DE1096120B

DE1096120B - Control device for gas turbine engines

Info

Publication number: DE1096120B
Application number: DEU2522A
Authority: DE
Inventors: Thomas Paul Farkas
Original assignee: United Aircraft Corp
Current assignee: RTX Corp
Priority date: 1952-12-06
Filing date: 1953-12-05
Publication date: 1960-12-29

Description

Regeleinrichtung für Gasturbinentriebwerke Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung für Gasturbinentriebwerke und insbesondere auf eine Sicherheitsvorrichtung für das Inbetriebhalten dieser Regeleinrichtung nach dem Ausfall eines ihrer Bestandteile.Control Device for Gas Turbine Engines The invention relates to on a control device for gas turbine engines and in particular on a safety device for the operation of this control device after the failure of one of its components.

Es sind bereits Regeleinrichtungen für Gasturbinentriebwerke mit der Brennstoffmenge als Stellgröße sowie mit der Turbinenaustrittstemperatur und der Turbinendrehzahl als Regelgrößen bekannt, bei denen die Temperaturregelabweichung elektrisch am Ausgang eines Verstärkers als Gleichstrom dargestellt wird, dessen Polarität der Richtung der Regelabweichung entspricht, und bei denen die Drehzahlregelabweichung elektrisch in Form eines Gleichstroms gebildet wird, dessen Polarität der Richtung der Regelabweichung entspricht; dabei ist eine Schaltung vorgesehen, welche die beiden Gleichstromregelabweichungen vergleicht und bei verschiedener Polarität diejenige Regelabweichung auf das Stellglied schaltet, welche die Brennstoffmenge verringert, und bei gleicher, die Brennstoffmenge verringernder Polarität die größere Regelabweichung auf das Stellglied schaltet sowie bei gleicher, die Brennstoffmenge vergrößernder Polarität die kleinere Regelabweichung auf das Stellglied schaltet.There are already control devices for gas turbine engines with the Fuel quantity as a manipulated variable as well as with the turbine outlet temperature and the Turbine speed known as controlled variables for which the temperature control deviation is represented electrically at the output of an amplifier as direct current, whose Polarity corresponds to the direction of the control deviation, and in which the speed control deviation is formed electrically in the form of a direct current, the polarity of which is of the direction corresponds to the control deviation; a circuit is provided which the compares the two DC control deviations and the one with different polarity Control deviation switches to the actuator, which reduces the fuel quantity, and with the same polarity, which reduces the amount of fuel, the greater control deviation switches to the actuator as well as the same, increasing the amount of fuel Polarity switches the smaller control deviation to the actuator.

Bei Reglern mit der Turbinenaustrittstemperatur und der Drehzahl als den beiden voneinander unabhängigen Regelgrößen kann der Fall eintreten, daß der Temperaturregelteil der Vorrichtung ausfällt. In diesem Falle würde bei negativer Drehzahlregelabweichung, d. h. bei Istdrehzahlen unter dem Sollwert der Drehzahl, nicht mehr geregelt werden können, weil infolge Fehlens einer Temperaturregelabweichung ein Aufschalten der negativen Drehzahlregelabweichung auf das Stellglied unmöglich ist.For controllers with the turbine outlet temperature and the speed as the two independent control variables, the case may arise that the Temperature control part of the device fails. In this case it would be negative Speed control deviation, d. H. at actual speeds below the setpoint of the speed, can no longer be controlled because there is no temperature control deviation it is impossible to apply the negative speed control deviation to the actuator is.

Aufgabe der Erfindung ist, diesen Nachteil zu vermeiden und bei Ausfall des Temperaturreglers die Funktionsfähigkeit des Drehzahlreglers zu erhalten.The object of the invention is to avoid this disadvantage and in the event of failure of the temperature controller to maintain the functionality of the speed controller.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß eine Spannungsduelle von einer die Brennstoffmenge vergrößernden Polarität mit dem Ausgang des Verstärkers über einen Widerstand verbunden ist, der mit einem oder mehreren mit dem Innenwiderstand des Verstärkers parallel geschalteten Widerständen einen Spannungsteiler bildet, so daß beim Ausfall des Verstärkers an seinem Ausgang ein Gleichstrom mit einer die Brennstoffmenge vergrößernden Polarität erzeugt wird.According to the invention this is achieved in that a tension duel of a polarity increasing the amount of fuel to the output of the amplifier is connected via a resistor, which with one or more with the internal resistance resistors connected in parallel to the amplifier form a voltage divider, so that if the amplifier fails, a direct current with a the amount of fuel increasing polarity is generated.

