Патент ссср 199550

 

ОЛИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

l9955 0

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 42q, 2/05

Заявлено 10.V1.1966 (¹ 1083298/26-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 13.V11.1967. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 25Л 111,19б7

МПК G 05с1

УДК 62-555.6(088.8) Комитет по делам изобретений и открытиЯ при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

В. П. Марчевский, T. С. Бакун и Д. В. Долинский

Институт автоматики

Заявитель

РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ ДЛЯ ГАЗОТУРБИННЫХ

УСТАНОВОК

Известны электронные регуляторы температуры рабочих газов для газотурбинных установок, ь которых для увеличения быстродействия измерительной системы применены устройства, корректирующие динамические характеристики термопар с помощью пассиг,ных или активных электронных линейных форсирующих звеньев.

Предлагаемый регулятор отличается тем, что в нем па выход усилителя корректирующего устройства в цепь отрицательной обратной связи включено аналоговое вычислительное устройство, выход которого подключен на вход звена-аналога термодатчика, а вход— к датчику давления рабочих газов перед турбиной.

В цепь отрицательной обратной связи выходного усилителя мощности включено медное термокомпенсационное сопротивление в виде обмотки, расположенной на одной катушке с обмоткой подмагпичивания электромеханического преобразователя.

Эти отличия позволяют повысить точность и надежность регулирования температуры рабочих газов перед турбиной, а также устранить влияние температурной нестабильности сопротивления обмотки подмагничивания электромеханического преобразователя ia статическую характеристику регулятора.

На фиг. 1 изображена структурная схема регулятора; па фиг. 2 — принципиальная схема.

Регулятор температуры содержит термопа5 ру 1, измерительный блок 2, устройство 8 сравн=пня регулируемой температуры с заданием, выходной усилитель мощности 4, электромеханический преобразователь 5, вычислительное устройство 6 и датчик давления 7.

10 В состав измерительного блока 2 входит устройство для динамической коррекции характеристики термопары в виде активного форсирующего звена. Это звено состоит из . усилителя постоянного тока 8, охваченного

15 отрицательной обратной связью, и включенi.oé в цепь обратной связи ди амической модEëè 9 (звена-аналога) термопары.

В цепь отрицательной обратной связи между выходом усилителя 8 и звеном-аналогом

20 9 термопары включено вычислительное устройство 6, состоящее из функционального преобразователя 10 и сумматора 11. Оно предназначено для пересчета температуры газового потока за турбиной в температуру

25 перед турбиной. Сумматор 11 соединен по входу с выходами усилителя 8 корректирующего устройства и функционального преобразовате ля 10. Выход су»матора подается на динамическую модель 9 термопары. Вход функцио30 пального преобразователя, вырабатывающего

199550 поправку на температуру с учетом степени расширения рабочих газов в турбине, подключен к датчику давления 7, измеряющему давление рабочих газов перед турбиной.

Устройство 8 сравнения регулируемой температуры с заданием, состоящее из задатчика 12 и сумматора 18, формирует сигнал рассогласования, подаваемый на выходной усилитель мощности 4.

Электромеханический преобразователь 5 преобразует электрический управляющий сигнал в пропорциональное ему перемещение годвижной системы на выходе преобразователя. Он представляет собой электродинамическую систему 14, состоящую из подвижной части с обмоткой управления 15 и неподвижной магнитной системы с обмоткой подмагничивания 1б. Термокомпенсационная обмотка

17 преобразователя расположена на одной катушке с обмоткой подмагничивания и включена в цепь отрицательной обратной связи выходного усилителя мощности 4, что дает возможность исключить влияние температурной нестабильности сопротивления обмотки подмагничивания на статическую точность регулятора. Подвижная часть преобразователя соединена с золотником 18 усилителя гидравлической системы регулирования, через которую осуществляется воздействие на подающий топливо регулирующий орган 19 турбоустановки.

Работает регулятор следующим образом.

Э. д. с. от термопары 1 (фиг. 2) или усредненная э. д. с. от нескольких сзединепных параллельно термопар, измеряющих температуру рабочих газов за турбиной, поступает на вход измерительного блока 2.

Входной сигнал от термопары 1 алгебраически суммируется с напряжением, снимаемым с моста 20, предназначенного для компенсации э. д. с. свободных концов термопар.

Промодулированный вибропреобразователем 21 суммарный сигнал от термопары 1, термокомпенсационного моста 20 и отрицательной обратной связи усилителя 8 корректирующего устройства усиливаегся трехкаскадным усилителем, напряжения на лампах

22 и 28 и усилителем мощности — демодулятором на лампах 24 и 25. Напряжение с выхода усилителя 8 подается на устройство 8 сравнения регулируемой температуры с заданием и в цепь отрицательной обратной связи, в которую помимо динамической модели 9 термопары, представляющей собой Т-образный RC-фильтр, включено вычислительное устройство б, пересчитывающее температуру, измеряемую за турбиной, в температуру перед турбиной.

