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DE102011108766A1 - Method for changing rotational speed of turbo gas engine from speed to another speed, involves detecting operating parameters, and adjusting fuel stream supplied to turbo gas engine in dependence on detected operating parameters - Google Patents

Method for changing rotational speed of turbo gas engine from speed to another speed, involves detecting operating parameters, and adjusting fuel stream supplied to turbo gas engine in dependence on detected operating parameters Download PDF

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DE102011108766A1
DE102011108766A1 DE201110108766 DE102011108766A DE102011108766A1 DE 102011108766 A1 DE102011108766 A1 DE 102011108766A1 DE 201110108766 DE201110108766 DE 201110108766 DE 102011108766 A DE102011108766 A DE 102011108766A DE 102011108766 A1 DE102011108766 A1 DE 102011108766A1
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DE
Germany
Prior art keywords
speed
engine
distance
turbo
blow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE201110108766
Other languages
German (de)
Inventor
Kai Salchow
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MTU Aero Engines AG
Original Assignee
MTU Aero Engines GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MTU Aero Engines GmbH filed Critical MTU Aero Engines GmbH
Priority to DE201110108766 priority Critical patent/DE102011108766A1/en
Publication of DE102011108766A1 publication Critical patent/DE102011108766A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/26Control of fuel supply
    • F02C9/28Regulating systems responsive to plant or ambient parameters, e.g. temperature, pressure, rotor speed

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Abstract

The method involves detecting operating parameters, and adjusting a fuel stream supplied to the turbo gas engine (10) and an exhaust valve (43) in a compressor of the turbo gas engine in dependence on the detected operating parameters. The fuel stream and the exhaust valve are so placed that a constant predetermined distance from a pumping limit is maintained when driving through a broad speed range. Independent claims are included for the following: (1) an engine controller for a turbo gas engine; and (2) a turbo gas engine with a high pressure turbine.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verändern der Drehzahl eines Turbogastriebwerks und auf einen Triebwerkscontroller für ein Turbogastriebwerk.The present invention relates to a method of varying the speed of a turbo-engine and to an engine controller for a turbo-engine.

Bei Turbogastriebwerken, die zum Antrieb von Luft- und anderen Fahrzeugen verwendet werden, ist in der Regel der im Turbogastriebwerk zugeführte Brennstoffstrom die wichtigste Stellgröße für die Einstellung des vom Turbogastriebwerk erzeugten Schubs bzw. der bereitgestellten Wellenleistung. Im Fall einer Beschleunigung des Turbogastriebwerks wird bei kleinen Drehzahlen häufig die Beschleunigung der Hochdruckwelle als Führungsgröße verwendet. Sie ist ein Maß für den Pumpgrenzabstand bzw. den Abstand des momentanen Betriebspunkts von dem Betriebsbereich, in dem im Verdichter Pumpen (engl.: compressor stall oder surge) auftreten kann. Mit zunehmender Drehzahl der Hochdruckwelle steigt die Temperatur am Eintritt der Hochdruckturbine an. Sobald die Temperatur am Eintritt der Hochdruckturbine die Obergrenze des zulässigen Temperaturbereichs erreicht, löst die Temperatur am Eintritt der Hochdruckturbine die Wellenbeschleunigung als Führungsgröße für die Regelung des Brennstoffstroms ab. Somit wird während eines Beschleunigungsvorgangs das Turbogastriebwerk zunächst entlang einer Grenze mit minimalem Pumpgrenzabstand im Hochdruckverdichter und steigender Temperatur am Eintritt der Hochdruckturbine und anschließend bei konstanter, maximal zulässiger Temperatur am Eintritt der Hochdruckturbine und zunehmendem Pumpgrenzabstand beschleunigt.For turboengines used to drive air and other vehicles, the fuel flow supplied in the turbo gas engine is typically the most important variable in adjusting the thrust generated by the turbo engine or the shaft power provided. In the case of acceleration of the turbocharged engine, the acceleration of the high pressure shaft is often used as the reference variable at low speeds. It is a measure of the surge margin or the distance of the current operating point from the operating range in which compressor (compressor stall or surge) can occur in the compressor. As the speed of the high pressure shaft increases, the temperature at the inlet of the high pressure turbine increases. As soon as the temperature at the inlet of the high-pressure turbine reaches the upper limit of the permissible temperature range, the temperature at the inlet of the high-pressure turbine triggers the shaft acceleration as a reference variable for controlling the fuel flow. Thus, during an acceleration process, the turbo-gas engine is first accelerated along a boundary with minimum surge margin in the high pressure compressor and rising temperature at the inlet of the high pressure turbine and then at a constant, maximum allowable temperature at the entrance of the high pressure turbine and increasing surge margin.

Im Fall einer Verzögerung bzw. Abbremsung des Turbogastriebwerks wird die – in diesem Fall negative – Wellenbeschleunigung als Führungsgröße verwendet. Die Wellenbeschleunigung bzw. ihr Sollwert wird dabei so eingestellt, dass zunächst die Verlöschgrenze der Brennkammer berücksichtigt wird, insbesondere ein vorbestimmter Mindestabstand von der Verlöschgrenze eingehalten wird. Bei Turbogastriebwerken mit zwei oder mehr Wellen ist ferner aufgrund der schnelleren Verzögerung der Hochdruckwelle der Pumpabgrenzabstand im Niederdruckverdichter bzw. gegebenenfalls im Mitteldruckverdichter zu berücksichtigen. Bei niedrigen Drehzahlen, insbesondere gegen Ende eines Verzögerungsvorgangs, wird deshalb die Wellenbeschleunigung als Führungsgröße bzw. ihr Sollwert so gewählt, dass im Niederdruckverdichter bzw. gegebenenfalls im Mitteldruckverdichter ein vorbestimmter Pumpgrenzabstand eingehalten wird.In the case of deceleration or deceleration of the turbocharged engine, the - in this case negative - shaft acceleration is used as the reference variable. The shaft acceleration or its desired value is adjusted so that initially the quenching limit of the combustion chamber is taken into account, in particular a predetermined minimum distance from the quenching limit is maintained. In turbocharged engines with two or more shafts is also due to the faster deceleration of the high pressure wave of the pumping limit in the low pressure compressor or optionally in the medium pressure compressor to be considered. At low speeds, in particular towards the end of a deceleration process, therefore, the shaft acceleration is selected as a reference variable or its setpoint so that in the low-pressure compressor or optionally in the medium-pressure compressor, a predetermined surge margin is maintained.

Die Berücksichtigung der Pumpgrenzabstände, der Obergrenze des zulässigen Temperaturbereichs am Eintritt der Hochdruckturbine und eines vorbestimmten Mindestabstands von der Verlöschgrenze der Brennkammer limitieren das Ansprechverhalten eines Turbogastriebwerks bei einer Änderung der Schubhebelstellung. Das Ansprechverhalten bzw. die Geschwindigkeit, mit der der vom Turbogastriebwerk bereitgestellte Schub bzw. die abgegebene Leistung verändert werden kann, ist in vielen kritischen Flugphasen sicherheitsrelevant, beispielsweise im Fall des Abbruchs einer Landung oder eines Starts oder bei einem Luftkampf.The consideration of the surge margins, the upper limit of the allowable temperature range at the inlet of the high-pressure turbine and a predetermined minimum distance from the firing limit of the combustion chamber limit the response of a turbocharged engine when the throttle position is changed. The responsiveness or speed at which the thruster or power delivered by the turbo-engine can be varied is safety critical in many critical flight phases, for example, in the event of a landing or take-off or aerial combat.

In der DE 2 120 637 ist eine Steuereinrichtung zum Öffnen und Schließen von Verdichteranzapfungen beschrieben. Unter einem ersten vorbestimmten Wert der korrigierten Wellendrehzahl sind die Verdichteranzapfungen immer geöffnet, über einem zweiten vorbestimmten Wert der korrigierten Wellendrehzahl sind die Verdichteranzapfungen ständig geschlossen. Zwischen dem ersten vorbestimmten Wert und dem zweiten vorbestimmten Wert sind die Verdichteranzapfungen geschlossen, wenn sich das Triebwerk in einem stationären Zustand befindet, und geöffnet, wenn der Betriebszustand des Triebwerks einen Mindestabstand vom stationären Betriebszustand aufweist.In the DE 2 120 637 a control device for opening and closing compressor taps is described. Below a first predetermined value of the corrected shaft speed, the compressor taps are always open, over a second predetermined value of the corrected shaft speed, the compressor taps are constantly closed. Between the first predetermined value and the second predetermined value, the compressor taps are closed when the engine is in a stationary state and open when the operating state of the engine is at a minimum distance from the steady-state operating state.

In der US 4,991,389 ist eine Modulation der Verdichteranzapfung während des transienten Betriebs einer Gasturbine beschrieben. Die Öffnung der Verdichteranzapfung ist eine Funktion der Änderungsrate der Verdichterdrehzahl.In the US 4,991,389 is a modulation of the compressor tapping during the transient operation of a gas turbine described. The opening of the compressor tap is a function of the rate of change of the compressor speed.

In der DE 10 2007 035 927 A1 ist eine Regelung für eine Gasturbine mit aktiv stabilisiertem Verdichter beschrieben. Zur Erhöhung der Verdichterstabilität sind Einrichtungen zur Schaufelspitzeneinblasung vorgesehen, die bei Bedarf aktiviert werden. In die Regelung kann ein Vorhersagemodell des Pumpgrenzenabstandes implementiert sein.In the DE 10 2007 035 927 A1 is described a regulation for a gas turbine with actively stabilized compressor. In order to increase the compressor stability devices are provided for Schaufelspitzeneinblasung, which are activated when needed. In the control, a prediction model of the surge margin can be implemented.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Verändern der Drehzahl eines Turbogastriebwerks und einen verbesserten Triebwerkscontroller zu schaffen.An object of the present invention is to provide an improved method of varying the speed of a turbo-engine and an improved engine controller.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.This object is solved by the subject matters of the independent claims.

Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further developments are specified in the dependent claims.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beruhen auf der Idee, während eines transienten Betriebs eines Turbogastriebwerks den dem Turbogastriebwerk zugeführten Brennstoffstrom bzw. Brennstoffmassenstrom und eine Verdichterabblasung bzw. einen Abblasmassenstrom gleichzeitig so zu stellen bzw. zu führen, dass der Betriebszustand des Turbogastriebwerks in einem möglichst ausgedehnten Drehzahlbereich gleichzeitig einen vorbestimmten und insbesondere konstanten oder im Wesentlichen konstanten Abstand zur Pumpgrenze des Hochdruckverdichters und eine maximal zulässige Temperatur am Eintritt der Hochdruckturbine umfasst, wenn die Drehzahl bzw. die Leistung bzw. der Schub des Turbogastriebwerks erhöht wird. Eine weitere Idee besteht darin, den Brennstoffstrom und die Abblasung gleichzeitig so zu stellen bzw. zu führen, dass der Betriebszustand des Turbogastriebwerks in einem möglichst ausgedehnten Drehzahlbereich gleichzeitig einen vorbestimmten und insbesondere konstanten oder im Wesentlichen konstanten Abstand zur Pumpgrenze des Niederdruck- oder Mitteldruckverdichter (bzw. Booster) und einen vorbestimmten und insbesondere konstanten oder im Wesentlichen konstanten Abstand zur Verlöschgrenze der Brennkammer umfasst. Das Führen bzw. das Stellen des Brennstoffstroms und der Abblasung ist dabei sowohl durch eine Steuerung als auch durch eine Regelung möglich.Embodiments of the present invention are based on the idea of concurrently providing, during transient operation of a turbo-engine, the fuel flow and compressor mass flow and blowdown mass flow simultaneously to the turbocharged engine in the widest possible speed range a predetermined and in particular constant or im Substantially constant distance to the pumping limit of the high pressure compressor and a maximum allowable temperature at the inlet of the high pressure turbine includes when the speed or the power or the thrust of the turbocharged engine is increased. Another idea is to simultaneously set or guide the fuel flow and the blow-off in such a way that the operating state of the turbo-engine in a broadest possible speed range simultaneously a predetermined and particularly constant or substantially constant distance to the surge limit of the low-pressure or medium-pressure compressor (or Booster) and a predetermined and in particular constant or substantially constant distance to the quench limit of the combustion chamber. The guiding or setting of the fuel flow and the blow-off is possible both by a controller and by a control.

Bei einem Verfahren zum Verändern der Drehzahl eines Turbogastriebwerks von einer ersten Drehzahl zu einer zweiten Drehzahl werden Betriebsparameter erfasst und ein dem Turbogastriebwerk zugeführter Brennstoffstrom und ein Abblasventil an einem Verdichter des Turbogastriebwerks in Abhängigkeit von den erfassten Betriebsparametern gestellt, wobei der Brennstoffstrom und das Abblasventil so gestellt werden, dass beim Durchfahren eines ausgedehnten Drehzahlbereichs zumindest entweder gleichzeitig ein im Wesentlichen konstanter vorbestimmter Abstand von einer Pumpgrenze eingehalten wird und die Eintrittstemperatur einer ersten Turbinenstufe einen im Wesentlichen konstanten vorbestimmten Wert annimmt, wenn die zweite Drehzahl größer als die erste Drehzahl ist, oder gleichzeitig ein im Wesentlichen konstanter vorbestimmter Abstand von einer Pumpgrenze und ein vorbestimmter im Wesentlichen konstanter Abstand von einer Verlöschgrenze einer Brennkammer eingehalten wird, wenn die zweite Drehzahl kleiner als die erste Drehzahl ist.In a method of varying the speed of a turbo-engine from a first speed to a second speed, operating parameters are detected and a turbo-flow supplied fuel flow and a bleed valve on a compressor of the turbo-engine in response to the detected operating parameters, wherein the fuel flow and the bleed valve so set be that when passing through an extended speed range at least either simultaneously a substantially constant predetermined distance from a surge limit is met and the inlet temperature of a first turbine stage assumes a substantially constant predetermined value, when the second speed is greater than the first speed, or simultaneously is maintained substantially constant predetermined distance from a surge line and a predetermined substantially constant distance from a quench limit of a combustion chamber when the second Dr ehzahl smaller than the first speed is.

Die Betriebsparameter werden insbesondere erfasst, indem sie durch entsprechende Sensoren gemessen, aus einem Speicher gelesen (beispielsweise zurückgelegte Betriebsstunden des Turbogastriebwerks) oder aus anderen Parametern berechnet werden. Der Brennstoffstrom wird insbesondere durch eine Drehzahl einer Brennstoffpumpe bestimmt. Der Brennstoffstrom und das Abblasventil werden insbesondere nicht nur in Abhängigkeit von den erfassten Betriebsparametern, sondern ferner von der ersten und der zweiten Drehzahl oder deren Differenz und/oder von der momentanen Drehzahl des Turbogastriebwerks gestellt.In particular, the operating parameters are detected by being measured by appropriate sensors, read from a memory (eg, turbo engine engine hours of operation), or calculated from other parameters. The fuel flow is determined in particular by a rotational speed of a fuel pump. In particular, the fuel flow and the blow-off valve are set not only in dependence on the detected operating parameters, but also on the first and the second rotational speed or their difference and / or on the instantaneous rotational speed of the turbo-gas engine.

Mit einem ausgedehnten Drehzahlbereich ist ein nicht-punktförmiger bzw. ein nicht im Wesentlichen punktförmiger Drehzahlbereich, also ein Drehzahlbereich, der mehr als nur eine einzige Drehzahl oder ein sehr kleines Intervall von Drehzahlen umfasst, gemeint. Insbesondere umfasst der ausgedehnte Drehzahlbereich den gesamten Drehzahlbereich von der ersten Drehzahl bis zur zweiten Drehzahl oder einen wesentlichen Teil (beispielsweise ein Drittel, die Hälfte oder zwei Drittel) davon.By an extended speed range is meant a non-punctiform or non-punctiform speed range, that is, a speed range that includes more than a single speed or a very small interval of speeds. In particular, the extended speed range includes the entire speed range from the first speed to the second speed or a substantial portion (for example, one-third, one-half, or two-thirds) thereof.

Die Pumpgrenze ist die Grenze des Betriebsbereichs, innerhalb dessen ein Verdichterpumpen (englisch: compressor stall oder surge) auftreten kann oder auftritt. Während eines Erhöhens der Drehzahl des Turbogastriebwerks wird insbesondere ein konstanter vorbestimmter Abstand von der Pumpgrenze im Hochdruckverdichter des Turbogastriebwerks eingehalten. Während eines Verminderns der Drehzahl des Turbogastriebwerks wird insbesondere ein konstanter vorbestimmter Abstand von der Pumpgrenze im Niederdruck- und/oder gegebenenfalls im Mitteldruckverdichter eingehalten.The surge limit is the limit of the operating range within which a compressor stall or surge can occur or occur. During an increase in the rotational speed of the turbo-engine, in particular a constant predetermined distance from the surge line in the high-pressure compressor of the turbo-engine is maintained. During a reduction in the speed of the turbo-engine, in particular a constant predetermined distance from the surge limit in the low-pressure and / or optionally in the medium-pressure compressor is maintained.

Der vorbestimmte Wert der Eintrittstemperatur ist insbesondere die Maximaltemperatur bzw. die Obergrenze des zulässigen Temperaturbereichs am Eintritt der ersten Turbinenstufe.The predetermined value of the inlet temperature is in particular the maximum temperature or the upper limit of the permissible temperature range at the inlet of the first turbine stage.

Ein Vorteil des gleichzeitigen Einhaltens eines konstanten vorbestimmten Abstands von der Pumpgrenze des Hochdruckverdichters und der maximalen Eintrittstemperatur der Hochdruckturbine durch gleichzeitiges Stellen des Brennstoffstroms und des Abblasventils kann darin bestehen, dass die Drehzahl des Turbogastriebwerks besonders schnell vergrößert werden kann. Ein Vorteil des gleichzeitigen Einhaltens eines konstanten vorbestimmten Abstands von der Pumpgrenze im Niederdruck- oder gegebenenfalls im Mitteldruckverdichter und eines konstanten vorbestimmten Abstands zur Verlöschgrenze der Brennkammer durch gleichzeitiges Stellen des Brennstoffstroms und des Abblasventils beim Vermindern der Drehzahl des Turbogastriebwerks kann darin bestehen, dass die Drehzahl besonders schnell vermindert werden kann. Möglichst schnelle Drehzahländerungen an einem Turbogastriebwerk sind beispielsweise beim Abbruch eines Starts oder einer Landung oder während eines Luftkampfs oder in anderen kritischen Flugphasen sicherheitsrelevant.An advantage of simultaneously maintaining a constant predetermined distance from the surge limit of the high pressure compressor and the maximum inlet temperature of the high pressure turbine by simultaneously setting the fuel flow and the blowoff valve may be that the speed of the turboengine can be increased very quickly. An advantage of simultaneously maintaining a constant predetermined distance from the surge limit in the low pressure or optionally the medium pressure compressor and a constant predetermined distance to the firing limit of the combustion chamber by simultaneously setting the fuel flow and the blowdown valve in reducing the speed of the turbo engine may be that the speed is particularly high can be quickly reduced. As fast as possible changes in the speed of a turbo engine are safety-relevant, for example, when a take-off or a landing or during an aerial combat or in other critical flight phases.

Alternativ oder zusätzlich kann die Verwendung des beschriebenen Verfahrens bei gegenüber einem herkömmlichen Betrieb unveränderter oder nur geringfügig verkürzter Beschleunigungszeit eine Reduzierung der maximalen Temperatur am Eintritt der Hochdruckturbine und damit eine geringere thermische Belastung und eine längere Lebensdauer der Hochdruckturbine ermöglichen.Alternatively or additionally, the use of the described method in comparison with a conventional operation unchanged or only slightly reduced acceleration time to reduce the maximum temperature at the entrance of the high-pressure turbine and thus allow lower thermal stress and a longer life of the high-pressure turbine.

Alternativ oder zusätzlich kann das beschriebene Verfahren bei gegenüber einem herkömmlichen Betrieb unveränderter oder nur geringfügig verkürzter Beschleunigungszeit und unveränderter oder nur geringfügig verminderter maximaler Temperatur am Eintritt der Hochdruckturbine einen höheren Abstand zur Pumpgrenze am Hochdruckverdichter bzw. eine Reduzierung der im sogenannten ”surge margin stack up” für die Beschleunigung vorzuhaltende Auslenkung der Fahrlinie im Verdichterkennfeld ermöglichen. Dies kann unter Umständen eine Verringerung der Anzahl der Stufen im Hochdruckverdichter ermöglichen.Alternatively or additionally, the described method can be used in comparison with a conventional operation unchanged or only slightly shortened acceleration time and unchanged or only slightly reduced maximum temperature at the entrance of the high pressure turbine allow a higher distance to the surge line at the high pressure compressor or a reduction in the so-called "surge margin stack up" vorzuhaltende for the acceleration deflection of the driving line in the compressor map. Under certain circumstances, this may allow a reduction in the number of stages in the high-pressure compressor.

Die genannten Vorteile können zumindest teilweise kombiniert werden.The advantages mentioned can be at least partially combined.