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt Fig.l eine schematische Darstellung mit Blockschaltbild, aus welcher die allgemeine Anordnung des Gasturbinentriebwerks, der Brennstoffzuführungseinrichtung und der elektronischen Regelvorrichtung für die letztere ersichtlich ist, und Fig.2 eine gegenüber Fig.l mehr ins einzelne gehende schematische Darstellung des Vorverstärkers mit der Rückkopplung zur Temperaturregelabweichungsschaltung und der Grenzwert-Brückenregelschaltung mit den dazugehörigen Schaltplänen.The invention is described in more detail below with reference to the drawings. It shows Fig.l a schematic representation with a block diagram from which the general arrangement of the gas turbine engine, the fuel supply device and the electronic control device for the latter can be seen, and Fig.2 a more detailed schematic representation of the preamplifier compared to Fig.l with the feedback to the temperature control deviation circuit and the limit value bridge control circuit with the associated circuit diagrams.

In Fig. 1 ist mit 10 ein Gasturbinentriebwerk bezeichnet, welches von beliebiger bekannter Konstruktion sein kann und beispielsweise einen Verdichter aufweisen kann, welcher durch eine Lufteintrittsöffnung Luft aufnimmt und diese unter Druck in eine Brennkammer fördert, in welcher Brennstoff verbrannt wird. Die Verbrennungsprodukte werden aus der Brennkammer einer Gasturbine zugeführt, welche den Verdichter antreibt. Das aus der Turbine austretende Gas verläßt das Triebwerk durch eine Ausströmdüse. Der Verdichter kann entweder als Radial-oder als Axialverdichter ausgebildet sein. Ein Teil der Turbinenleistung kann für den Antrieb einer Luftschraube verwendet werden.In Fig. 1, 10 denotes a gas turbine engine, which can be of any known construction and, for example, a compressor may have, which takes in air through an air inlet opening and this promotes under pressure in a combustion chamber in which fuel is burned. the Combustion products are fed from the combustion chamber to a gas turbine, which drives the compressor. The gas emerging from the turbine leaves the engine through an outlet nozzle. The compressor can be used either as a radial or as an axial compressor be trained. Part of the turbine power can be used to drive a propeller be used.

Die Brennstoffzufuhr wird wahlweise entweder durch ein drehzahlabhängiges oder durch eintemperaturabhängiges Regelsystem geregelt. Der Flugzeugführer stellt an einem Drehzahlwähler 48 einen Drehzahlsollwert ein. Das vom drehzahlempfindlichen Regelsystem ausgehende Signal wird in der Grenzwert-Brückenschaltung mit einem vom temperaturempfindlichen Regelsystem kommenden Signal verglichen; das sich hieraus ergebende Signal wird dazu verwendet, um das die Brennstoffzufuhr zum Triebwerk regelnde Ventil einzustellen.The fuel supply is optionally either by a speed-dependent or controlled by a temperature-dependent control system. The pilot poses a speed setpoint value on a speed selector 48. That of the speed-sensitive Control system outgoing signal is in the limit value bridge circuit with a from temperature sensitive Control system compared to incoming signal; the resulting signal is used to control the fuel supply to adjust the valve regulating the engine.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird von einem Generator 12, welcher ein von der Turbine angetriebener Wechselstromgenerator sein kann, ein Drehzahlsignal abgenommen und einem drehzahlempfindlichen Kreis 14 zugeführt. In diesem wird eine der Drehzahl-Regelabweichung proportionale Spannung erzeugt. Diese Spannung ist Null, wenn die Turbine mit Solldrehzahl läuft, positiv, wenn sie mit Überdrehzahl und negativ, wenn sie mit Unterdrehzahl läuft. Das Drehzahlregelabweichungssignal wird der Grenzwert-Brückenschaltung 18 zugeführt.As shown in Fig. 1, a generator 12, which is a turbine driven alternator may be a speed signal removed and fed to a speed-sensitive circuit 14. In this one voltage proportional to the speed control deviation is generated. This tension is Zero if the turbine is running at setpoint speed, positive if it is overspeeding and negative when running at underspeed. The speed control deviation signal is fed to the limit value bridge circuit 18.

