Устройство контроля режимов работы газотурбинного двигателя

 

Устройство контроля режимов работы газотурбинного двигателя Изобретение относится к технике испытаний газотурбинных двигателей, в частности к устройствам индикации частоты вращения ротора газотурбинного двигателя, используемым для автоматического запуска газотурбинного двигателя во время полета при помпаже или случайном снижении оборотов ниже заданного значения . Сигналы с датчика 3Q оборотов ротора двигателя через формирователь 2, дифференцирующее звено 3 и триггер 4 поступают на счетчик 5, в котором формируется код оборотов ротора двигателя „ Когда обороты ротора двигателя достигают заданного в дешифраторе 6 значения, выдается логический сигнал, фиксируемый в блоке 7 памяти. Счетчик 5 заполняется частотой с выхода элемента ИЛИ 18, на котором формируется сигнал стабильной частоты, задаваемой кварцевыми генераторами 1 или 12 0 Предусмотрена защита от ухода частоты или отказа кварцевых генераторов 1 или 12. Такое выполнение устройства оозволяет повысить надежность его работы. 2 ил„ 3 сл

СОЮЗ СООЕТСНИХ

Я«

РЕСПУБЛИК

ОЕ 01) щ) С 01 М 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ГЮ ИЭОБРЕТЕНИЙМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П4НТ OCCP

Н А ETOPCHOMV СИИДВТЕГЬС ГВУ (21) 4693585/06 (22) 22.05.89 (46) 30„04.9 1. Бюп. h - 16 (72) В.А. Беэсчастный (53) 62 1.438-55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1304552, кл. G 01 М 15/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

I (57) Устройство контроля режимов работы газотурбинного двигателя. Изобретение относится к технике испытаний газотурбинньм двигателей, в частности к устройствам индикации частоты вращения ротора газотурбинного двигателя, используемым для автоматического запуска газотурбинного двигателя во вре- мя полета при "помпаже" или случайном

2 снижении оборотов ниже заданного значения. Сигналы с датчика 3Р оборотов ротора двигателя через формирователь

2, дифференцирующее звено 3 и триггер

4 поступают на счетчик 5, в котором формируется код оборотов ротора двигателя. Когда обороты ротора двигателя достигают заданного в дешифраторе 6 значения, выдается логический сигнал, фиксируемый в блоке 7 памяти.

Счетчик 5 заполняется частотой с выхода элемента ИЛИ 18, на котором формируется сигнал стабильной частоты, задаваемой кварцевыми генераторами 1 или 12. Предусмотрена зашита от ухода частоты или отказа кварцевьм генераторов 1 или 12. Такое выполнение устройства цозволяет повысить надежность его работы. 2 ил.

164 "871

Изобрс тс ппе относится к технике испытаний газотурбинных двигателей, в частности, к устройствам индикации частоты вращения ротора газотчрбинно5 го двигателя, используемых для автоматического запуска газотурбинного двигателя во время полета при "помпаже" или случайном снижении оборотов ротора двигателя ниже заданного значения, Пель изобретения — повышение надежности работы устройства.

На фиг, 1 представлена структурная схема предложенного устройства; на фиг. 2 — циклограмма работы управляемого формирователя.

Устройство контроля режимов работы газотурбинного двигателя содержит первый кварцевый генератор 1, последовательно соединенные формирователь

2, дифференцирующее звено 3, первый триггер 4, первый счетчик 5, дешифратор 6 и блок 7 памяти, сигнализатор 8, второй триггер 9, управляю- 25 ший формирователь 10, первый преобразователь 11, второй кварцевыи генератор 12, второй и третий счетчики

13 и 14, третий триггер 15, последовательно соединенные четвертый триггер 16, первый элемент И 17 и первый элемент ИЛИ 18, пятый триггер 19, последовательно соединенные шестой триггер 20, второй элемент И 21 и третий элемент И 2?, выход которого подключен к второму входу первого элемента

ИЛИ 18, выход которого подключен к второму входу первого счетчика 5, второй выход формирователя 2 подключен к входу сигнализатора 8, выход которого подключен к первому входу второго триггера 9, второму входу блока 7 памяти и третьему входу первого счетчика 5, .второй выход первого триггера 4 подключен к второму входу вто- 45 рого триггера 9, третий вход которого подключен к выходу первого элемента

ИЛИ 18, а выход — к третьему входу блока 7 памяти и входу управляющего формирователя 10, выход которого под50 ключен к четвертому входу первого счетчика 5 и второму входу первого триггера 4.

Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные четвертый элемент И 23 и второй элемент ИЛИ 24, последовательно соединенные второй преобразователь 25, пятый элемент

И ?6 и третий элемент ИЛИ 27, первый и второй управляемь1е Формирователи

28 и 29, выход первого кварцевого генератора 1 подключен к HTophIM входам пятого элемента И ?6 и второго элемента ИЛИ 24 и входу первого преобразователя 11, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента И ?3, выход второго кварцевого генератора 1? подключен к входу второго преобразователя 25 и вторым входам четвертого элемента И ?3 и третьего элемента ИЛИ ?7, выход последнего подключен к второму входу второго элемента И 21 и первым входам третьего счетчика 14 и пятого триггера 19, второй вход последнего подключен к первому выходу второго управляемого формирователя 29, а выход — к входу второго управляемого

Формирователя 29 и второму входу третьего счетчика 14, выход которого подключен к первому входу шестого триггера 20, второй вход которого подключен к второму выходу второго управляемого Формирователя 29, выход второго элемента ИЛИ 24 подключен к второму входу первого элемента И 17 и первым входам второго счетчика 13 и третьего триггера 15, выход последнего подключен к второму входу второго счетчика 13 и входу первого управляемого формирователя 28, первый выход которого подключен к второму входу третьего триггера 15, а второй— к первому входу четвертого триггера

16, второй вход которого подключен к выходу второго счетчика 13, а второй выход — к второму входу третьего элемента И 22,.

На фиг, 2 также показан датчик 30 оборотов ротора двигателя.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал от датчика 30 оборотов в виде переменного напряжения, период следования которого пропорционален числу оборотов ротора двигателя,преобразуется в прямоугольные импульсы формирователем 2.С формирователя 2 прямоугольные импульсы поступают на дифференцирующее звено Зи сигнализатор 8.При наличии импульсов сигнализатор 8 разрешает функционирование триггера 9, блока 7 памяти и оконечного триггера счетчика 5, Сигнализатор 8 предназначен для контроля работоспособности цепи датчик 30 — выход Формирователя 2. При обрыве указанной контроли16 руемой цепи или отка зе формирователя

2 на выходе снгнализатора 8 сигнал исчезает, что влечет за собой запрещение Аункционирования триггера 9, блока 7 памяти и оконечного триггера счетчика 5,. вследствие чего они уст навливаются в исходное состояние и удермиваются в нем до появления разрешающего сигнала с выхода сигнализатора 8. Счетчик 5 устанавливается в состояние переполнения, в результате чего в первом цикле измерения исключается ломная выдача сигналов.

С приходом очередного импульса с дифференцирующего звена 3, характеризующего окончание предыдущего (измеренного периода и начало следующего периода, триггер 4 устанавливается в состояние, при котором с первого его вькода на первый (управляющий) вход счетчика 5 поступает сигнал, запрещающий его функционирование под действием НМпульсов, поступающих с вькода элемента ИЛИ 18.

Код, зафиксированный в счетчике 5 и являющийся результатом измерения предыдутего периода, поступает на дешифратор 6. Если код соответствует коду заданного уровня оборотов или меньше его, то с вькода дешифратора

6 на блок 7 памяти поступает сигнал, например, в виде " 1", а при коде большем кода заданного уровня оборотов — сигнал в виде "0". С второго выхода триггера 4 поступает сигнал на второй (управляющий) вход триггера 9, разрешающий его функционирование под действием импульсов, поступающих с выхода элемента ИЛИ 18. . Триггер 9 с поступлением первого импульса на его третий (счетный) вход переходит из состояния Q в состояние О, а сигнал, например, в виде и

1 поступает на третий вход блока 7 памяти, При наличии сигналов в виде "1" на соответствующих выходах дешифратора 6, что свидетельствует о достижении определенных уровней. оборотов, соответствующие запоминающие ячейки блока 7 памяти переходят из состояния

0 в состояние 0, что свидетельствует о достимении заданных уровней оборотов. Если с одного из выходов дешифратора 6 поступает сигнал в виде

11лс1

0, а с второго триггера 9 поступает сигнал в виде "1", то соответствующая ячейка блока 7 памяти пере458 71 6 ходит из состояния 0 в состояние

Это свидетельствует о том, что обороты двигателя стали ниме соответст5 вующего заданного уровня.

Второй импульс с выхода элемента а- ИЛИ 18 после прекращения функционирования счетчика 5 переводит триггер

9 из состояния Q в состояние Р, при этом управляющий формирователь 10 формирует импульс, который в счетчике 5 устанавливает код, соответствующий числу 2 (число равно количеству импульсов, поступающих на триггер 9). Этот ме импульс переводит триггер 4 в состояние, при котором с его выходов поступает на счетчик

5 сигнал разрешающий, а на триггер

9 — запрещающий их функционирование.

