegs mit sich eine Verringerung bei der Betriebseffizienz und -leistung bringt, hat man einen Kompromiss zwischen Strömungsabriss- Grenzbereich und Leistung. Der Strömungsabriss-Grenzbereich kann durch Maschinenbetriebsbedingungen verringert werden, beispielsweise Anstellwinkel und Gierwinkel des Flugzeugs und Beschleunigung (Zustände, die momentan den Anstieg im aktuellen Druck ändern) und kann sich mit der Zeit durch Bauteilverschleiß, beispielsweise größere Abstände zwischen den Verdichterlaufschaufelspitzen und der Verdichterbegrenzungswand verringern.
- Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Vermeiden von Verdichter- Strömungsabriss, insbesondere bei Flugzeugstrahltriebwerken.
- Ein Verfahren zum Kontrollieren des Beschleunigungsbetriebs einer Gasturbinenmaschine ist aus der Europäischen Patentanmeldung EP-A2-0401152 bekannt. Dieses System erlaubt es der Maschine, zu beschleunigen mit einem adäquaten Strömungsabriss-Grenzbereich, indem die Strömung von Kraftstoff zu dem Brenner in Reaktion auf bestimmte Maschinenbetriebsparameter bei der Beschleunigung kontrolliert wird.
- Gemäß einem ersten Aspekt liefert die vorliegende Erfindung eine Steuerung für einen Rotationsverdichter nach Anspruch 1.
- Gemäß einem zweiten Aspekt liefert die Erfindung ein Verfahren zum Vermeiden von Strömungsabriss in einem Rotationsverdichter gemäß Anspruch 10.
- Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Verdichterströmung mit einem oder mehreren Drucksensoren gemessen, um ein Signal zu erzeugen, das durch einen Bandpassfilter geleitet wird, der ein unteres Abgleiten (roll-off) zwischen 0.01 und 1 von N2 (der Verdichterrotationsfrequenz) und ein oberes oberes Abgleiten (roll-off) zwischen 1 und 10 von N2 hat. Der Ausgang des Filters wird geglättet und mit einem "Konstruktionswert" für Verdichterströmungsunstetigkeiten verglichen und ein Fehler erzeugt, der integriert wird. Ein oder mehrere Verdichterzapfluftventile werden geöffnet, wenn das Integral einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
- Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung werden Verdichterzapfluftventile für eine feste Dauer geöffnet, wenn der Schwellwert überschritten wird.
- In einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird, wenn die Schwelle überschritten wird und die Zapfluftventile geöffnet sind, der Konstruktionswert temporär geändert (z. B. verringert) bis die Zapfluftventile schließen.
- Ein Merkmal der Erfindung, welches von der Fähigkeit der Erfindung herrührt, sehr frühe Zeichen eines rotierenden Strömungsabrisses zu detektieren, ist, dass eine Strömungsabrissregelung, welche die vorliegende Erfindung nutzt, verwendet werden kann, um den Betrieb eines Verdichter(Pump-)Systems versehen mit einem Verdichter, der unter bestimmten Umständen anfällig für rotierenden Strömungsabriss ist, zu verbessern. Ein Merkmal der Erfindung ist, dass sie bei Gasturbinenmaschinen und Kühlsystemen, beispielsweise bei manchen Klimaanlagensystemen oder Kälteanlagen verwendet werden kann.
- Die genannten und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und in den folgenden Zeichnungen deutlicher.
- Fig. 1 ist ein Funktionsdiagramm einer Gasturbinenmaschine, welche einen statischen Drucksensor und einen Signalverarbeiter verwendet, um das Öffnen und Schließen von Verdichterzapfluftventilen zu steuern, um Strömungsabriss zu vermeiden, unter Verwendung des zeitlich sich ändernden Ausgangs des Drucksensors, gemäß der vorliegenden Erfindung.
- Fig. 2 zeigt verschiedene Verdichterstufen statische Verdichterströmungs- Drucksensoren, Zapfluftventilpositionen und Signalverarbeitungsschritte, um das Öffnen und Schließen der Zapfluftventile gemäß der vorliegenden Erfindung zu steuern.
- Fig. 3 zeigt Transferfunktionen oder -operationen, die in einem der in Fig. 2 gezeigten Schritte verwendet werden.