Ein Temperatursignal wird von in der Ausströmdüse angeordneten Thermoelementen 20 der Temperatur-Regelabweichungsschaltung 22 zugeführt, wo es mit einer festen Spannung verglichen und in ein Temperaturregelabweichungssignal umgewandelt wird. Letzteres wird im Vorverstärker 24 verstärkt und über die Leitung 26 dem Spannungsteiler 16 und der Grenzwert-Brückenschaltung 18 zugeführt. Das verstärkte Temperaturregelabweichungssignal ist Null, wenn die Turbine mit Solltemperatur arbeitet, positiv, wenn die Turbine mit Übertemperatur und negativ, wenn sie mit Untertemperatur läuft. In der Grenzwert-Brückenschaltung 18 wird das am größten positive bzw. das am wenigsten negative der Drehzahl-und Temperatursignale für die Übertragung zum Hauptverstärker 28 ausgewählt, in welchem es verstärkt und sodann durch die Leitung 31 der Magnetspule 30 zugeführt wird.A temperature signal is supplied from thermocouples 20 arranged in the discharge nozzle to the temperature control deviation circuit 22, where it is compared with a fixed voltage and converted into a temperature control deviation signal. The latter is amplified in the preamplifier 24 and fed to the voltage divider 16 and the limit value bridge circuit 18 via the line 26. The amplified temperature control deviation signal is zero when the turbine is operating at the setpoint temperature, positive when the turbine is operating at excess temperature and negative when it is operating at under temperature. In the limit value bridge circuit 18, the most positive or the least negative of the speed and temperature signals is selected for transmission to the main amplifier 28, in which it is amplified and then fed through the line 31 to the magnetic coil 30.

Die Magnetspule 30, welche sich normalerweise in Mittellage befindet oder um ein geringes in der einer Brennstoffdrosselung entsprechenden Richtung verschoben ist, jedoch von einem negativen Signal in die eine Richtung und von einem positiven Signal in die entgegengesetzte Richtung bewegt werden kann, betätigt ein Ventil 32, welches die Menge des von der Brennstoffzuführung 34 zu den Brennstoffdüsen 36 strömenden Brennstoffs steuert. Die Brennstoffanlage umfaßt eine Brennstofförderpumpe 38, welcher ein druckbetätigtes Überströmventi140 zugeordnet ist, das dazu dient, ein gleichbleibendes Druckgefälle durch das Drosselventil42 aufrechtzuerhalten. Das Ventil 32 leitet entweder hohen oder niedrigen Druck in das Innere der Druckdose 44; dadurch wird das Ventil 42 in Richtung auf seine Schließ- oder öffnunsstellung zu bewegt und die Brennstoffzufuhr zu den' Brennstoffdüsen 36 geregelt. Die Bewegung des Ventils in seine Schließstellung kann durch einen Anschlag 43 begrenzt werden, um eine Mindestbrennstoffmenge zu gewährleisten.The solenoid 30, which is normally in the center position or is shifted slightly in the direction corresponding to a fuel throttling, but can be moved by a negative signal in one direction and by a positive signal in the opposite direction, actuates a valve 32, which controls the amount of fuel flowing from the fuel supply 34 to the fuel nozzles 36. The fuel system comprises a fuel feed pump 38, to which a pressure-actuated overflow valve 140 is assigned, which serves to maintain a constant pressure gradient through the throttle valve 42. The valve 32 directs either high or low pressure into the interior of the pressure cell 44; as a result, the valve 42 is moved in the direction of its closed or open position and the fuel supply to the fuel nozzles 36 is regulated. The movement of the valve into its closed position can be limited by a stop 43 in order to ensure a minimum amount of fuel.