20 Запрещающий сигнал, поступающий с триггера 4 на управляющий вход триггера 9, исключает его переход в состояние 0 из состояния Р под действием импульсов, поступающих с выхода элемента ИЛИ 18.

Первый счетчик 5 начинает накапливать импульсы до прихода следующего очередного импульса с дифференцирующего звена 3, характеризующего окончание предыдущего периода входного сигнала и начало следующего периода.

Под действием очередного импульса с дифференцирующего звена 3 триггер

4 меняет свое состояние на противо35 поломное, и цикл работы устройства повторяется. ттастота импульсов, поступающи с с выхода первого элемента

ИЛИ 18 на триггер 9 и счетчик 5, соответствует номинальной частоте кварцевых генераторов 1 и 12 даме прн отказе или переходе одного из них на генерацию имттульсов другой

1гармоники (™выбег" частоты).

45 Контроль sa срывом или выбегом частоты кварцевых генераторов осуществляется следующим образом, При исправных кварцевых генераторах 1 и 12 камдый из них работает

50 на свою нагрузку, т.е. На вькоды элемента И 17 и элемента И 21 соответственно. В нормальном состоянии импульсы кварцевого генератора 1 поступают на преобразователь 11, преобразующий импульсы в пОстОяннОе напря кение логического уровня, вследствие чего на его выходе присутствует сигнал, поступаюший на элемент И 23 и запрещающий прохомдение через него

7 164 ня элемент 11ЛИ 24 импульсов кварцевогп генератора 12. Импульсы кварцевого генератора 1 через элемент ИЛИ 24 и элемент И 17, на втором входе которого присутствует разрешающий сигнал с первого (O) выхода триггера 16, поступают на вход элемента ИЛИ 18.

С второго (0) выхода триггера 16 поступает запрещаюппгй сигнал на элемент

И 22, чем запрещается прохождение импульсов с выхода элемента И 21 на первый элемент ИЛИ 18 ° С выхода элемента ИЛИ 24 импульсы также поступают на вход счетчика 13 и триггера 15.

От первого же поступившего импульса триггер 15 срабатывает, т.е, переходит в другое устойчивое состояние и становится на самоблокировку, не реагирует при этом на импульсы, поступающие на его вход, После изменения состояния триггера 15 на его выходе появляется сигнал, например,. в виде "1", разрешающий функционирование счетчика 13 под действием импульсов с выхода элемента ИЛИ 24 и запускающий управляемый формирователь

28.

После поступления сигнала с тригге>

t ра 15, разрешающего функф онирование счетчика 13, послецний накапливает поступающие на его вход импульсы с элемента ИЛИ 24. С интервалом времени 11 (фиг, 2) от момента поступления сигнала с уровнем "1" с выхода третьего триггера 15 с второго выхода первого управляемого формирователя 28 на счетный вход триггера 16 поступает импульс, например, с уровнем "1". Если до поступления импульса с второго выхода управляемого формирователя 28 (фиг. 2) счетчик 13 не переполнился и не стал на самоблокировку, а следовательно, с его выхода сигнал не поступает на управляющий вход триггера 16 то под действием импульса он не изменит своего состояния и импульсы кварцевого генератора 1 будут поступать на свою нагрузку — на вход элемента ИЛИ 18. Ъ

С интервалом времени 2 от момента окончания импульса на втором выходе управляемого формирователя 28 на его первом выходе появляется импульс, например, в виде "0" (фиг. 2), который устанавливает третий триггер 15 в исходное состояние„ При этом на его выходе появляется сигнал с уровнем "0", устанавливающий счетчик 13

5871

15

25

40 в исходное состоянп», т е. он обнуляется и с таповится нечувствительным к поступаюпгим на его счетньп вход импульсам.

Первьп же импульс на входе триггера 15 после установления его в исходное состояние переводит его в другое устойчивое состояние, при котором на вход счетчика 13 поступает сигнал, разрешающий его функционирование под действием импульсов с элемента ИЛИ 24 и запускающий управляемый Формирователь 28 Пикп контроля

"выбега" частоты кварцевого генератора 1 повторяется.

Если в момент t< (Фиг. 2) произошел "выбег" частоты кварцевого генератора 1 (увеличилась частота кварцевого генератора !), тогда за интервал ь произойдет переполнение втоЛ рого счетчика 13, который при этом становится на самоблокировку. При поступлении очередного импульса на счетный вход триггера 16 с второго выхода управляемого формирователя

28 триггер 16 перейдет из состояния

Р в состояние О. Тогда на втором (О) выходе триггера 16 сигнал исчезает (фиг, 2) и запрещает прохождение через элемент И 17 импульсов кварцевого генератора 1, а на первом (О) выходе появляется сигнал, разрешающий прохождение через элемент И 22 импульсов второго кварцевого генератора 12, поступающих с элемента И 21 и далее через элемент

ИЛИ 18 на счетчик 5 и триггер 9.