Bei einem Verfahren, wie es hier beschrieben ist, können der Brennstoffstrom und die Stellung des Abblasventils Stellgrößen in einem gemeinsamen Regelkreis sein, in dem zumindest entweder der vorbestimmte Sollwert des Abstands von der Pumpgrenze und der vorbestimmte Sollwert der Eintrittstemperatur Führungsgrößen und der momentane Wert des Abstands von der Pumpgrenze und der momentane Wert der Eintrittstemperatur Regelgrößen sind, wenn die Drehzahl zu erhöhen ist, oder der vorbestimmte Sollwert des Abstands von der Pumpgrenze und der vorbestimmte Sollwert des Abstands von der Verlöschgrenze Führungsgrößen und der momentane Wert des Abstands von der Pumpgrenze und der momentane Wert des Abstands von der Verlöschgrenze Regelgrößen sind, wenn die Drehzahl zu vermindern ist.In a method as described herein, the fuel flow and the position of the blow-off valve may be control variables in a common control loop in which at least one of the predetermined setpoint distance from the pumping limit and the predetermined setpoint inlet temperature command values and the instantaneous value of the distance from the surge line and the instantaneous value of the inlet temperature are control variables when the speed is to be increased, or the predetermined setpoint of the distance from the surge line and the predetermined setpoint of the distance from the skip limit command values and the instantaneous value of the distance from the surge line and the instantaneous Value of the distance from the extinction limit Controlled variables are when the speed is to be reduced.

Insbesondere sind der der Brennkammer zugeführte Brennstoffstrom und die Stellung eines Abblasventils am Austritt des Hochdruckverdichters bzw. zwischen Hochdruckverdichter und Brennkammer Stellgrößen in dem gemeinsamen Regelkreis. Insbesondere sind der vorbestimmte Sollwert des Abstands von der Pumpgrenze im Hochdruckverdichter und der vorbestimmte Wert der Eintrittstemperatur der Hochdruckturbine Führungsgrößen und der momentane Wert des Abstands von der Pumpgrenze im Hochdruckverdichter und der momentane Wert der Eintrittstemperatur an der Hochdruckturbine Regelgrößen, wenn die Drehzahl zu erhöhen ist. Insbesondere sind der vorbestimmte Sollwert des Abstands von der Pumpgrenze im Niederdruck- oder gegebenenfalls im Mitteldruckverdichter und der vorbestimmte Sollwert des Abstands von der Verlöschgrenze der Brennkammer Führungsgrößen und der momentane Wert des Abstands von der Pumpgrenze im Niederdruck- oder gegebenenfalls Mitteldruckverdichter und der momentane Wert des Abstands von der Verlöschgrenze in der Brennkammer Regelgrößen, wenn die Drehzahl zu vermindern ist.In particular, the fuel flow supplied to the combustion chamber and the position of a blow-off valve at the outlet of the high-pressure compressor or between high-pressure compressor and combustion chamber are manipulated variables in the common control circuit. Specifically, the predetermined target value of the distance from the surge line in the high-pressure compressor and the predetermined value of the inlet temperature of the high-pressure turbine are command values and the instantaneous value of the distance from the surge line in the high-pressure compressor and the instantaneous value of the inlet temperature to the high-pressure turbine control variables, if the rotational speed is to be increased. In particular, the predetermined setpoint of the distance from the surge line in the low pressure or optionally in the medium pressure compressor and the predetermined setpoint distance from the firing limit of the combustion chamber guide values and the instantaneous value of the distance from the surge limit in the low pressure or optionally medium pressure compressor and the instantaneous value of the distance from the quenching limit in the combustion chamber controlled variables, if the speed is to be reduced.

Bei einem Verfahren, bei dem der Brennstoffstrom und die Stellung des Abblasventils Stellgrößen in einem gemeinsamen Regelkreis sind, kann der momentane Wert des Abstands von der Pumpgrenze mittels eines Echtzeitmodells aus erfassten Betriebsparametern berechnet werden.In a method in which the fuel flow and the position of the blow-off valve are manipulated variables in a common control loop, the instantaneous value of the distance from the surge limit can be calculated by means of a real-time model from acquired operating parameters.

Dabei können mittels des Echtzeitmodells die bei den momentan vorliegenden Werte der erfassten Betriebsparameter vorliegende Pumpgrenze und aus der berechneten Pumpgrenze und dem momentan vorliegenden Betriebspunkt bzw. Betriebszustand der momentane Wert des Abstands von dieser Pumpgrenze berechnet werden. Alternativ kann unmittelbar mittels eines Echtzeitmodells der momentane Wert des Abstand von der Pumpgrenze, die bei den momentan vorliegenden Werten der erfassten Betriebsparametern vorliegt, berechnet werden.In this case, by means of the real-time model, the pumping limit present at the instantaneously present values of the detected operating parameters and from the calculated pumping limit and the instantaneously present operating point or operating state the instantaneous value of the distance from this pumping limit can be calculated. Alternatively, the instantaneous value of the distance from the surge limit present at the instantaneous values of the detected operating parameters can be calculated directly by means of a real-time model.

Eine Verwendung eines Echtzeitmodells kann eine präzise Bestimmung der Pumpgrenze in Abhängigkeit von zahlreichen Betriebsparametern und unter Berücksichtigung von Alterungsprozessen am Turbogastriebwerk ermöglichen. Dies wiederum kann auch während einer langen Lebensdauer eines Turbogastriebwerks eine Einhaltung eines vergleichsweise geringen vorbestimmten Abstands von der Pumpgrenze ermöglichen. Je kleiner der Abstand von der Pumpgrenze ist, desto schneller kann beispielsweise bei sonst unveränderten Bedingungen eine Änderung der Drehzahl des Turbogastriebwerks erfolgen.Using a real-time model can allow a precise determination of the surge limit as a function of numerous operating parameters and considering aging processes at the turbo-gas engine. This, in turn, can allow for maintaining a comparatively small predetermined distance from the surge line even during a long life of a turbo-gas engine. The smaller the distance from the surge line, the faster, for example, with otherwise unchanged conditions, a change in the speed of the turbo gas engine.

In ähnlicher Weise kann alternativ oder zusätzlich die Verlöschgrenze in der Brennkammer oder der momentane Wert des Abstands von der Verlöschgrenze in der Brennkammer mittels eines Echtzeitmodells berechnet werden.Similarly, alternatively or additionally, the quench limit in the combustor or the instantaneous value of the distance from the quench limit in the combustor may be calculated using a real-time model.

Bei einem Verfahren zum Verändern der Drehzahl eines Turbogastriebwerks, wie es hier beschrieben ist, können abhängig von momentanen Werten von Betriebsparametern des Turbogastriebwerks Stellwerte für den Brennstoffstrom und für das Abblasventil aus einer Tabelle gelesen werden, wobei in der Tabelle Stellwerte für den Brennstoffstrom und für das Abblasventil für viele Kombinationen von Werten von Betriebsparametern abgelegt sind.In a method of varying the speed of a turbo-engine as described herein, fuel-flow and bleed-valve controls may be read from a table depending on current values of turbo-engine operating parameters, where fuel-flow and fuel-flow readings are provided in the table Blow-off valve for many combinations of values of operating parameters are stored.

Insbesondere werden die Stellwerte für den Brennstoffstrom und für das Abblasventil aus einer einzigen gemeinsamen Tabelle gelesen. Die Tabelle kann vieldimensional sein, wobei die Anzahl der Dimensionen der Tabelle insbesondere der Anzahl von Betriebsparametern, von denen der Brennstoffstrom und das Abblasventil abhängen sollen, entspricht. Dabei kann jeweils ein Betriebsparameter aus mehreren gemessenen Betriebsparametern berechnet werden, beispielsweise mittels eines Echtzeitmodells, wie es oben beschrieben ist. Entsprechend kann die Anzahl der Dimensionen der Tabelle kleiner oder auch größer als die Anzahl der gemessenen Betriebsparameter sein.In particular, the control values for the fuel flow and for the blow-off valve are read from a single common table. The table may be multi-dimensional, with the number of dimensions of the table corresponding in particular to the number of operating parameters on which the fuel flow and the blow-off valve are to depend. In each case, an operating parameter can be calculated from a plurality of measured operating parameters, for example by means of a real-time model, as described above. Accordingly, the number of dimensions of the table may be smaller or larger than the number of measured operating parameters.

Die in der Tabelle abgelegten Stellwerte für den Brennstoffstrom und für das Abblasventil können Ergebnisse von Untersuchungen bzw. Messungen an realen Turbogastriebwerken und/oder mittels Leistungsberechnungsverfahren berechnet sein. Um die erforderliche Größe der Tabelle zu vermindern, können die für das Stellen des Brennstoffstroms und des Abblasventils verwendeten Stellwerte durch Interpolation aus denen aus der Tabelle gelesenen Stellwerten gewonnen werden. The setpoint values for the fuel flow and for the blow-off valve stored in the table can be calculated results of investigations or measurements on real turbo-engines and / or by means of power calculation methods. In order to reduce the required size of the table, the control values used for setting the fuel flow and the blow-off valve can be obtained by interpolation from the control values read from the table.

Das Auslesen und gegebenenfalls Interpolieren von Stellwerten können eine schnelle und präzise Durchführung des hier beschriebenen Verfahrens ermöglichen ohne hohe Rechenleistung zu erfordern.Reading out and, if appropriate, interpolating control values can enable fast and precise implementation of the method described here without requiring high computing power.

Bei einem Verfahren, wie es hier beschrieben ist, kann zumindest beim Erhöhen der Drehzahl ein Abblasventil am Ausgang des Hochdruckverdichters des Turbogastriebwerks gestellt werden.In a method as described here, a blow-off valve can be provided at the outlet of the high-pressure compressor of the turbo-engine at least when increasing the rotational speed.

Ein Abblasventil am Ausgang des Hochdruckverdichters ermöglicht eine Entdrosselung des Hochdruckverdichters und somit auf einfache Weise eine Vergrößerung des Abstands von der Pumpgrenze am Hochdruckverdichter. Gleichzeitig kann das Öffnen eines Abblasventils am Ausgang bzw. Austritt des Hochdruckverdichters eine durch den Hochdruckverdichter der Hochdruckwelle entnommene mechanische Leistung reduzieren und damit eine Beschleunigung der Hochdruckwelle fördern.A blow-off valve at the outlet of the high-pressure compressor enables a dethrottling of the high-pressure compressor and thus a simple way of increasing the distance from the surge limit at the high-pressure compressor. At the same time, the opening of a blow-off valve at the outlet or outlet of the high-pressure compressor can reduce a mechanical power drawn by the high-pressure compressor of the high-pressure shaft and thus promote an acceleration of the high-pressure shaft.