- Fig. 4 ist ein dreidimensionaler Auftrag der Größe der Fluktuationen und N2 und der Dauer der Fluktuationen und zeigt die Druckfluktuationen bei N2, die gemäß der vorliegenden Erfindung zur Maschinendiagnose verwendet werden.
- Fig. 5 ist ein dreidimensionaler Auftrag der Größe der Druckfluktuationen und N2 und der Dauer der Fluktuationen und zeigt die Druckfluktuationen, die typischerweise bei niedrigeren Frequenzen (unterhalb N2) auftreten und auf die Strömungsabriss-Detektorgeräte des Stands der Technik typischerweise ansprechen.
- Fig. 1 zeigt eine Bypass-Gasturbinen-Turbobläsermaschine 10, welche einen statischen Drucksensor 12 verwendet, um ein Signal PR1 zu liefern mit charakteristischen Merkmalen der Verdicherströmung 14, die an einem Ort der Verdichterstufe herrschen, beispielsweise zwischen der achten und neunten Verdichterstufe. Das Signal PR1 wird einem Signalprozessor (SP) 16 zugeleitet, von dem man davon ausgehen kann, dass er eine zentrale Verarbeitungseinheit und zugehörige Speicher aufweist, die so programmiert sind, dass sie zyklisch Berechnungsschritte unter Verwendung des Signals PR1 und der Kontroll/Transferfunktionen 20, 22, 24 und 26 in Fig. 2 ausführen, um ein Signal ACON zu erzeugen.
- Der Signalprozessor erhält auch ein Verdichterdrehzahl(N2)signal, welches die Verdichterdrehzahl oder -frequenz (d. h. Rotorfrequenz) repräsentiert. Das Signal ACON kontrolliert das Öffnen der Verdichter-Zapfluftventile 18 unter Verwendung der folgenden Kontrollvorschrift, die detaillierter unter Verwendung des Software-Funktions-Blockdiagramms der Fig. 2 und Fig. 3 erklärt werden wird:
- In dieser Gleichung 1 gilt α&sub1; = ein Momentanniveau der Unstetigkeit bei den Strömungseigenschaften, wie in dem Drucksignal PR1 manifestiert, und αk ist ein gespeicherter oder "Konstruktions-"Wert für das momentane Niveau der Unstetigkeit.
- In Fig. 1 kontrolliert eine sog. "FADEC" oder "Full Authority Digital Electronic Control" 28 die Kraftstoffströmung zu den Maschinenbrennern 2 als Funktion einer Leistungshebel-Einstellung PLA (power lever advance) eines im Cockpit angeordneten Leistungskontrollelements 4. Man kann annehmen, dass die Brennstoffkontrolle einen Signalprozessor zum Kontrollieren der Brennstoffströmung auf der Basis einer Vielzahl von Maschinenbetriebsparametern aufweist und, obwohl ein separater Signalprozessor 16 zum Ausführen der speziellen Abläufe, die zu der vorliegenden Erfindung gehören, gezeigt wurde, ist vorstellbar, dass eine FADEC so programmiert werden kann, dass sie diese Operationen ausführt und das ACON-Signal zum Kontrollieren der Zapfluftventile 18 erzeugt.