Im drehzahlempfindlichen Kreis 14 wird eine Brükkenschaltung verwendet, um eine durch den vom Flugzeugführer betätigten Wählhebel 48 gewählte konstante Spannung mit der von einem Drehzahlgeber 12 erzeugten Spannung zu vergleichen; das sich hierbei ergebende Signal wird gleichgerichtet, um ein Drehzahlregelabweichungssignal zu erhalten, welches den Leitungen 50 und 52 zugeführt wird. Der Strom für den Betrieb der verschiedenen elektronischen Geräte wird normalerweise vom Generator 12 über einen Stromversorgungskreis 54 üblicher Ausführung geliefert, welcher neben anderen Spannungen auch eine Vorspannung von -13 Volt in die Leitung 56 und eine stabilisierte Spannung von +85 Volt in die Leitung 85 abgibt. Während des Startvorganges wird dem Stromversorgungsteil jedoch durch die Leitung 60 eine 400periodige Wechselspannung von einer nicht zur Anlage gehörigen Stromquelle aus zugeführt. Wenn die Turbine und somit auch der Generator 12 eine vorher festgelegte Drehzahl erreicht, betätigt die über den Relaisgleichrichter 62 und die Relaisspule 64 wirkende Generatorspannung den Kontaktarm 66, um die 400periodige Wechselstromquelle abzuschalten und den Generator 12 an den Stromversorgungsteil anzuschließen.A bridge circuit is used in the speed-sensitive circuit 14, by a constant selected by the selector lever 48 actuated by the pilot Compare voltage with the voltage generated by a speed sensor 12; the The resulting signal is rectified to produce a speed control deviation signal which is fed to lines 50 and 52. The electricity for operation of the various electronic devices is normally supplied by the generator 12 supplied a power supply circuit 54 of conventional design, which among others Voltages also include a bias of -13 volts on line 56 and a stabilized Outputs voltage of +85 volts in line 85. During the start-up process However, the power supply part through the line 60 a 400-period AC voltage supplied from a power source not belonging to the system. When the turbine and thus the generator 12 also reaches a predetermined speed, is actuated the generator voltage acting via the relay rectifier 62 and the relay coil 64 the contact arm 66 to turn off the 400 cycle AC power source and the generator 12 to be connected to the power supply unit.

Die Temperaturregelabweichungsschaltung und der Zerhacker 74 vergleichen das Thermoelementsignal mit einem Sollwert, welcher feststehend sein oder nach Belieben verändert werden kann. Das Temperatursignal kann mittels eines Gegenkopplungskreises einen Ausgleich zur Berücksichtigung der zeitlichen Nacheilung des oder der Thermoelemente erfahren.Compare the temperature control deviation circuit and chopper 74 the thermocouple signal with a set point which can be fixed or at will can be changed. The temperature signal can by means of a negative feedback circuit a compensation to take into account the time lag of the thermocouple (s) Experienced.

Die vom Thermoelement den Zerhackerkontakten 76 und 78 zugeführte Temperaturregelabweichung ist bei Untertemperatur positiv und bei Übertemperatur negativ. Bei Verwendung eines veränderlichen einstellbaren Sollwertes kann ein Signal, welches gewöhnlich positiv ist, dem Schwingkontakt 79 des Zerhackers 74 zugeführt werden, um die Amplitude des von letzterem erzeugten Rechteckimpulses zu verändern. Der Schwingkontakt 82 des Zerhackers 80 ist mechanisch so mit dem Zerhackerschwingarm 79 synchronisiert, daß Signale, die bei 76 und 78 positiv sind, in der Leitung 26 eine negative, einer Untertemperatur entsprechende Spannung erzeugen, während an den Kontakten 76 und 78 negative Spannungen in der Leitung 26 positive, einer Übertemperatur entsprechende Spannungen erzeugen.The one fed to the chopper contacts 76 and 78 by the thermocouple Temperature control deviation is positive if the temperature is too low and if the temperature is too high negative. When using a variable, adjustable setpoint, a signal can be which is usually positive, fed to the vibrating contact 79 of the chopper 74 to change the amplitude of the square pulse generated by the latter. The vibrating contact 82 of the chopper 80 is mechanically so with the chopper swing arm 79 synchronizes that signals which are positive at 76 and 78 are on line 26 generate a negative voltage corresponding to an undertemperature while on the contacts 76 and 78 negative voltages in the line 26 positive, an overtemperature generate corresponding voltages.

Die Temperaturregelabweichung auf der Leitung 26 wird durch die Leitung 29 den Widerständen 130 und 132 des Spannungsteilers 16 zugeführt. Ein Teil der Temperatu.rregelabweichung wird über die Leitung 142 zur Grenzwert-Brückenschaltung abgezweigt. In der Grenzwert-Brückenschaltung verbindet ein nicht dargestellter Gleichrichter die Leitung 142 mit der Masse und begrenzt jede in dieser Leitung auftretende negative Temperaturregelabweichung auf einen geringen Wert, und zwar auf annähernd 1 Volt. Ein Teil der Temperaturregelabweichung wird von einem Punkt zwischen den Widerständen 130 und 132 über die Leitung 146 zum Kontakt 148 des Zerhackers 71 abgezweigt und ferner über die Leitung 150 in die Grenzwert-Brückenschaltung eingeführt, von welcher er selektiv der \Zagnetspule zugeführt wird.The temperature control deviation on the line 26 is determined by the line 29 is fed to resistors 130 and 132 of voltage divider 16. A part of Temperature control deviation is transferred to the limit value bridge circuit via line 142 branched off. In the limit value bridge circuit, an unillustrated one connects Rectifier lines 142 to ground and limits each on that line occurring negative temperature control deviation to a low value, namely to approximately 1 volt. Part of the temperature control deviation is from one point between resistors 130 and 132 via line 146 to contact 148 of the chopper 71 branched off and also via line 150 into the limit value bridge circuit introduced, from which it is selectively fed to the \ Zagnetspule.