Bei einem Verfahren, bei dem zumindest beim Erhöhen der Drehzahl ein Abblasventil am Ausgang des Hochdruckverdichters gestellt wird, kann die am Hochdruckverdichter abgeblasene Luft einer Mitteldruck- oder Niederdruckturbine des Turbogastriebwerks zugeführt werden.In a method in which a blow-off valve is provided at the outlet of the high-pressure compressor, at least when increasing the rotational speed, the air blown off at the high-pressure compressor can be fed to a medium-pressure or low-pressure turbine of the turbo-gas engine.

Das Zuführen der am Austritt des Hochdruckverdichters abgeblasenen Luft zu einer Mitteldruck- oder Niederdruckturbine kann die Temperatur in der Mitteldruck- oder Niederdruckturbine und damit deren thermische Belastung vermindern.Supplying the air blown off at the outlet of the high-pressure compressor to a medium-pressure or low-pressure turbine can reduce the temperature in the medium-pressure or low-pressure turbine and thus its thermal load.

Ein Triebwerkscontroller für ein Turbogastriebwerk umfasst einen ersten Eingang zum Empfangen eines Eingangssignals, das einen Sollwert eines Leistungsparameters des Turbogastriebswerks anzeigt, einen zweiten Eingang zum Empfangen von Betriebsparametern und einen Steuersignalausgang zum Bereitstellen eines ersten Steuersignals zum Steuern eines dem Turbogastriebwerk zuzuführenden Brennstoffstroms und eines zweiten Steuersignals zum Steuern eines Abblasventils an einem Verdichter des Turbogastriebwerks, wobei der Triebwerkscontroller ausgebildet ist, um das erste Steuersignal und das zweite Steuersignal so zu erzeugen, dass beim Durchfahren eines ausgedehnten Drehzahlbereichs zumindest entweder gleichzeitig ein im Wesentlichen konstanter vorbestimmter Abstand von einer Pumpgrenze eingehalten wird und die Eintrittstemperatur einer ersten Turbinenstufe im Wesentlichen einen vorbestimmten Wert annimmt, wenn zur Angleichung des Istwerts an den Sollwert des Leistungsparameters die Drehzahl zu erhöhen ist, oder gleichzeitig ein im Wesentlichen konstanter vorbestimmter Abstand von einer Pumpgrenze und ein im Wesentlichen konstanter vorbestimmter Abstand zur Verlöschgrenze in einer Brennkammer eingehalten wird, wenn zur Angleichung des Istwerts an den Sollwert des Leistungsparameters die Drehzahl zu vermindern ist.An engine controller for a turbo-engine includes a first input for receiving an input signal indicative of a setpoint of a power parameter of the turbo power plant, a second input for receiving operating parameters and a control signal output for providing a first control signal for controlling a fuel flow to be supplied to the turbo gas engine and a second control signal to Controlling a blowoff valve on a compressor of the turbo-engine, wherein the engine controller is configured to generate the first control signal and the second control signal such that when passing an extended speed range, at least either simultaneously a substantially constant predetermined distance from a surge line is maintained and the inlet temperature a first turbine stage substantially assumes a predetermined value, if for adjusting the actual value to the desired value of the power parameter, the rotational speed is to increase, or at the same time a substantially constant predetermined distance from a surge line and a substantially constant predetermined distance to the quench limit is maintained in a combustion chamber, if the speed is to be reduced to approximate the actual value to the target value of the power parameter.

Der Triebwerkscontroller ist insbesondere ein FADEC (Full Authority Digital Engine Control oder Full Authority Digital Electronics Control) und kann Eigenschaften einer Steuerung (Open Loop Control) und/oder Eigenschaften einer Regelung (Closed Loop Control) aufweisen. Der Leistungsparameter des Turbogastriebwerks ist insbesondere der von dem Turbogastriebwerk zu erzeugende Schub oder die von dem Turbogastriebwerk bereitzustellende Wellenleistung.The engine controller is in particular a FADEC (Full Authority Digital Engine Control or Full Authority Digital Electronics Control) and may have characteristics of control (Open Loop Control) and / or closed-loop control properties. The performance parameter of the turbo-engine is in particular the thrust to be generated by the turbo-engine or the shaft power to be provided by the turbo-gas engine.

Der erste Eingang ist insbesondere mit einem Schubhebel oder einer anderen Einrichtung zum manuellen oder maschinellen Auswählen oder Vorgeben eines Sollwerts des Leistungsparameters gekoppelt. Der zweite Eingang ist insbesondere ausgebildet, um mittels einer oder mehrerer elektrischer oder optischer Punkt-zu-Punkt-Verbindungen und/oder über einen oder mehrere Bus-Systeme mit Sensoren am Turbogastriebwerk gekoppelt zu werden. Der erste Eingang und der zweite Eingang können teilweise oder vollständig integriert sein. Beispielsweise können der Sollwert des Leistungsparameters und ein oder mehrere Betriebsparameter über das gleiche Bus-System empfangen werden.In particular, the first input is coupled to a throttle lever or other means for manually or mechanically selecting or specifying a setpoint of the performance parameter. The second input is in particular designed to be coupled to the turbo-gas engine by means of one or more electrical or optical point-to-point connections and / or via one or more bus systems. The first input and the second input may be partially or fully integrated. For example, the setpoint of the power parameter and one or more operating parameters may be received via the same bus system.

Der Triebwerkscontroller umfasst insbesondere eine Einrichtung, die mit dem ersten Eingang und mit dem zweiten Eingang gekoppelt ist, zum Bestimmen, ob eine Drehzahl des Turbogastriebwerks vergrößert oder vermindert werden muss, damit ein momentan vorliegender Istwert des Leistungsparameters den über den ersten Eingang empfangenen Sollwert des Leistungsparameter erreicht.In particular, the engine controller includes means coupled to the first input and to the second input for determining whether a speed of the turbo-engine must be increased or decreased to allow a current actual value of the power parameter to receive the setpoint of the power parameter received via the first input reached.

Der Steuersignalausgang kann ausgebildet sein, um über eine oder mehrere Punkt-zu-Punkt-Verbindungen und/oder ein oder mehrere Bus-Systeme mit einer oder mehreren Einrichtungen zum Stellen des Brennstoffstroms in eine Brennkammer und mit einem oder mehreren Antrieben für je ein oder mehrere Abblasventile am Austritt eines Hochdruckverdichters bzw. zwischen Hochdruckverdichter und Brennkammer des Turbogastriebwerks gekoppelt zu sein. Einrichtungen zum Stellen des Brennstoffstroms sind insbesondere Brennstoffpumpen und/oder Drosselventile. Der Steuersignalausgang kann teilweise oder vollständig mit dem ersten Eingang und/oder mit dem zweiten Eingang integriert sein.The control signal output may be configured to have one or more point-to-point connections and / or one or more bus systems having one or more means for delivering the fuel flow into a combustion chamber and having one or more drives for each one or more Blow-off valves to be coupled at the outlet of a high-pressure compressor or between high-pressure compressor and combustion chamber of the turbo gas engine. Devices for adjusting the fuel flow are in particular Fuel pumps and / or throttle valves. The control signal output may be partially or completely integrated with the first input and / or with the second input.

Der Triebwerkscontroller ist insbesondere ausgebildet, um gleichzeitig einen konstanten vorbestimmten Abstand des momentanen Betriebspunkts von einer Pumpgrenze in einem Hochdruckverdichter einzuhalten und die Eintrittstemperatur einer ersten, der Brennkammer des Turbogastriebwerks unmittelbar nachgeschalteten Hochdruckturbine bei einem vorbestimmten Maximalwert bzw. an der Obergrenze des zulässigen Bereichs zu halten, wenn die Drehzahl des Turbogastriebwerks zu erhöhen ist. Alternativ oder zusätzlich ist der Triebwerkscontroller ausgebildet, um gleichzeitig einen konstanten vorbestimmten Abstand des momentanen Betriebspunkts von einer Pumpgrenze eines Niederdruck- oder gegebenenfalls Mitteldruckverdichters und einen konstanten vorbestimmten Abstand zur Verlöschgrenze in der Brennkammer einzuhalten, wenn die Drehzahl des Turbogastriebwerks zu vermindern ist.The engine controller is particularly adapted to simultaneously maintain a constant predetermined distance of the current operating point from a surge line in a high pressure compressor and to maintain the inlet temperature of a first high pressure turbine immediately downstream of the turbo gas turbine combustor at a predetermined maximum or upper limit of the allowable range, when the speed of the turbo-engine is to be increased. Alternatively or additionally, the engine controller is configured to simultaneously maintain a constant predetermined distance of the instantaneous operating point from a surge limit of a low pressure or optionally medium pressure compressor and a constant predetermined distance to the quench limit in the combustion chamber when the rotational speed of the turbocharged engine is to be reduced.

Ein Triebwerkscontroller, wie er hier beschrieben ist, ist insbesondere ausgebildet als Regler eines gemeinsamen Regelkreises, in dem der Brennstoffstrom und die Stellung des Abblasventils Stellgrößen sind, in dem der vorbestimmte Sollwert des Abstands von der Pumpgrenze und der vorbestimmte Sollwert der Eintrittstemperatur Führungsgrößen und der momentane Wert des Abstands von der Pumpgrenze und der momentane Wert der Eintrittstemperatur Regelgrößen sind, wenn die Drehzahl zu erhöhen ist, und in dem der vorbestimmte Sollwert des Abstands von der Pumpgrenze und der vorbestimmte Sollwert des Abstands von der Verlöschgrenze Führungsgrößen und der momentane Wert des Abstands von der Pumpgrenze und der momentane Wert des Abstands von der Verlöschgrenze Regelgrößen sind, wenn die Drehzahl zu vermindern ist.An engine controller, as described herein, is particularly designed as a controller of a common control loop in which the fuel flow and the position of the blow-off valve are manipulated variables, in which the predetermined setpoint of the distance from the surge line and the predetermined setpoint of the inlet temperature guide variables and the instantaneous Value of the distance from the surge line and the instantaneous value of the inlet temperature Controlled variables are when the speed is to increase, and in which the predetermined target value of the distance from the surge limit and the predetermined target value of the distance from the extinction limit command values and the current value of the distance of the pumping limit and the instantaneous value of the distance from the quenching limit are controlled variables, if the speed is to be reduced.

Ein Triebwerkscontroller, der als Regler eines gemeinsamen Regelkreises ausgebildet ist, wie er hier beschrieben ist, kann ferner eine Einrichtung zum Berechnen des momentanen Werts des Abstands von der Pumpgrenze aus erfassten Betriebsparametern mittels eines Echtzeitmodells umfassen.An engine controller configured as a common loop controller as described herein may further include means for calculating the instantaneous value of the distance from the surge line from sensed operating parameters using a real time model.