На вычислительное устройство 6 с выхода усилителя 8 измерительного блока 2 подается напряжение, соответствующее температуре, измеренной за турбиной. Это напряжение суммируется на сопротивлениях 26 и 27 с напряжением от функционального преобразователя 10 сигнала датчика давления 7, кото5

65 рый в рассматриваемой схеме осуществляет кусочно-линейную аппроксимацию двумя прямыми зависимости падения температуры рабочих газов в турбине or давления перед турбиной. Напряжение от датчика давления, соответствующее отклонению давления газов перед турбиной от максимального, предварительно усиливается трехкаскадным усилителем 28 на полупроводниковых триодах. Выходной сигнал усилителя подается на делитель.

Диод 29 открывается при таком выходном напряжении усилителя 28 сигнала датчика давления 7, когда становятся равными падения напряжения на нижней части потенцнометров 80 и 81 (потенциометр 81 включен на отдельный источник напряжения).

Когда регулируемая температура отклоняется от заданного значения, регулятор вырабатывает сигнал рассогласования, образующийся в результате алгебраического сложения напряжения на выходе измерительного блока 2 с опорным напряжением устройства сравнения 3 регулируемой температуры с заданием.

На вибропреобр азователь 82 выходного усилителя мощности 4 подается от потенциометра 88 управляющий сигнал, пропорциональный сигналу рассогласования и интегралу по времени от сигнала рассогласования (интегрирующая RC-цепочка), чем обеспечивается пропорционально-интегральный закон регулирования. С выходного усилителя мощности на лампах 84, 85 и магнитном усилителе 86 управляющий сигнал подается на обмотку управления 15 электромеханического преобразователя 5. В результате взаимодействия тока в обмотке управления 15 с магнитным погоком, создаваемым обмоткой подмагничивания 1б, подвижная система преобразователя 5 начинает перемещаться в направлении, соответствующем знаку управляющего сигнала, Вследствие противодействия пружинной подвески 87, перемещение подвижной системы преобразователя 5 и связанного с пей золотника 18 гидравлической системы регулирования, через которую осуществляется воздействие на подающий топливо орган

l9, пропорционально величине управляющего сигнала.

Чтобы температурная нестабильность сопротивления обмотки подмагничивания 1б пе влияла íа точность поддержания регулируемой температуры, выходной усилитель мощности 4 охвачен отрицательной обратной связью, в цепь которой включено термокомпенсационное сопротивление из медного провода в виде обмотки 17. Последняя расположена на одной катушке с обмоткой подмагпичивания 1б электромеханического преобразователя 5 и поэтому на нее влияют те же измене.tèÿ температуры, что н на обмотку подмагничивания. Благодаря термокомпенсационной обмотке 17 в цепи обратной связи выходного усилителя мощности 4 при измене199550 нии активного сопротивления обмотки подмапничивания 1á, вызванном изменением ее температуры, положение подвижной системы электромеханического преобразователя 5, а следовательно, и подающего топливо органа

19 турбины не изменяется.

Предмет изобретения

1. Регулятор температуры для газотурбинных установок, содержащий термодатчик, измерительный блок с устройством динамической коррекции характеристики термодатчика, устройство сравнения регулируемой температуры с заданной, выходной усилитель мощности и электромеханический преобразователь, отличаощийся тем, что, с целью повышения точности и надежности регулирования температуры рабочих газов перед турбиной, на выход усилителя корректирующего устройства в цепь отрицательной обратной связи включено аналоговое вычислительное устройство, выход

5 которого подключен на вход звена-аналога термодатчика, а вход — к датчику давления рабочих газов перед турбиной.

2. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью устранения влияния температур10,ой нестабильности сопротивления обмотки подмагничивания электромеханического преобразователя на статическую характеристику регулятора, в цепь отрицательной обратной связи выход;юго усилителя мощности включе15 но медное термокомпенсационное сопротивление в виде обмотки, расположенной на одной катушке с обмоткой подмагничивания электромеханического преобразователя.

199550

Составитель М. Столярова

Редактор Б. Б. Федотов Текред А, А. Камышникова Корректоры; Н. И. Быстрова и В. В. Крылова

Заказ 2801)11 Тираж 535 Подписпое

Ц1-1ИИПИ Комитета по делам изобретений и открьппй при Совете Мипистров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. г апунова, 2