- Unter Bezugnahme auf Fig. 2 kann man beobachten, dass ein Verdichter eine Mehrzahl von Stufen aufweist, dass Zapfluftventile 18 selektiv an bestimmten Stufen angeordnet sind, und dass der statische Drucksensor 12 vor diesen Stufen (strömungsaufwärts in der Verdichterströmung) angeordnet ist, obwohl bei manchen Anwendungen der Sensor oder die Sensoren 12 nach (strömungsabwärts von) den Zapfluftventilen 18 angeordnet sein kann. Man sollte annehmen, dass der Signalprozessor 16 so programmiert ist, dass er Schritte ausführt, die die Funktionen der Blöcke 20, 22, 24 und 26 erzielen. Das von dem Sensor 12 erzeugte Drucksignal PR1 wird eine zeitlich ändernde Charakteristik haben und eine Verdichterströmungs-14-Kennung einschließlich einer Anzeige der Strömungsunstetigkeiten zusammen mit Strömungs- und Sensorrauschen erzeugen. Das Drucksignal PR1 wird beim Block 20 schmal gefiltert, wobei die Bandpassfrequenz von 0,1N2 bis N2 mit zweipolige Abgleiten (2 pole roll-offs) bei der oberen und unteren Frequenz rangiert. Ein Effekt ist das Glätten des Signals PR1. Der Ausgang von der Filterfunktion 20, das Signal PR2, wird in einer Absolutwert-22-Funktion verwendet, um das Absolutwertsignal PR2 für das Spektrum von Information, die durch die Filterfunktion 20 geleitet wird, zu erzeugen. Um unerwünschtes Rauschen in dem Signal PR2 zu entfernen, wird der Ausgang vom Block 22 auf einen Tiefpassfilter mit einem Abgleiten bei 1 Hz gegeben und das Signal PR3 erzeugt, was effektiv ein Maß des zu einem imminenten Verdichterströmunsabriss gehörenden unstetigen Strömungszustand, mit anderen Worten für den verbleibenden Strömungsabriss- Grenzbereich, ist. Der nächste Block 26 beginnt die in Fig. 3 gezeigten Operationen. Bei der Operation 30 wird der Precurserwert PR3 von einem gespeicherten Wert Amax (Block 32) abgezogen, bei dem es sich um den Maximal- oder Konstruktionswert für den Precurserwert handelt und manifestiert, bei Überschreiten, eine instabile Verdichterströmung in dem Wert des Signals Fehler 1. Angenommen der Ausgang von dem Skalierblock 30 ist null, wäre der Ausgang, Fehler 2, von einer zweiten Summiereinrichtung 30 Fehler 1. Der Wert für Fehler 2 wird bei der Operation 38 integriert. Der Ausgang des Integrationsschritts wird bei Operation 40 begrenzt, und der Ausgang Aint (aus dem Begrenzer 40) wird mit der Operation 42 skaliert und erzeugt das Zapfluft- Kontroll-Ausgabesignal Acon. Bei der logischen Operation 44 werden die Zapfluftventile 18 gesteuert, vollständig zu öffnen, wenn Acon einen gespeicherten Schwellwert überschreitet; ansonsten bleiben die Zapfluftventile 18 vollständig geschlossen. Der Block 44 sollte in der Lage sein, eine der folgenden Operationen durchzuführen, sobald die Zapfluftventile geöffnet sind. Er kann ein Signal liefern, um den Wert von Amax etwas zu verringern, z. B. um 10%, während die Zapfluftventile offen sind, und Amax auf seinen vollständigen Wert zurückbringen, wenn die Ventile wieder schließen (das Offen-Signal endet). Alternativ, wie durch den unterbrochenen Block gezeigt, kann eine Timer-Funktion 44 verwendet werden, um die Zapfluftventile für ein fest vorgegebenes Intervall zu öffnen, wenn das Acon-Signal erzeugt wird. Der Ausgang von der Operation 40 wird von dem Ausgang von der Integratoroperation 38 bei der Summiereinrichtung 46 abgezogen, und der Fehler von der Summiereinrichtung 46 wird mit der Operation 34 skaliert und auf die Summiereinrichtung 36 aufgebracht, welche Fehler 2 verringert, um ein Ansteigen ("winding up") der Integratoroperation über den Wert von Aint mit der Zeit zu verhindern. Man kann erkennen, dass die Zapfluftventile 18 sich schnell öffnen, wenn das Precursersignal (Signal PR1) einen Strömungszustand in der Nähe der Strömungsabrissgrenze anzeigt; d. h. die zeitlich sich ändernden charakteristischen Strömungswerte, die normalerweise bei frühen Stufen eines rotierenden Strömungsabrisses angetroffen werden, sind innerhalb der Bandbreite des Filters 20 und dauern lange genug an, dass Acon den Schwellwert überschreitet.