Die Drehzahlregelabweichung wird durch die Leitung 52 dem Kontakt 162 des Zerhackers 71 zugeführt. Diese Drehzahlregelabweichung wird über die Leitung 164 in die Grenzwert-Brückenschaltung eingeleitet, von welcher aus es selektiv der Magnetspule zugeführt wird. Die vom drehzahlempfindlichen Kreis auf die Leitung 50 gegebene Drehzahlregelabweichung wird für Schaltzwecke der Grenzwert-Brückenschaltung zugeführt.The speed control deviation is transmitted through line 52 to the contact 162 of the chopper 71 is supplied. This speed control deviation is transmitted via the line 164 initiated into the limit value bridge circuit, from which it selectively the Solenoid is fed. The speed-sensitive circuit on the line 50 given speed control deviation is used for switching purposes of the limit value bridge circuit fed.

Die der Grenzwert-Brückenschaltung durch die Leitungen 164 und 150 zugeführten Drehzahl- und Temperaturregelabweichungen werden Gleichrichtern zugeleitet, die das eine oder das andere von ihnen als das zum Hauptverstärker und von dort zur Magnetspule zu übertragende Signal auswählen. Die Drehzahlregelabweichung gibt auf Leitung 164 einen Rechteckimpuls. Die Temperaturregelabweichung gibt auf Leitung 150 ebenfalls einen Rechteckimpuls.The limit bridge circuit through lines 164 and 150 speed and temperature control deviations are fed to rectifiers, the one or the other of them as that to the main amplifier and from there Select the signal to be transmitted to the solenoid. The speed control deviation gives on line 164 a square pulse. The temperature control deviation is on line 150 also a square pulse.

Die Drehzahl- und Temperaturregelabweichungen sind so gewählt, daß, wenn sie der Grenzwert-Brükkenschaltung zugeführt werden, eine Überdrehzahl oder eine Übertemperatur durch ein positives Signal angezeigt wird, während im Gegensatz hierzu ein Untertemperatur- oder Unterdrehzahlsignal negativ ist. Das Drosselventi142 muß zum Schließen ein positives Signal von der Grenzwert-Brückenschaltung erhalten, wodurch die Brennstoffmenge verringert und die Cberdrehzahl oder die Übertemperatur beseitigt wird. Zum Öffnen des Drosselventils müssen der ?Magnetspule 30 von der Grenzwert-Brückenschaltung zwei negative Signale, und zwar sowohl für Drehzahl als auch für Temperatur zugeführt werden. Wenn eines der Signale, beispielsweise das Temperatursignal, Null, d. h. weder positiv noch negativ, und das andere, nämlich das Drehzahlsignal, negativ ist, wird die 11agnetspule nicht betätigt und somit die Stellung des Drosselventils nicht verändert. Im praktischen Betrieb ist die Magnetspule so leicht vorgespannt, daß bei einem Nullsignal das der Magnetspule betätigte Ventil um ein Geringes in Richtung der Schließstellung verschoben wird; bei Nullsignal bewegt sich also das Drosselventil langsam in Richtung auf seine Schließstellung, um schließlich seine der Mindestbrennstoffmenge entsprechende Stellung zu erreichen. Ein solcher Betriebszustand wäre gegeben, wenn der Thermoelementverstärker ausfallen und das Triebwerk auf Unterdrehzahl abfallen würde. Es wäre in diesem Falle unmöglich, die Brennstoffmenge zum Zwecke einer Drehzahlerhöhung zu verstärken, da jede Betätigung des Drehzahlwählhebels zur Erhöhung der Drehzahl lediglich ein weiteres Unterdrehzahlsignal zur Folge hätte, so daß das Nullsignal der Temperaturregelung weiterhin vorherrschend und eine Bewegung des Drosselventils verhindern würde. Gemäß der Erfindung wird das Entstehen eines solchen Betriebszustandes dadurch verhindert, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die bei Versagen des Thermoelementverstärkers selbsttätig ein Untertemperatursignal gibt. So lange beide Signale negativ sind, wird die Magnetspule im Sinne einer Verstärtung der Brennstoffmenge betätigt, bis eines der beiden Signale Null oder positiv wird und die Brennstoffmenge zu verringern beginnt.The speed and temperature control deviations are selected so that if they are fed to the limit value bridge circuit, an overspeed or an overtemperature due to a positive signal is displayed while in contrast, an under-temperature or under-speed signal is negative. That Drosselventi142 must receive a positive signal from the limit value bridge circuit to close obtained, which reduces the amount of fuel and the overspeed or the overtemperature is eliminated. To open the throttle valve, the? Solenoid 30 must be removed from the Limit value bridge circuit two negative signals, both for speed and can also be supplied for temperature. If any of the signals, for example the Temperature signal, zero, d. H. neither positive nor negative, and the other, namely the speed signal is negative, the solenoid is not actuated and thus the position of the throttle valve does not change. In practical operation, the Solenoid coil so slightly pretensioned that the solenoid coil has a zero signal actuated valve is shifted slightly in the direction of the closed position; in the case of a zero signal, the throttle valve moves slowly in the direction of its Closed position to finally its position corresponding to the minimum fuel quantity to reach. Such an operating condition would exist if the thermocouple amplifier fail and the engine would drop to underspeed. It would be in this one If it is impossible to increase the amount of fuel for the purpose of increasing the speed, since each actuation of the speed selector lever to increase the speed only one would result in another underspeed signal, so that the zero signal of the temperature control would continue to prevail and prevent movement of the throttle valve. According to the invention, the occurrence of such an operating state is prevented by that a device is provided which in the event of failure of the thermocouple amplifier automatically gives an undertemperature signal. As long as both signals are negative, the solenoid is actuated to increase the amount of fuel until one of the two signals becomes zero or positive and reduce the amount of fuel begins.