Ein Triebwerkscontroller, wie er hier beschrieben ist, kann ferner eine Speichereinrichtung zum Speichern einer Tabelle, in der für viele Kombinationen von Werten von Betriebsparametern jeweils ein Stellwert für den Brennstoffstrom und ein Stellwert für das Abblasventil abgelegt sind, umfassen, wobei der Triebwerkscontroller ausgebildet ist, um in Abhängigkeit von momentanen Werten der Betriebsparameter des Turbogastriebwerks Stellwerte für den Brennstoffstrom und für das Abblasventil aus der Tabelle zu lesen und den Brennstoffstrom und das Abblasventil in Abhängigkeit von den aus der Tabelle gelesenen Stellwerten zu steuern.An engine controller as described herein may further include memory means for storing a table having stored therein, for many combinations of values of operating parameter values, a fuel flow control value and a blowdown valve control value, respectively, wherein the engine controller is configured to: to read setpoint values for the fuel flow and for the blow-off valve from the table and to control the fuel flow and the blow-off valve depending on current values of the operating parameters of the turbo-engine, in dependence on the control values read from the table.

Ein Triebwerkscontroller, wie er hier beschrieben ist, ist insbesondere ausgebildet, um ein Verfahren, wie es hier beschrieben ist, zu steuern.An engine controller as described herein is particularly adapted to control a method as described herein.

Bei einem Turbogastriebwerk mit einem Hochdruckverdichter, einem Abblasventil am Austritt des Hochdruckverdichters, einer Brennkammer, einer Hochdruckturbine und einem Triebwerkscontroller, wie er hier beschrieben ist, kann das Abblasventil über eine Gasleitung mit dem Gaseintritt einer gasstromabwärts der Hochdruckturbine angeordneten Turbine gekoppelt sein.In a turbo gas engine having a high pressure compressor, a bleed valve at the outlet of the high pressure compressor, a combustor, a high pressure turbine, and an engine controller as described herein, the bleed valve may be coupled via a gas line to the gas inlet of a turbine downstream of the high pressure turbine.

Insbesondere ist das Abblasventil über die Gasleitung mit dem Eintritt einer Niederdruck- oder gegebenenfalls Mitteldruckturbine gekoppelt.In particular, the blow-off valve is coupled via the gas line to the inlet of a low-pressure or optionally medium-pressure turbine.

Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures

Nachfolgend werden Ausführungsformen anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:Embodiments will be explained in more detail with reference to the accompanying figures. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Turbogastriebwerks und eines Triebwerkscontrollers; 1 a schematic representation of a turbo engine and an engine controller;

2 eine schematische Darstellung eines Turbogastriebwerks mit einem weiteren Triebwerkscontroller; 2 a schematic representation of a turbo-gas engine with another engine controller;

3 eine schematische Darstellung eines Turbogastriebwerks mit einem weiteren Triebwerkscontroller; 3 a schematic representation of a turbo-gas engine with another engine controller;

4 ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Verändern einer Drehzahl eines Turbogastriebwerks. 4 a schematic flow diagram of a method for changing a speed of a turbo gas engine.

Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Turbogastriebwerks 10 mit einem Gehäuse 11, Statorschaufeln 12 und Rotorschaufeln 13, die im Wesentlichen symmetrisch zu einer Rotationsachse 18 des Turbogastriebwerks 10 angeordnet sind. Das Turbogastriebwerk 10 ist für eine durch den Pfeil 19 angedeutete Gasstromrichtung von links nach rechts (bezogen auf die Darstellung in 1) ausgebildet. 1 shows a schematic representation of a turbo gas engine 10 with a housing 11 , Stator blades 12 and rotor blades 13 that is substantially symmetrical to a rotation axis 18 of the turbo engine 10 are arranged. The turbo engine 10 is for one by the arrow 19 indicated gas flow direction from left to right (based on the representation in 1 ) educated.

Eine Niederdruckwelle 21, eine hohle Mitteldruckwelle 22 und eine hohle Hochdruckwelle 23 sind koaxial angeordnet und jeweils um die Rotationsachse 18 unabhängig rotierbar gelagert. Ein Niederdruckverdichter 31 wird durch Statorschaufeln 12 und mit dem gasstromaufwärts angeordneten Ende der Niederdruckwelle 21 starr verbundene Rotorschaufeln 13 gebildet. Ein Mitteldruckverdichter 32 ist gasstromabwärts des Niederdruckverdichters 31 angeordnet und wird durch Statorschaufeln 12 und mit dem gasstromaufwärts angeordneten Ende der Mitteldruckwelle 22 starr verbundene Rotorschaufeln 13 gebildet. Ein Hochdruckverdichter 33 ist gasstromabwärts des Mitteldruckverdichters 32 angeordnet und wird durch Statorschaufeln 12 und mit dem gasstromaufwärts angeordneten Ende der Hochdruckwelle 23 verbundene Rotorschaufeln 13 gebildet. Eine Brennkammer 35 ist gasstromabwärts des Hochdruckverdichters 33 angeordnet und insbesondere zur Rotationsachse 18 des Turbogastriebwerks 10 rotationssymmetrisch und ringförmig. Eine Hochdruckturbine 37 ist gasstromabwärts der Brennkammer 35 angeordnet und wird durch Statorschaufeln 12 und mit dem gasstromabwärts angeordneten Ende der Hochdruckwelle 23 starr verbundene Rotorschaufeln 13 gebildet. Eine Mitteldruckturbine 38 ist gasstromabwärts der Hochdruckturbine 37 angeordnet und wird durch Statorschaufeln 12 und mit dem gasstromabwärts angeordneten Ende der Mitteldruckwelle 22 starr verbundene Rotorschaufeln 13 gebildet. Eine Niederdruckturbine 39 ist gasstromabwärts der Mitteldruckturbine 38 angeordnet und wird durch Statorschaufeln 12 und mit dem gasstromabwärts angeordneten Ende der Niederdruckwelle 21 starr gekoppelte Rotorschaufeln 13 gebildet.A low pressure wave 21 , a hollow medium pressure wave 22 and a hollow high pressure shaft 23 are arranged coaxially and each about the axis of rotation 18 independently rotatably mounted. A low pressure compressor 31 is done by stator blades 12 and with the gas upstream end of the low pressure wave 21 rigidly connected rotor blades 13 educated. A medium pressure compressor 32 is Gas downstream of the low pressure compressor 31 arranged and is through stator blades 12 and with the gas upstream end of the medium pressure wave 22 rigidly connected rotor blades 13 educated. A high pressure compressor 33 is downstream of the medium pressure compressor 32 arranged and is through stator blades 12 and with the gas upstream end of the high pressure shaft 23 connected rotor blades 13 educated. A combustion chamber 35 is downstream of the high pressure compressor 33 arranged and in particular to the axis of rotation 18 of the turbo engine 10 rotationally symmetric and annular. A high pressure turbine 37 is downstream of the combustion chamber 35 arranged and is through stator blades 12 and with the gas downstream end of the high pressure shaft 23 rigidly connected rotor blades 13 educated. A medium pressure turbine 38 is downstream of the high-pressure turbine 37 arranged and is through stator blades 12 and with the gas downstream end of the medium pressure wave 22 rigidly connected rotor blades 13 educated. A low pressure turbine 39 is downstream of the medium pressure turbine 38 arranged and is through stator blades 12 and with the gas downstream end of the low pressure shaft 21 rigidly coupled rotor blades 13 educated.

Der Ausgang bzw. Austritt bzw. Gasaustritt des Hochdruckverdichters 33 ist über eine Bypass-Leitung 42 und ein Abblasventil 43 mit dem Eintritt der Mitteldruckturbine 38 fluidisch gekoppelt. Wie in 1 angedeutet, können über den Umfang des Turbogastriebwerks 10 verteilt mehrere Bypass-Leitungen 42 und Abblasventile 43 vorgesehen sein. Eine oder mehrere Brennstoffpumpen 45 sind über eine oder mehrere Brennstoffleitungen und in 1 nicht gezeigte Brennstoffdüsen mit der Brennkammer 35 verbunden, um der Brennkammer 35 Brennstoff zuzuführen, insbesondere Brennstoff in die Brennkammer 35 einzuspritzen.The outlet or outlet or gas outlet of the high-pressure compressor 33 is via a bypass line 42 and a blow-off valve 43 with the entry of the medium pressure turbine 38 fluidly coupled. As in 1 indicated, can be over the circumference of the turbo engine 10 distributes several bypass lines 42 and blow-off valves 43 be provided. One or more fuel pumps 45 are over one or more fuel lines and in 1 not shown fuel nozzles with the combustion chamber 35 connected to the combustion chamber 35 Fuel supply, in particular fuel in the combustion chamber 35 inject.

Am Turbogastriebwerk 10 sind mehrere Sensoren vorgesehen, insbesondere Drehzahl-, Temperatur- und/oder Druck-Sensoren. Ein erster Drehzahlsensor 51 ist beispielsweise im Bereich des Niederdruckverdichters 31 angeordnet, um die Drehzahl der Niederdruckwelle 21 mit dem Niederdruckverdichter 31 und der Niederdruckturbine 39 zu erfassen. Ein zweiter Drehzahlsensor 52 ist beispielsweise im Bereich des Mitteldruckverdichters 32 angeordnet, um die Drehzahl der Mitteldruckwelle 22, des Mitteldruckverdichters 32 und der Mitteldruckturbine 38 zu erfassen. Ein dritter Drehzahlsensor 53 ist beispielsweise im Bereich des Hochdruckverdichters 33 angeordnet, um die Drehzahl der Hochdruckwelle 23, des Hochdruckverdichters 33 und der Hochdruckturbine 37 zu erfassen. An verschiedenen Stellen im Turbogastriebwerk 10 sind Temperatursensoren 61, 62, 63, 64, 65, 66 angeordnet, um die Temperaturen des Gasstroms an diesen Stellen im Turbogastriebwerk 10 zu erfassen. Die Temperatursensoren 61, 62, 63, 64, 65, 66 sind beispielsweise ausgebildet, um die Temperaturen pyrometrisch zu erfassen. Alternativ oder zusätzlich können Drucksensoren vorgesehen sein.At the turbo engine 10 several sensors are provided, in particular speed, temperature and / or pressure sensors. A first speed sensor 51 is for example in the area of the low-pressure compressor 31 arranged to the speed of the low pressure shaft 21 with the low pressure compressor 31 and the low-pressure turbine 39 capture. A second speed sensor 52 is for example in the range of medium pressure compressor 32 arranged to the speed of the medium pressure wave 22 , the medium pressure compressor 32 and the medium pressure turbine 38 capture. A third speed sensor 53 is for example in the range of high pressure compressor 33 arranged to the speed of the high pressure shaft 23 , the high pressure compressor 33 and the high-pressure turbine 37 capture. At various points in the turbo engine 10 are temperature sensors 61 . 62 . 63 . 64 . 65 . 66 arranged to the temperatures of the gas flow at these points in the turbo gas engine 10 capture. The temperature sensors 61 . 62 . 63 . 64 . 65 . 66 For example, they are designed to detect the temperatures pyrometrically. Alternatively or additionally, pressure sensors may be provided.

