Устройство для испытания топливной аппаратуры турбореактивных двигателей

 

О П И С А Н И Е 404lOI

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических, Республик

Зависимое от авт. свидетельства № 231231

М. Кл. 6 06g 7 64

Заявлено 05.IV.1971 (№ 1643224/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 26.Х.1973. Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 21.III.1974

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 681.333(088.8) I

В. В. Тиунов, В. И. Удавихнн и И. Л. Швалев ь

Авторы изобретения

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЬIТАНИЯ ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЬ|

ТУРБОРЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к аналоговым электронным системам, в частности к системам моделирования газотурбинных двигателей и испытания их топливорегулирующей аппаратуры.

Известны устройства для испьп анин топливорегулирующей аппаратуры авиационных двигателей, выполненные на базе электропривода постоянного тока типа «геператор— двигатель» с редуктором и содержащие, кроме электропривода, систему его управления, выполненную в виде полупроводникового регулятора оборотов, датчик расхода с преобразователем, корректирующий нелинейный блок, операционные усилители постоянного тока и блоки постоянных времени.

Однако при исследовании динамических характеристик реальной топливорегулирующей аппаратуры газотурбинного двигателя (ГТД), модель которого набрана в приращениях физических величин регулирования на выбранном участке статической характеристики фазотурбинного двигателя путем внесения в цепь регулирования единичных возмущений различной полярности, величина постоянной времени звена релейный усилитель мощности— генератор постоянного тока, охваченного жесткой отрицательной обратной связью по напряжению генератора, составляет различное значение при сбросе и набросе оборотов, что ухудшает качество моделирования газотурбинных двигателей при исследовании динамических характеристик реальной топливорегулирующей аппаратуры па безмоторных стендах с электроприводом постоянного тока типа генератор — двигатель и релейным усилителем мощности.

Предлагаемое устройство позволяет устранить этот недостаток при исследовании динамо мических характеристик в процессе испытания топливорегулирующей аппаратуры газотурбинных двигателей и представляет собой модель газотурбишюго двигателя, работа которого описывается дифференциальным урав15 пением вида (Т,р 4-1)(Т,р+ 1) Ьп =/гА6, (Т,р+ 1), где Ть Т, Тз — постоянные времени;

Лп — отклонение скорости вращения от установившейся;

Л6 — отклонение величины расхода топлива от установившегося; р — оператор;

25 !г — статический коэффициент передачи системы.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в нем дополнительно содержится функциональный блок, вход которого

30 подсоединен к выходу одного из операционЙых усилителей постоянного тока, а выход— к выходной цепи релейного усилителя мощности, используемого в качестве полупроводникового регуЛятора оборотов. Функциональный блок связывает функциональной зависимостью величину амплитуды импульсов выходного напряжения релейного усилителя мощности с изменением управляющего напряжения, поступающего ца его вход с од юго нз операционных усилителей постоянного тока.

На чертеже представлена схема пред,тагасмого устройства.

Устройство содержит электродвигатель постоянного тока 1 с независимым носзояпным возбуждением, повышающий редуктор 2, топливорегулирующую аппаратуру 3, датчик расхода 4 с преобразователем 5 его сигнала, корректирующий нелинейный блок 6, операционные усилители постоянного тока 7 и 10 с блоками постоянных времени 8, 9, полупроводниковый регулятор оборотов (релеиный усилитель мощности) 11, генератор постоянного тока 12 с обмоткой независимого возбуждения 13, функциональный бio«14.

Выходное напряжение функционального блока 14 подключено к обмотке возбуждения через выходную цепь (полупроводниковые ключи усилителя 11. Суммирование задающего сигнала, который поступает с выхода операционного усилителя постоянного тока 10 и сигнала обратной связи, поступающего из цепи статора генератора 12, происходит на базе триода 15 несимметричного триггера релейного усилителя мощности 11.

Принцип работы функционального блока 14 заключается в следующем.

Три генератора пилообразного напряжения вырабатывают сигналы пилообразной формы по трем фазам, которые через диоды 16, 17, l8 суммируются на базе триода 19 составного усилителя, собранного ца триодах 19 и 20.

Сигнал с составного усилителя подан на один из входов балансного усилителя (триоды 21, 22), на второй вход которого подан сигнал с выхода усилителя 10. Балапсный усилитель выдает сигнал, достаточный для срабатывания несимметричного триггера, собранного на триодах 23, 24, в тот момент, когда пилообразное напряжение па базе триода 21 станет равным напряжению с выхода усилителя 10.