- Es wird auf die Fig. 4 Bezug genommen. Bei der Rotationsfrequenz der Rotorscheibe treten die Druckfluktuationen (das Signal TP) Hunderte von Rotorumdrehungen vor einem tatsächlichen Strömungsabriss/oder Pumpen auf. In der Fig. 4 zeigt die X-Achse die Zeit in Sekunden vor dem Strömungsabriss, wobei der Strömungsabriss und/oder das Pumpen etwa bei null (0) Sekunden auftritt. Die Z-Achse zeigt die Stärke der Druckstörung in Pfund pro Quadratinch im Quadrat (psi²) oder Amplitude im Quadrat. Die Y-Achse gibt die Maschinenordnung, die Frequenz der Druckfluktuation (der Wert von TP geteilt durch N2 (der Rotationsfrequenz der Rotorscheibe), an, wobei der Wert eins (1) die Rotationsfrequenz der Rotorscheibe und ein halb (0,5) die Hälfte der Rotationsfrequenz der Rotorscheibe ist. Das zeigt, dass die Vor-Strömungsabriss- Druckstörung bei N2 ein paar Sekunden vor dem Strömungsabriss und/oder Pumpen detektiert werden kann. Der Wert von N2 in diesem Beispiel ist etwa ein hundert (100) Umdrehungen pro Sekunde. Entsprechend erfasst das Überwachen der Druckfluktuationen bei N2 den Vor-Strömungsabriss-Zustand einige hundert Rotorumdrehungen vor einem tatsächlichen Strömungsabriss.
- Eine derart frühe Erfassung liefert eine ausreichende Warnung, um eine korrektive Maßnahme vorzunehmen, um den Strömungsabriss und/oder das Pumpen zu verhindern oder zu minimieren. Der Stand der Technik hat sich auf das Überwachen von Druckfluktuationen bei 30-70% der Rotationsfrequenz der Rotorscheibe oder 0,3 bis 0,7 der an der Y-Achse gezeigten Maschinen- Triebwerksordnung konzentriert. Wie man in der Fig. 5 erkennen kann, erlaubten die Techniken des Stands der Technik eine Warnung vor dem kommenden Strömungsabriss und/oder Pumpen nur ein paar Rotorumdrehungen vor dem tatsächlichen Strömungsabriss. Fig. 5 ist analog zu Fig. 4, ist jedoch so skaliert, dass sie rotierende Strömungsabriss-Störungen bei etwa ein halb (0,5) oder fünzig Prozent (50%) der Rotationsfrequenz der Rotorscheibe zeigt.
- Die bevorzugte hier beschriebene Ausführungsform verwendete eine unstetige Druckgröße als Form der Messung. Andere unstetige Druckparameter können überwacht werden, um den Beginn eines Strömungsabrisses und/oder Pumpens vorherzusagen. Beispielsweise können die Gasdichte, Geschwindigkeit, Temperatur oder irgendeine andere unstetige Strömunsgröße überwacht werden, um den Beginn von Strömungsabriss und/oder Pumpen zu bestimmen. Die Geschwindigkeit kann unter Verwendung von Heißdrahtanemometern oder einem statischen Pitot-Rohr gemessen werden. Die Temperatur kann unter Verwendung eines Dünndrahtthermoelements gemessen werden.
- Die Test- oder Diagnoseausrüstung, die in Fig. 2 beschrieben und gezeigt wurde, ist ein Beispiel für eine Testausrüstung, die verwendet werden kann, um die Amplitude der Druckfluktuationen gemäß der Erfindung zu überwachen. Eine andere Ausrüstung kann zum Überwachen der Druckfluktuationen in dem Verdichter verwendet werden. Beispielsweise kann das Datenerfassungssystem entweder ein digitales Datenerfassungssystem, digitales Band, FM-Analogband oder jede andere Art von System mit der Eignung zum Aufzeichnen von Druckstörungen (Sensorausgang) mit ausreichender Frequenz-Bandbreite sein, um die Störungen zu der Rotationsfrequenz der Rotorscheibe aufzulösen. Beispielsweise sind Softwarepakete, die bei der Analyse der Druck- und Rotordrehzahl-Daten verwendet werden können, das MATLAB®-Programm von The Math Works, Inc. aus Natick, Massachusetts und das SNAP-MASTER®- Setup-Programm von Hem Data Corporation aus Southfield, MI. Die DAQBOOK®-Datenerfassungshardware von Iotech aus Cleveland, Ohio wurde verwendet um die Ausgabewerte mit diesen Programmen zu erzeugen.