Ein Schubhebel 71 ist insbesondere im Cockpit eines Flugzeugs, das durch das Turbogastriebwerk 10 angetrieben wird, angeordnet, um einem Piloten die manuelle Vorgabe des vom Turbogastriebwerk 10 bereitzustellenden Schubs oder der vom Turbogastriebwerk 10 bereitzustellenden Wellenleistung zu ermöglichen. Der Schubhebel 71 ist jedoch nur ein Beispiel für eine Signalquelle zum Erzeugen eines Signals, das einen Sollwert für einen Leistungsparameter des Turbogastriebwerks 10 anzeigt.A thrust lever 71 is particularly in the cockpit of an aircraft passing through the turbo engine 10 is driven, arranged to give a pilot the manual specification of the turbo engine 10 to be provided thrust or the turbocharged engine 10 To enable shaft power to be provided. The thrust lever 71 however, is only one example of a signal source for generating a signal that is a setpoint for a performance parameter of the turbo-engine 10 displays.

Ein Triebwerkscontroller 80 umfasst einen oder mehrere Sensorsignaleingänge 81, einen ersten Steuersignalausgang 83, einen zweiten Steuersignalausgang 85 und einen Schubhebelsignaleingang 87. Der oder die Sensorsignaleingänge 81 sind mittels Signalleitungen mit den Drehzahlsensoren 51, 52, 53 und den Temperatursensoren 61, 62, 63, 64, 65, 66 gekoppelt. Der erste Steuersignalausgang 83 ist mittels Signalleitungen mit den Abblasventilen 43 gekoppelt. Der zweite Steuersignalausgang 85 ist mittels Signalleitungen mit den Brennstoffpumpen 45 gekoppelt. Der Schubhebelsignaleingang 87 ist mittels einer Signalleitung mit dem Schubhebel 71 gekoppelt. Die Signalleitungen sind jeweils insbesondere elektrische oder optische Signalleitungen. Anstelle der in 1 angedeuteten Punkt-zu-Punkt-Verbindungen können ein oder mehrere Bus-Systeme vorgesehen sein.An engine controller 80 includes one or more sensor signal inputs 81 , a first control signal output 83 , a second control signal output 85 and a push lever signal input 87 , The sensor signal input (s) 81 are by means of signal lines with the speed sensors 51 . 52 . 53 and the temperature sensors 61 . 62 . 63 . 64 . 65 . 66 coupled. The first control signal output 83 is by means of signal lines with the blow-off valves 43 coupled. The second control signal output 85 is by means of signal lines with the fuel pumps 45 coupled. The push lever signal input 87 is by means of a signal line with the thrust lever 71 coupled. The signal lines are in each case in particular electrical or optical signal lines. Instead of in 1 indicated point-to-point connections may be provided one or more bus systems.

Ferner umfasst der Triebwerkscontroller 80 eine Eingangssignalverarbeitung 91 bzw. eine Einrichtung zur Eingangssignalverarbeitung, die mit den Sensorsignaleingängen 81 und dem Schubhebelsignaleingang 87 gekoppelt ist, eine Echtzeitmodellierung 92 bzw. einen zur Echtzeitmodellierung vorgesehenen Mikroprozessor und eine Steuersignalerzeugung 95 bzw. eine Einrichtung zur Steuersignalerzeugung, die mit den Steuersignalausgängen 83, 85 gekoppelt ist. Die Verteilung der Aufgaben und Funktionalitäten auf Einheiten, Baugruppen, Schaltungen, Software oder Firmware für einen oder mehrere Prozessoren kann von der Darstellung in 1 und der nachfolgenden Beschreibung abweichen.Furthermore, the engine controller includes 80 an input signal processing 91 or an input signal processing device connected to the sensor signal inputs 81 and the push lever signal input 87 coupled, a real-time modeling 92 or a real-time modeling microprocessor and a control signal generation 95 or a device for generating control signals, which are connected to the control signal outputs 83 . 85 is coupled. The distribution of tasks and functionalities to units, assemblies, circuits, software or firmware for one or more processors may vary from the representation in FIG 1 and the description below.

Die Echtzeitmodellierung 92 ist insbesondere zur numerischen Modellierung bzw. Simulation des Turbogastriebwerks oder von Teilen bzw. Komponenten desselben in Echtzeit, d. h. vorhersehbaren kurzen Zeitintervallen von typischerweise einigen oder wenigen ms oder weniger, ausgebildet. Die Echtzeitmodellierung 92 ermöglicht in Echtzeit eine Bestimmung bzw. Erfassung von Betriebsparametern (Parametern, die den Betriebszustand bzw. den Betriebspunkt des Turbogastriebwerks 10 charakterisieren), die einer unmittelbaren Messung mittels Sensoren nur eingeschränkt oder gar nicht zugänglich sind.The real-time modeling 92 is designed in particular for the numerical modeling or simulation of the turbo-engine or of parts or components thereof in real time, ie predictable short time intervals of typically a few or a few ms or less. The real-time modeling 92 enables real-time determination or acquisition of Operating parameters (parameters that determine the operating state or operating point of the turbo-engine 10 characterize), which are limited or not accessible to an immediate measurement by means of sensors.

Insbesondere ist die Echtzeitmodellierung 92 ausgebildet, um aus mittels der Sensoren 51, 52, 53, 61,62, 63, 64, 65, 66 erfassten Drehzahlen, Temperaturen, Drücken und anderen Betriebsparametern die Pumpgrenze oder den Abstand des momentanen Betriebspunkts von der Pumpgrenze im Hochdruckverdichter 33 und/oder im Mitteldruckverdichter 32 und/oder im Niederdruckverdichter 31 zu berechnen. Zu den Betriebsparametern, die in die Echtzeitmodellierung Eingang finden, können ferner Parameter zählen, die aus einem oder mehreren Speichern gelesen werden, beispielsweise die Anzahl der zurückgelegten Betriebsstunden oder andere die Alterung des Turbogastriebwerks 10 charakterisierende Größen.In particular, the real-time modeling 92 designed to get out by means of the sensors 51 . 52 . 53 . 61 . 62 . 63 . 64 . 65 . 66 detected speeds, temperatures, pressures and other operating parameters, the surge limit or the distance of the current operating point of the surge line in the high-pressure compressor 33 and / or in the medium pressure compressor 32 and / or in the low pressure compressor 31 to calculate. The operating parameters that are included in real-time modeling may also include parameters read from one or more memories, such as the number of hours of operation completed, or others, the aging of the turbo-engine 10 characterizing quantities.

Alternativ oder zusätzlich kann die Echtzeitmodellierung 92 ausgebildet sein, um die Verlöschgrenze der Brennkammer 35 oder den Abstand des momentanen Betriebspunkts von der Verlöschgrenze der Brennkammer 35 aus den momentanen Betriebsparametern zu berechnen.Alternatively or additionally, the real-time modeling 92 be formed to the extinction limit of the combustion chamber 35 or the distance of the current operating point from the extinction limit of the combustion chamber 35 calculated from the current operating parameters.

Die Steuersignalerzeugung 95 empfängt von der Eingangssignalverarbeitung 91 und von der Echtzeitmodellierung 92 gelesene, gemessene oder anderweitig erfasste oder berechnete Betriebsparameter und deren Sollwerte und erzeugt Steuersignale für die Abblasventile 43 und die Brennstoffpumpen 45. Die Steuersignalerzeugung 95 kann Eigenschaften einer Steuerung (Open Loop Control) oder einer Regelung (Closed Loop Control) aufweisen.The control signal generation 95 receives from the input signal processing 91 and from real-time modeling 92 Read, measured or otherwise recorded or calculated operating parameters and their setpoints and generates control signals for the blow-off valves 43 and the fuel pumps 45 , The control signal generation 95 may have characteristics of an Open Loop Control or Closed Loop Control.

Insbesondere ist die Steuersignalerzeugung 95 ausgebildet, um bei einem Erhöhen der Drehzahl des Turbogastriebwerks 10 einen Regler in einem gemeinsamen Regelkreis zu bilden, in dem ein vorbestimmter Sollwert des Abstands des Betriebspunkts des Turbogastriebwerks 10 von der Pumpgrenze im Hochdruckverdichter 33 und der vorbestimmte Sollwert der Eintrittstemperatur an der Hochdruckturbine 37 Führungsgrößen, der momentane Wert des Abstands von der Pumpgrenze im Hochdruckverdichter 33 und der momentane Wert der Eintrittstemperatur an der Hochdruckturbine 37 Regelgrößen und der von den Brennstoffpumpen 45 in die Brennkammer 35 geförderte Brennstoffstrom und die Stellung der Abblasventile 43 Stellgrößen sind.In particular, the control signal generation 95 designed to increase the speed of the turbo-engine 10 to form a controller in a common control loop, in which a predetermined setpoint of the distance of the operating point of the turbo-engine 10 from the surge line in the high pressure compressor 33 and the predetermined setpoint of the inlet temperature at the high pressure turbine 37 Command values, the instantaneous value of the distance from the surge line in the high-pressure compressor 33 and the instantaneous value of the inlet temperature at the high pressure turbine 37 Controlled variables and that of the fuel pumps 45 into the combustion chamber 35 Promoted fuel flow and the position of the blow-off valves 43 Manipulated variables are.

Insbesondere ist die Steuersignalerzeugung 95 ferner ausgebildet, um beim Vermindern der Drehzahl des Turbogastriebwerks 10 als Regler in einem gemeinsamen Regelkreis zu wirken, in dem der vorbestimmte Sollwert des Abstands des momentanen Betriebspunkts des Turbogastriebwerks 10 von der Pumpgrenze im Niederdruckverdichter 31 oder im Mitteldruckverdichter 32 und der vorbestimmte Sollwert des Abstands des Betriebspunkts von der Verlöschgrenze der Brennkammer 35 Führungsgrößen, der momentane Wert des Abstands von der Pumpgrenze im Niederdruckverdichter 31 bzw. im Mitteldruckverdichter 32 und der momentane Wert des Abstands von der Verlöschgrenze der Brennkammer 35 Regelgrößen und der von den Brennstoffpumpen 45 in die Brennkammer 35 geförderte Brennstoffstrom und die Stellung der Abblasventile 43 Stellgrößen sind.In particular, the control signal generation 95 further configured to reduce the speed of the turbo-engine 10 act as a controller in a common control loop in which the predetermined setpoint of the distance of the current operating point of the turbo-engine 10 from the surge line in the low pressure compressor 31 or in the medium pressure compressor 32 and the predetermined setpoint of the distance of the operating point from the quenching limit of the combustion chamber 35 Command values, the instantaneous value of the distance from the surge line in the low-pressure compressor 31 or in the medium pressure compressor 32 and the instantaneous value of the distance from the firing limit of the combustion chamber 35 Controlled variables and that of the fuel pumps 45 into the combustion chamber 35 Promoted fuel flow and the position of the blow-off valves 43 Manipulated variables are.