Der Thermoelementverstärker 24 ist ein kapazitiv gekoppelter Widerstandsversärker mit vier im Gegentakt geschalteten Röhren, und es läßt sich mit ihm eine Gesamtverstärkung bis zu 5000 erzielen. Ein Gegenkopplungspfad ist über die Leitung 220 an die Ausgangsleitung 26 angeschlossen und führt einen Teil des Ausgangs des Verstärkers zu dessen Eingangsseite zurück. Eine Schaltung dieser Art hat die Eigenschaft, daß sie für eine an einer anderen Stelle des Systems auftretende N acheilung einen Ausgleich schafft. Im vorliegenden Fall gleicht sie die Nacheilung des Thermoelements aus. Wenn daher die Temperatur in der Ausströmdüse ansteigt, beginnt das Thermoelement ein stärkeres Signal zu erzeugen, welches dem Thermoelementverstärker zugeführt, von diesem verstärkt und als Gegenkopplung zum Eingang zurückgeführt wird, wobei jedoch auf Grund des Kondensators 222 die volle Wirkung der Gegenkopplung nicht sogleich in Erscheinung tritt, da der Kondensator erst aufgeladen werden muß, bevor die volle Spannungserhöhung in den Verstärker rückgespeist werden kann, um hierdurch dessen Ausgang wieder zu verringern. Diese Nacheilung in der Rückspeisung wirkt sich in derselben Weise wie eine Temperaturerhöhung aus, obwohl der Thermostat in diosem Augenblick keine derartige erhöhte Temperatur anzeigt.The thermocouple amplifier 24 is a capacitively coupled resistance amplifier with four tubes connected in push-pull, and it can be used as an overall gain achieve up to 5000. A negative feedback path is via line 220 to the output line 26 and leads part of the output of the amplifier to its input side return. A circuit of this type has the property that it works for one on one Any disadvantage occurring elsewhere in the system compensates for this. In the present Case it compensates for the lag of the thermocouple. Therefore, if the temperature increases in the outlet nozzle, the thermocouple begins to send a stronger signal generate, which is fed to the thermocouple amplifier, amplified by it and is fed back as negative feedback to the input, but due to the capacitor 222 the full effect of the negative feedback does not appear immediately, since the capacitor must first be charged before the full voltage increase in the amplifier can be fed back in order to reduce its output again. This lag in the feedback has the same effect as a temperature increase off, although at this moment the thermostat does not have such an elevated temperature indicates.