Claims (13)
1. Steuerung für einen Rotationsverdichter mit einem
Verdichter-Zapfluftventil (18), gekennzeichnet durch:
eine erste Einrichtung (12) zum Bereitstellen eines ersten zeitlich
veränderlichen Signals (PR1), welches die Verdichterströmung manifestiert;
eine zweite Einrichtung (20) zum Bereitstellen eines zweiten Signals (PR2),
welches die Größe des ersten Signals zwischen einer ersten Frequenz, die
niedriger ist als die Verdichterdrehzahl, und einer zweiten Frequenz, die
größer oder gleich der Verdichterdrehzahl ist, manifestiert; und
eine Signalsverarbeitungseinrichtung (24, 26) zum Beliefern eines ersten
Prozessorsignals aus dem zweiten Signal, welches eine Differenz zwischen
der Größe des zweiten Signals und einem gespeicherten Wert (32) für das
zweite Signal manifestiert, zum Integrieren der Differenz, um ein
Kontrollsignal zu erzeugen und zum Erzeugen eines Zapfluftsignals (ACON), um das
Verdichter-Zapfluftventil (18) zu öffnen, wenn das Kontrollsignal einen
Schwellwert überschreitet.
2. Steuerung nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die erste
Einrichtung einen statischen Drucksensor (12) aufweist, der in einer
Verdichterstufe angeordnet ist.
3. Steuerung nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die
Signalverarbeitungseinrichtung (24, 26) Mittel zum Erzeugen des
Zapfluftsignals (ACON) für ein ausgewähltes Zeitintervall aufweist.
4. Steuerung nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die
zweite Einrichtung (20) zweipoliges Abgleiten bei der dersten und zweiten
Frequenz hat.
5. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste
Frequenz 0.1 der Verdichterdrehzahl ist.
6. Steuerung nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die erste
Frequenz zwischen 0.01 und 1 Mal der Rotationsfrequenz und die zweite
Frequenz zwischen 1 und 10 Mal der Rotationsfrequenz ist.
7. Steuerung nach Anspruch 6, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die
Signalverarbeitungseinrichtung (24, 26) Mittel (44a) zum Erzeugen des
Zapfluftsignals (ACON) für ein festgesetztes Zeitintervall aufweist.
8. Steuerung nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die
Signalverarbeitungseinrichtung (24, 26) Mittel (44) zum Ändern der Größe des
gespeicherten Werts (32) zu einem temporären Wert, wenn das
Zapfluftsignal (ACON) erzeugt wird, aufweist.
9. Steuerung nach Anspruch 8, ferner dadurch gekennzeichnet, dass der
temporäre Wert geringer ist als die Größe des gespeicherten Werts (32),
wenn das Zapfluftsignal erzeugt wird.
10. Verfahren zum Vermeiden von Strömungsabriss in Rotationsverdichtern,
gekennzeichnet durch:
Erfassen der Größe (PR3) des zeitlich sich ändernden charakteristischen
Werts der Verdichterströmung bei einer Bandbreite um die
Rotationsfrequenz des Verdichters;
Erzeugen eines Integralwerts (38) durch Integrieren der Differenz zwischen
der Größe (PR3) und einem Konstruktionswert (32) für die Größe; und
Erhöhen der Verdichtermassenströmung, wenn der Integralwert (38) einen
Schwellwert überschreitet.
11. Verfahren nach Anspruch 10, ferner gekennzeichnet durch Erhöhen der
Massenströme für eine festgesetzte Zeitdauer.
12. Verfahren nach Anspruch 10, ferner gekennzeichnet durch Verringern des
Konstruktionswerts (32), während der Integralwert (38) erzeugt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 10, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die
Bandbreite ein Abgleiten der unteren Frequenz bei 0.01 bis 1 Mal der
Rotationsfrequenz und ein Abgleiten der oberen Frequenz bei 1 bis 10 Mal der
Rotationsfrequenz hat.
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Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4137710A (en) * | 1977-01-26 | 1979-02-06 | United Technologies Corporation | Surge detector for gas turbine engines |
IL94506A (en) * | 1989-05-30 | 1993-07-08 | United Technologies Corp | Acceleration control for a gas turbine engine with duct pressure loss compensation |
US5275528A (en) * | 1990-08-28 | 1994-01-04 | Rolls-Royce Plc | Flow control method and means |
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US5448881A (en) * | 1993-06-09 | 1995-09-12 | United Technologies Corporation | Gas turbine engine control based on inlet pressure distortion |
-
1996
- 1996-04-17 WO PCT/US1996/005309 patent/WO1996034207A1/en active IP Right Grant
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AU5850796A (en) | 1996-11-18 |
EP0777828B1 (de) | 2002-08-21 |
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