Alternativ kann die Steuersignalerzeugung 95 ausgebildet sein, um eine Steuerung (Open Loop Control) des Turbogastriebwerks 10 über die Brennstoffpumpen 45 und die Abblasventile 43 derart zu verwirklichen, dass über einen möglichst großen ausgedehnten Drehzahlbereich gleichzeitig ein konstanter vorbestimmter Abstand von der Pumpgrenze im Hochdruckverdichter 33 eingehalten und die Eintrittstemperatur der ersten Turbinenstufe 37 bei einem vorbestimmten Maximalwert gehalten werden, wenn die Drehzahl des Turbogastriebwerks 10 zu erhöhen ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuersignalerzeugung 95 ausgebildet sein, um eine Steuerung (Open Loop Control) des Turbogastriebwerks 10 über die Brennstoffpumpen 45 und die Abblasventile 43 derart zu verwirklichen, dass beim Durchfahren eines möglichst großen ausgedehnten Drehzahlbereichs gleichzeitig ein konstanter vorbestimmter Abstand des Betriebspunkts des Turbogastriebwerks 10 von der Pumpgrenze im Niederdruckverdichter 31 oder im Mitteldruckverdichter 32 und ein konstanter vorbestimmter Abstand des Betriebspunkts des Turbogastriebwerks 10 von der Verlöschgrenze der Brennkammer 35 eingehalten wird, wenn die Drehzahl des Turbogastriebwerks 10 zu mindern ist.Alternatively, the control signal generation 95 be designed to control the (open loop control) of the turbo engine 10 over the fuel pumps 45 and the blow-off valves 43 to realize such that over a large as possible extended speed range at the same time a constant predetermined distance from the surge limit in the high pressure compressor 33 complied with and the inlet temperature of the first turbine stage 37 be held at a predetermined maximum value when the speed of the turbo-engine 10 is to increase. Alternatively or additionally, the control signal generation 95 be designed to control the (open loop control) of the turbo engine 10 over the fuel pumps 45 and the blow-off valves 43 to realize such a way that when driving through a large as possible extended speed range simultaneously a constant predetermined distance of the operating point of the turbo engine 10 from the surge line in the low pressure compressor 31 or in the medium pressure compressor 32 and a constant predetermined distance of the operating point of the turbo-engine 10 from the extinction limit of the combustion chamber 35 is maintained when the speed of the turbo engine 10 is to be reduced.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Triebwerkscontrollers 80, der in einigen Merkmalen dem oben anhand der 1 dargestellten Triebwerkscontroller ähnelt. Der Triebwerkscontroller 80 ist mit Sensoren 51, 52, 53, 61, 62, 63, 64, 65, 66, Abblasventilen 43 und Brennstoffpumpen 45 (vgl. 1) an einem Turbogastriebwerk 10 gekoppelt, das dem oben anhand der 1 dargestellten ähnelt. Nachfolgend werden für in 2 nicht dargestellte Merkmale Bezugszeichen aus 1 verwendet. 2 shows a schematic representation of another engine controller 80 which in some features is the above based on the 1 shown engine controller is similar. The engine controller 80 is with sensors 51 . 52 . 53 . 61 . 62 . 63 . 64 . 65 . 66 , Blow-off valves 43 and fuel pumps 45 (see. 1 ) on a turbo engine 10 coupled to the above based on the 1 is similar. The following are for in 2 features not shown reference number from 1 used.

Der Triebwerkscontroller 80 aus 2 unterscheidet sich von dem Triebwerkscontroller aus 1 insbesondere durch Komparatoren 93, 94 und Regler 96, 97 anstelle einer Steuersignalerzeugung, wie sie oben anhand der 1 dargestellt ist.The engine controller 80 out 2 is different from the engine controller 1 in particular by comparators 93 . 94 and regulators 96 . 97 instead of a control signal generation, as described above on the basis of 1 is shown.

Eingänge eines ersten Komparators 93 sind mit einer Echtzeitmodellierung 92 und mit der Eingangssignalverarbeitung 91 gekoppelt. Ein Ausgang des ersten Komparators 93 ist mit einem Eingang eines ersten Reglers 96 gekoppelt. Ein Ausgang des ersten Reglers 96 ist mit den Abblasventilen 43 gekoppelt. Eingänge eines zweiten Komparators 94 sind mit einem Temperatursensor 64 zum Erfassen einer Temperatur am Eintritt einer Hochdruckturbine und mit der Eingangssignalverarbeitung gekoppelt. Ein Ausgang des zweiten Komparators 94 ist mit einem Eingang eines zweiten Reglers 97 gekoppelt. Ein Ausgang des zweiten Reglers 97 ist mit den Brennstoffpumpen 45 gekoppelt ist. Ferner können, wie in 2 angedeutet, der Ausgang des ersten Komparators 93 mit einem Eingang des zweiten Reglers 97 und der Ausgang des zweiten Komparators 94 mit einem Eingang des ersten Regler 96 gekoppelt sein.Inputs of a first comparator 93 are with a real-time modeling 92 and with the input signal processing 91 coupled. An exit of the first comparator 93 is with an input of a first regulator 96 coupled. An output of the first regulator 96 is with the blow off valves 43 coupled. Inputs of a second comparator 94 are with a temperature sensor 64 for detecting a temperature at the inlet of a high pressure turbine and coupled to the input signal processing. An output of the second comparator 94 is with an input of a second regulator 97 coupled. An output of the second regulator 97 is with the fuel pumps 45 is coupled. Furthermore, as in 2 indicated, the output of the first comparator 93 with an input of the second regulator 97 and the output of the second comparator 94 with an input of the first regulator 96 be coupled.

Der erste Komparator 93 ist ausgebildet, um zumindest während eines Erhöhen der Drehzahl des Turbogastriebwerks von der Echtzeitmodellierung 92 den Wert des Abstand des momentanen Betriebspunkts von der momentanen Pumpgrenze des Hochdruckverdichters 33 und von der Eingangssignalverarbeitung 91 einen konstanten vorbestimmten Sollwert für den Abstand von der Pumpgrenze zu erhalten und die Abweichung an den ersten Regler 96 und optional auch an den zweiten Regler 97 zu übermitteln.The first comparator 93 is configured to, at least while increasing the speed of the turbo-engine from real-time modeling 92 the value of the distance of the current operating point from the current surge limit of the high pressure compressor 33 and from the input signal processing 91 to obtain a constant predetermined setpoint for the distance from the surge line and the deviation to the first regulator 96 and optionally also to the second controller 97 to convey.

Der zweite Komparator 94 ist ausgebildet und vorgesehen, um vom Temperatursensor 64 eine momentane Temperatur am Eintritt der Hochdruckturbine und von der Eingangssignalverarbeitung 91 einen Sollwert für diese Temperatur zu erhalten und die Abweichung an den zweiten Regler 85 und optional auch an den ersten Regler 83 zu übermitteln.The second comparator 94 is formed and provided to the temperature sensor 64 an instantaneous temperature at the entrance of the high pressure turbine and from the input signal processing 91 to get a setpoint for this temperature and the deviation to the second controller 85 and optionally also to the first controller 83 to convey.

Alternativ oder zusätzlich und abweichend von der Darstellung in 2 kann der zweite Komparator 94 ausgebildet und vorgesehen, um zumindest während eines Verminderns der Drehzahl des Turbogastriebwerks von der Echtzeitmodellierung 92 einen Wert des Abstands des momentanen Betriebspunkts des Turbogastriebwerks von der momentanen Pumpgrenze des Niederdruckverdichters 31 oder des Mitteldruckverdichters 32 und von der Eingangssignalverarbeitung 91 einen vorbestimmten Sollwert für diesen Abstand zu erhalten und die momentane Abweichung an den zweiten Regler 97 und optional auch an den ersten Regler 96 zu übermitteln.Alternatively or additionally and deviating from the illustration in FIG 2 may be the second comparator 94 formed and provided to at least during a reduction of the speed of the turbo-engine of the real-time modeling 92 a value of the distance of the instantaneous operating point of the turbo-engine from the instantaneous surge limit of the low-pressure compressor 31 or the medium pressure compressor 32 and from the input signal processing 91 to obtain a predetermined desired value for this distance and the instantaneous deviation to the second controller 97 and optionally also to the first controller 96 to convey.

Der erste Regler 83 und der zweite Regler 85 sind so ausgebildet, insbesondere aufeinander abgestimmt, dass sie die Abblasventile 43 und die Brennstoffpumpen 45 so steuern, dass beim Erhöhen der Drehzahl des Turbogastriebwerks in einem ausgedehnten, möglichst großen Drehzahlbereich gleichzeitig ein konstanter vorbestimmter Abstand von der Pumpgrenze im Hochdruckverdichter eingehalten und die Eintrittstemperatur der ersten Turbinenstufe bei der Obergrenze des zulässigen Temperaturbereichs gehalten werden, wenn die Drehzahl des Turbogastriebwerks zu erhöhen ist, und/oder gleichzeitig ein konstanter vorbestimmter Abstand von der Pumpgrenze im Niederdruckverdichter oder im Mitteldruckverdichter und ein vorbestimmter Abstand zur Verlöschgrenze der Brennkammer eingehalten werden, wenn die Drehzahl des Turbogastriebwerks zu vermindern ist.The first controller 83 and the second regulator 85 are designed, in particular matched, that they the blow-off valves 43 and the fuel pumps 45 to control so that when increasing the speed of the turbo engine in an extended, the largest possible speed range simultaneously maintained a constant predetermined distance from the surge line in the high pressure compressor and the inlet temperature of the first turbine stage are kept at the upper limit of the allowable temperature range when increasing the speed of the turbo engine is and / or at the same time a constant predetermined distance from the surge limit in the low-pressure compressor or medium-pressure compressor and a predetermined distance to the quenching limit of the combustion chamber are maintained when the speed of the turbo-engine is to be reduced.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Triebwerkscontrollers 80, der in einigen Merkmalen den oben anhand der 1 und 2 dargestellten Triebwerkscontrollern ähnelt. Der Triebwerkscontroller 80 aus 3 ist mit Sensoren 51, 52, 53, 61, 62, 63, 64, 65, 66 sowie Abblasventilen 43 und Brennstoffpumpen 45 (vgl. 1) an einem Turbogastriebwerk gekoppelt, das dem oben anhand der 1 dargestellten Turbogastriebwerk ähnelt. Nachfolgend werden für in 3 nicht dargestellte Merkmale Bezugszeichen aus 1 verwendet. 3 shows a schematic representation of another engine controller 80 which in some features the above based on the 1 and 2 similar to engine controllers. The engine controller 80 out 3 is with sensors 51 . 52 . 53 . 61 . 62 . 63 . 64 . 65 . 66 as well as blow-off valves 43 and fuel pumps 45 (see. 1 ) coupled to a turbo engine, the above based on the 1 is similar to that shown in the turbo gas engine. The following are for in 3 features not shown reference number from 1 used.