Die gleiche Gegenkopplung wird verwendet, um im Fall eines Versagens des Thermoelementverstärkern eine negative Vorspannung zu liefern. Eine Verbindung wird von der eine Spannung von -13 Volt abgebenden Anzapfung des Stromversorgungsteiles über einen verhältnismäßig großen Widerstand 224 zur Ausgangsleitung 26 geführt. Dieser Widerstand, der beispielsweise 1'/a Megohm haben kann, ist an den Ausgangskreis 26 angeschlossen. Der Ausgangskreis 26 wird durch den Zerhackerarm 82 über die Widerstände 226 und 228, die beispielsweise Widerstände von 150 Kiloohm sein können, periodisch geerdet. Die Ausgangsleitung ist ferner über die Widerstände 130 und 132 im Spannungsteiler mit Masse verbunden, wobei diese Widerstände insgesamt 1 Megohm haben können. Außerdem ist auch noch der Innenwiderstand des Vorverstärkers vorhanden, so daß der Widerstand vom Anschlußpunkt 230 der eine Spannung von -13 Volt führenden Leitung und der Ausgangsleitung 26 zur Masse so gering ist, daß lediglich ein kleiner Teil der -13 Volt am Anschlußpunkt 230 ankommt. Während das Betriebes des Thermoelementverstärkers ist der effektive Innenwiderstand desselben verhältnismäßig niedrig, und zwar auf Grund der durch die Leitung 220 und über die Widerstände 232 und 234, welche annähernd 2 Megohm haben können, erfolgenden Rückspeisung zur Eingangsseite des Verstärkers. Diese Rückspeisung oder Gegenkopplung ist so gestaltet, daß lediglich etwa ein Zehntel des normalen Verstärkerausgangs aufrechterhalten wird, wobei die Gegenkopplung den Ausgang um etwa 90% verringert. Hierdurch ergibt sich ein effektiver Innenwiderstand, der so niedrig ist, daß während des Betriebes des Verstärkers am Anschlußpunkt 230 annähernd '/,.Volt oder noch weniger von der -13-Volt-Spannung ankommt. Die Wirkung dieser geringen Spannung ist vernachlässigbar und kann durch entsprechende Einstellung des Thermoelements ausgeglichen werden.The same negative feedback is used to prevent in case of failure of the thermocouple amplifier to provide a negative bias. A connection is from the tap of the power supply unit, which emits a voltage of -13 volts led to output line 26 via a relatively large resistor 224. This resistance, which can have for example 1 '/ a megohm, is connected to the output circuit 26 connected. The output circuit 26 is made by the chopper arm 82 via the resistors 226 and 228, which can be resistances of 150 kiloohms, for example, periodically grounded. The output line is also in the voltage divider via resistors 130 and 132 connected to ground, whereby these resistors can have a total of 1 megohm. aside from that the internal resistance of the preamplifier is also present, so that the resistance from connection point 230 of the line carrying a voltage of -13 volts and the output line 26 to ground is so low that only a small part of the -13 volts at the connection point 230 arrives. During the operation of the thermocouple amplifier is the effective Internal resistance of the same relatively low, due to the through line 220 and across resistors 232 and 234 which are approximately 2 megohms can have, taking place back feed to the input side of the amplifier. These Feedback or negative feedback is designed so that only about a tenth of the normal amplifier output is maintained, the negative feedback being the Output decreased by approximately 90%. This results in an effective internal resistance, which is so low that during operation of the amplifier at connection point 230 approximately '/,. volts or even less of the -13 volt voltage arrives. The effect this low voltage is negligible and can be adjusted accordingly of the thermocouple.