В результате контроля "выбега" частоты кварцевого генератора 1 на выходе элемента ИЛИ 18 поддерживается номинальная частота, обусловленная нормальным функционированием кварцевого генератора 12, Если на кварцевом генераторе 1 произошел срыв частоты (отказ кварцевого генератора 1), на выходе преобразователя 11 запрещающий сигнал исчезает и импульсы кварцевого генератора 12 через элемент И 23 и далее через элемент ИЛИ 24 поступают на входы счетчика 13, триггера 15 и эле мента И 17. Аналогично работает тракт кварцевого генератора 12, Входящие в его состав преобразова-, тель 25, элемент И 26,элемент ИЛИ 27, триггер 19, счетчик 14, управляемый формирователь 29, триггер 20 и элемент

И 21 функционируют аналогично соответ1645871

10 ствующим им преобразователю 11,элементу И 23, элементу ИЛИ 24, счетчику

13, триггерам 15 и 16, управляемому формирователю 28 и элементу И 17.

Рри переходе любого из триггеров

16 или 20 (при "выбегах" частоты соответствующего кварцевого генератора 1 или 12) из состояния Q в состояние 0 с одного из выходов триггеров 16 или !0

20 (не показан), а также снятии сигнала с выхода любого преобразователя

11 или 25 (при срывах частоты соответствующего кварцевого генератора 1 или 12) с их вькодон (на чертеже не показаны), выдается сигнал на устройство сигнализации понижения надежности работы трактов кварцевых генераторов 1 и 12.

Таким образом, предложенное устрой- 0 ство за счет обеспечения независимого покаскадного контроля срыва и "выбега" частоты кварцевых гЕнераторов позволяет повысить надежность устройства, повысить достоверность выдачи 25 управляющих команд, исключить выдачу устройством ложных команд, не соответствующих фактическому режиму работы газотурбинного двигателя.

Формула изобретения

Ус тр ой с т но контр оля режимов раб о ты газотурбинного двигателя, содержащее первый кварцевый генератор, последовательно соединенные формирователь, 35 дифференцируюшее звено, первый триггер, первый счетчик, дешифратор и блок памяти, сигнализатор, второй триггер, управляющий формирователь, первый преобразоватсль, второй кварцевый генератор, второй и третий счетчики, третий триггер, последовате;.ьно соединенные четвертый триггер, первый элемент И и первый элемент ИЛИ, и;.-ый триггер, последовательно соединенные шестой триггер, второй элемент И и третий элемент И, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму нходу герного счетчика, второй выход формирователя подключен к входу сигнализатора, выход которого подключен к первому нходу второго триггера, второму входу блока памяти и третьему входу перног< счетчика, второй выход первого триггера подключен к второму входу второго триггера, третий вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, а выход — к третьему входу блока памяти и входу управляющего формирователя, вькод которого подключен к четвертому входу первого счетчика и нторому входу первого триггера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно дополнительно содержит последовательно соединенные четвертый элемент И и второй элемент ИЛИ, последовательно соединенные второй преобразователь, пятый элемент

И и третий элемент ИЛИ, первый и второй управляемые преобразователи, выход первого кварцевого генератора подключен к вторым входам пятого элемента И и второго элемента ИЛИ и входу первого преобразователя, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента И, выход второго кварцевого генератора подключен к входу второго преобразователя и вторым входам четвертого элемента И и третьего элемента ИЛИ, выход последнего подключен к второму входу второго элемента Р и первым входам третьего счетчика и пятого триггера, второй вход последнего подключен к первому выходу второго управляемого формирователя, а выход— к входу второго управляемого формирователя и второму входу третьего счетчика, выход которого подключен к первому входу шестого триггера, второй вход которого подключен к второму выходу второго управляемого формирователя, выход второго элемента ИЛИ подключен к второму входу первого элемента И и первым входам второго счетчика и третьего триггера, выход последнего подключен к второму входу второго счетчика и входу первого управляемого формирователя, первый ныход которого подключен к второму входу третьего триггера, а второй — к первому входу четвертого триггера, второй вход которого подключен к вькоду второго счетчика, а второй вьмод— к второму входу третьего элемента И.

1645871 (.) 9е с

Ъ Э ь ь

Ъ З с

CQ ®

Составитель В. Колясников

ТехРед М.Дидьк

Редактор М. Келемеш

Корректор Т. Палий

Заказ 1347 Тираж 358 Pодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-.издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина, 101