При этом триод 23 несимметричного триггера закрывается, а триод 24 открывается. Далее сигнал с выхода триггера поступает на триод

25 усилителя мощности (триоды 25, 26), причем при открывании триода 24 триод 25 закрывается, а триод 26 открывается. При открывании триода 26 подается питание на блокинг-генератор, подключенный к выходу триода 26, и блокинг-генератор выдает на выходных обмотках напряжение прямоугольной формы, которое выпрямляется диодами 27, 28, 29 и поступает на управляющие электроды полупроводниковых управляемых вентилей. Последние открываются и через выходную цепь усилителя 1! (ключи полупроводни5

65 кового регулятора оборотов 30 — 33) подают питание ца оомотку возбуждения 13 генератора постоянного тока 13. Частота срабатыва ия оаланcíîãо усилителя, а также несимметричного триггера и всей последующей схемы функционального блока равна частоте трсхфазной сети. Скважность же работы схемы определяется величиной сигнала, поступающего с выхода операционного усилителя 10.

При работе устройства в режиме модели

ГТД сектор газа топливо-регулирующей аппаратуры в положе «Ìàëûè газ» включает -лсктродвнгатель 1, ко орый через редуктор 2 н1зиводнз во в1защенне качаюший узел топливорсгулнрующсй аппаратуры 3 с некоторыми начальными оборотами, определяемыми величиной сигнала на выходе нелинейного блока 6. Сигнал с датчика расхода топлива после преобразования в блоках 5 — 10 подается в виде уровня напряжения постоянного тока на вход усилителя 11. Последний имеет характеристику двухпозиционного реле с гистерезисом, величина амплитуды импульсов выходного напряжения которого для обеспечения равенства величин постоянных времени звена релейный усилитель мощности — генератор постоянного тока при сбросе и набросе величины оборотов электропривода в связи с единичными возмущениями с помощью функционального блока 14 связана определенной функциональной зависимостью (в данном случае прямо пропорциональной) с уровнем выходного напряжения усилителя 10 (при работе па определенной точке статической характеристики ГТД) .

Функциональная зависимость амплитуды импульсов выходного напряжения усилителя

11 может быть и такой, что обеспечивается желаемый закон изменения величины постоянной времени звена релейный усилитель мощности — генератор постоянного тока при исследовании динамических характеристик топливорегулирующей аппаратуры ГТД на определенном режиме и при переходе с режима на режим. Это позволяет расширить функциональные возмощности устройства при моделировании динамических характеристик

ГТД.

Выходное напряжение с усилителя 11 поступает на обмотку возбуждения 13 генератора постоянного тока 12. Напряжение на якоре генератора растет, поднимаются обороты электродвигателя 1 и соответственно, обороты качающего узла теплонвс регулирующей апаратуры 3 до оборотов «малого газа».

При переводе сектора газа на любой другой режим производительность топливорегулирующей аппаратуры растет, увеличивается сигнал ца выходе датчика 4 расхода, а следовательно (после соответствующих преобразовапий), и ца входе усилителя 11. Величина амплитуды импульсов, а также среднее значение выходного напряжения усилителя 11 увеличивается пропорционально задающему сигналу с операционного усилителя 10.

404101

Предмет изобретения

Корректировка статической характеристики аналогового устройства (с целью приближения ее к статической характеристике ГТД) производится блоком нелинейности 6.

Внесение в цепь регулирования единичных возмущений при исследовании динамических свойств топливорегулирующей аппаратуры производится путем подачи уровней напряжения различной полярности на вход усилителей 7 или 10, либо на вход релейного усилителя мощности 11. Отклонения физических величин (расход, обороты) от установившихся значений во время переходного процесса осциллографируются с помощью шлейфовых осциллографов.

Составитель Е, Тимохина

Техред Т. Миронова Корректор Л. Новожилова

Редактор T. Иванова

Заказ 510/15 Изд. № 183 Тираж 647 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5 нографпя, пр. Сапунова, 2

Г

1

1

I

1

1

1

Устройство для испытания топливной аппарат ры турбореактивных двигателей по авт.

5 св. № 231231, от.гичагощееся тем, что, с целью повышения точности исследований и расширения функциональных возможностей устройства, оно содержит функциональный блок, вход которого подключен к выходу операционного

10 усилителя постоянного тока, соединенного со входом полупроводникового регулятора оборотов, а выход функционального блока подключен через регулятор оборотов к обмотке возбуждения генератора.