Sollte jedoch der Verstärker entweder durch fehlerhaftes Arbeiten oder Hängenbleiben der Schwingkontakte 79, 82 oder durch Ausfall der Verstärkerröhren oder eines anderen Teils der Schaltung versagen, so würde sich der Innenwiderstand des Verstärkers beträchtlich erhöhen. Falls der Schwingkontakt 82 an seinem Gegenkontakt festschweißen sollte, wäre selbstverständlich ein Masseschluß über die Widerstände 226 oder 228 und auch über die Widerstände 130 und 132 gegeben. Sollte der Schwingkontakt in seiner normalen Stellen stehenbleiben, so wäre die einzige Masseverbindung über die Widerstände 130 und 132. Der tatsächliche Innenwiderstand des Verstärkers würde unendlich groß, und die Gegenkopplung würde unwirksam werden, da der Vorverstärker keinen Rechteckimpuls zu verstärken hätte, wenn der Schwingkontakt versagen sollte; im Fall eines Versagens des Verstärkers selbst würde keine Verstärkung und somit auch keine Gegenkopplung stattfinden. Bei fehlender Gegenkopplung würden die Widerstände 130 und 132 und möglicherweise auch die Widerstände 226 und 228 als der im wesentlichen einzige Innenwiderstand zwischen dem Anschlußpunkt 230 und Masse wirken, so daß ein wesentlicher Teil der -13 Volt in der Ausgangsleitung 26 auftreten würde, Dieser Teil würde sich der 1-Volt-Grenze der Grenzwert-Brückenschaltung nähern oder sie überschreiten und somit ein negatives Signal in der Thermoelement-Eingangsleitung29,142 und in der Grenzwert-Brückenschaltung erzeugen.However, the amplifier should either be caused by improper operation or sticking of the oscillating contacts 79, 82 or failure of the amplifier tubes or any other part of the circuit would fail, the internal resistance would increase of the amplifier considerably. If the oscillating contact 82 is at its mating contact should weld, of course there would be a short to ground across the resistors 226 or 228 and also via resistors 130 and 132. Should the oscillating contact stop in its normal places, the only ground connection would be over resistors 130 and 132. The actual internal resistance of the amplifier would be infinitely large, and the negative feedback would be ineffective as the preamplifier would not have to amplify a square pulse if the oscillating contact should fail; in the event of failure of the amplifier itself there would be no gain and thus there is also no negative feedback. In the absence of negative feedback, the resistors would 130 and 132 and possibly resistors 226 and 228 as the main act only internal resistance between the connection point 230 and ground, so that a significant portion of the -13 volts would appear on output line 26, this one Part would approach the 1 volt limit of the limit bridge circuit or it exceed and thus a negative signal in the thermocouple input line29,142 and generate in the limit value bridge circuit.

Es ist somit ersichtlich, daß die Erfindung einen Sicherheitskreis für den Thermoelementverstärker vorsieht, welcher bei Ausfall des letzteren oder bei Versagen der Zerhacker 74, 80 ein negatives Untertemperatursignal liefert.It can thus be seen that the invention is a safety circuit for the thermocouple amplifier, which in the event of failure of the latter or at If the choppers 74, 80 fail, a negative undertemperature signal is generated supplies.

Die Erfindung wurde an Hand einer Ausführungsform beschrieben, bei welcher das rechnerisch größte, d. h. das größte positive oder das kleinste negative Signal als das Regelsignal im Übergangskreis verwendet wird, wobei die Überdrehzahl- und Übertemperatursignale positiv sind. Die Schaltung kann jedoch auch so gestaltet sein, daß das rechnerisch kleinste Signal als Regelsignal verwendet wird, wobei dann die Überdrehzahl- und Übertemperatursignale negativ sind.The invention has been described on the basis of an embodiment which is the mathematically largest, d. H. the greatest positive or the least negative Signal is used as the control signal in the transition circuit, whereby the overspeed and overtemperature signals are positive. However, the circuit can also be designed in this way be that the mathematically smallest signal is used as the control signal, where then the overspeed and overtemperature signals are negative.

Claims

PATENT CLAIM: Control device for gas turbine engines with the Fuel quantity as a manipulated variable as well as with the turbine outlet temperature and the Turbine speed as a control variable for which the temperature control deviation is electrical is represented as direct current at the output of an amplifier, its polarity corresponds to the direction of the control deviation, and for which the speed control deviation is formed electrically in the form of a direct current, the polarity of which is of the direction corresponds to the control deviation, a circuit being provided which the compares the two DC control deviations and the one with different polarity Control deviation switches to the actuator, which reduces the fuel quantity, and with the same polarity, which reduces the amount of fuel, the greater control deviation switches to the actuator as well as the same, increasing the amount of fuel Polarity switches the smaller control deviation to the actuator, characterized in that that a voltage source (54) of a polarity increasing the amount of fuel connected to the output (26) of the amplifier (24) via a resistor (224) is that with one or more in parallel with the internal resistance of the amplifier switched resistors (226, 228) forms a voltage divider, so that in the event of failure of the amplifier at its output a direct current with an amount of fuel magnifying polarity is generated. Publications considered: Swiss U.S. Patent No. 265,944; British Patent No. 675 368.