Der Triebwerkscontroller aus 3 unterscheidet sich von dem Triebwerkscontroller aus 2 insbesondere dadurch, dass anstelle zweier Regler ein gemeinsamer Regler 98 für die Abblasventile und für die Brennstoffpumpen vorgesehen ist. Der gemeinsame Regler 98 ist mit den Ausgängen der Komparatoren 93, 94 gekoppelt, die entsprechende Funktionen aufweisen wie bei dem Triebwerkscontroller aus 2.The engine controller off 3 is different from the engine controller 2 especially in that instead of two controllers a common controller 98 is intended for the blow-off valves and for the fuel pumps. The common regulator 98 is with the outputs of the comparators 93 . 94 coupled, the corresponding functions have as in the engine controller 2 ,

Der gemeinsame Regler 98 weist insbesondere einen Speicher 99 auf, in dem eine Tabelle abgelegt ist. Die im Speicher 99 abgelegte Tabelle ordnet vielen Kombinationen von Werten von Betriebsparametern und/oder von Werten der Abweichung des momentanen Abstands von einer Pumpgrenze von einem Sollwert, der momentanen Eintrittstemperatur der Hochdruckturbine von einem vorbestimmten Maximalwert und der Abweichung des momentanen Abstands von einer Verlöschgrenze der Brennkammer von einem vorbestimmten Sollabstand jeweils einen Stellwert für einen der Brennkammer zuzuführenden Brennstoffstrom und einen Stellwert für Abblasventile zu.The common regulator 98 in particular has a memory 99 in which a table is stored. The in the store 99 The stored table maps many combinations of values of operating parameters and / or values of the deviation of the instantaneous distance from a surge limit from a target value, the instantaneous inlet temperature of the high-pressure turbine from a predetermined maximum value and the deviation of the instantaneous distance from a firing limit of the combustion chamber from a predetermined nominal distance in each case a control value for a fuel flow to be supplied to the combustion chamber and a control value for blow-off valves.

Die gemeinsame Regelung 98 ist ausgebildet, um mittels der im Speicher 99 abgelegten Stellwerte und insbesondere nach deren geeigneter Interpolation die Abblasventile und die Brennstoffpumpen so zu steuern, dass beim Erhöhen der Drehzahl des Turbogastriebwerks in einem ausgedehnten, möglichst großen Drehzahlbereich gleichzeitig ein konstanter vorbestimmter Abstand von der Pumpgrenze im Hochdruckverdichter eingehalten und die Eintrittstemperatur der ersten Turbinenstufe bei der Obergrenze des zulässigen Temperaturbereichs gehalten werden, wenn die Drehzahl des Turbogastriebwerks zu erhöhen ist, und/oder gleichzeitig ein konstanter vorbestimmter Abstand von der Pumpgrenze im Niederdruckverdichter oder im Mitteldruckverdichter und ein vorbestimmter Abstand zur Verlöschgrenze der Brennkammer eingehalten werden, wenn die Drehzahl des Turbogastriebwerks zu vermindern ist.The common scheme 98 is designed to be in memory by means of 99 stored control values and in particular after their appropriate interpolation to control the blowdown valves and the fuel pump so that when increasing the speed of the turbo engine in an extended, the largest possible speed range simultaneously maintained a constant predetermined distance from the surge line in the high pressure compressor and the inlet temperature of the first turbine stage in the Upper limit of the allowable temperature range are maintained when the speed of the turbo engine is to be increased, and / or at the same time a constant predetermined distance from the surge limit in the low pressure compressor or in the medium-pressure compressor and a predetermined distance to the quenching limit of the combustion chamber are maintained, if the speed of the turbo-engine is to be reduced.

Auch die oben anhand der 1 und 2 dargestellten Triebwerkscontroller können jeweils in der Steuersignalerzeugung 95 bzw. in den Reglern 96, 97 Speicher aufweisen, in denen zu vielen Kombinationen von Werten von Betriebsparametern des Turbogastriebwerks 10 oder einer Komponente desselben jeweils ein Stellwert für die Abblasventile 43 und ein Stellwert für den Brennstoffstrom abgelegt sind. Dies gilt insbesondere, wenn der Triebwerkscontroller aus 1 für eine Steuerung (open loop control) ausgebildet ist.Also the above based on the 1 and 2 shown engine controllers can each be in the control signal generation 95 or in the controllers 96 . 97 Have memory in which too many combinations of values of operating parameters of the turbo engine 10 or one component of the same in each case a control value for the blow-off valves 43 and a control value for the fuel flow are stored. This is especially true when the engine controller off 1 is designed for a control (open loop control).

4 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Verändern einer Drehzahl eines Turbogastriebwerks. Obwohl das Verfahren auch mit einem Turbogastriebwerk ausgeführt und von einem Triebwerkscontroller gesteuert werden kann, die sich von den oben anhand der 1 bis 3 dargestellten unterscheiden, werden nachfolgend Bezugszeichen aus den 1 bis 3 verwendet, um das Verständnis zu erleichtern. 4 shows a schematic flow diagram of a method for changing a speed of a turbo-engine. Although the method can also be performed with a turbo-engine and controlled by an engine controller, which differs from the above based on the 1 to 3 are distinguished, reference numerals from the 1 to 3 used to facilitate understanding.

Bei einem ersten Schritt 101 werden Betriebsparameter erfasst, beispielsweise Drehzahlen, Temperaturen, Drücke, zurückgelegte Betriebsstunden. Die Betriebsparameter können von Sensoren 51, 52, 53, 61, 62, 63, 64, 65, 66 gemessen, aus einem Speicher ausgelesen ober beispielsweise mittels einer Echtzeitmodellierung 92 berechnet werden. Bei einem zweiten Schritt 102 wird eine Stellung eines Schubhebels 71 erfasst.At a first step 101 Operating parameters are recorded, such as speeds, temperatures, pressures, hours of operation. The operating parameters can be from sensors 51 . 52 . 53 . 61 . 62 . 63 . 64 . 65 . 66 measured, read from a memory above, for example by means of a real-time modeling 92 be calculated. In a second step 102 becomes a position of a push lever 71 detected.

Bei einem dritten Schritt 103 wird ein Abstand eines momentanen Betriebspunkts von einer momentanen Pumpgrenze berechnet. Die Pumpgrenze ist insbesondere die Pumpgrenze eines Hochdruckverdichters 33, wenn die Drehzahl des Turbogastriebwerks 10 zu erhöhen ist. Die Pumpgrenze ist insbesondere die Pumpgrenze eines Niederdruckverdichters 31 oder eines Mitteldruckverdichters 32, wenn die Drehzahl des Turbogastriebwerks 10 zu vermindern ist. Die Berechnung des Abstands des momentanen Betriebspunkts von der momentanen Pumpgrenze erfolgt insbesondere mittels einer Echtzeitmodellierung 92.At a third step 103 For example, a distance of a current operating point from a current surge line is calculated. The surge limit is in particular the surge limit of a high-pressure compressor 33 when the speed of the turbo engine 10 is to increase. The surge limit is in particular the surge limit of a low-pressure compressor 31 or a medium pressure compressor 32 when the speed of the turbo engine 10 is to diminish. The calculation of the distance of the current operating point from the current surge limit is effected in particular by means of a real-time modeling 92 ,

Bei einem vierten Schritt 104 wird der Abstand des momentanen Betriebspunkts von einer momentanen Verlöschgrenze einer Brennkammer 35 berechnet. Die Berechnung kann mittels eines Echtzeitmodells erfolgen.At a fourth step 104 becomes the distance of the current operating point from a current quench limit of a combustion chamber 35 calculated. The calculation can be done by means of a real-time model.

Bei einem fünften Schritt 105 werden abhängig von den beim ersten Schritt 101 erfassten Betriebsparametern, von der beim zweiten Schritt 102 erfassten Stellung des Schubhebels, von dem beim dritten Schritt 103 erfassten Abstand von der Pumpgrenze und von dem beim vierten Schritt 104 berechneten Abstand von der Verlöschgrenze Stellwerte aus einem Speicher 99 gelesen, der für viele Kombinationen von Werten von Betriebsparametern, Stellungen des Schubhebels, von Abständen von einer Pumpgrenze und von Abständen von einer Verlöschgrenze jeweils einen Stellwert für Abblasventile und einen Stellwert für einen der Brennkammer 35 zuzuführenden Brennstoffstrom enthält. Bei einem sechsten Schritt 106 wird der Brennstoffstrom abhängig von den beim fünften Schritt 105 gelesenen Stellwerten gestellt. Bei einem siebten Schritt 107 werden ein oder mehrere Abblasventile abhängig von den beim fünften Schritt 105 gelesenen Stellwerten gestellt. Der sechste Schritt 106 und der siebte Schritt 107 werden insbesondere gleichzeitig oder im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt.At a fifth step 105 will depend on the first step 101 captured operating parameters, from the second step 102 detected position of the push lever from the third step 103 detected distance from the surge line and from the fourth step 104 calculated distance from the extinguishing limit control values from a memory 99 read, for many combinations of values of operating parameters, positions of the thrust lever, distances from a surge line and distances from a Verlöschgrenze each a manipulated variable for blow-off valves and a control value for one of the combustion chamber 35 contains to be supplied fuel stream. At a sixth step 106 the fuel flow becomes dependent on the one at the fifth step 105 posed control values. At a seventh step 107 One or more blowoff valves will depend on the one at the fifth step 105 posed control values. The sixth step 106 and the seventh step 107 are executed in particular simultaneously or substantially simultaneously.

Der erste Schritt 101, der zweite Schritt 102, der dritte Schritt 103, der vierte Schritt 104, der fünfte Schritt 105, der sechste Schritt 106 und der siebte Schritt 107 werden insbesondere periodisch wiederholt, um die Abblasventile und die Brennstoffpumpen so zu steuern, dass beim Erhöhen der Drehzahl des Turbogastriebwerks in einem ausgedehnten, möglichst großen Drehzahlbereich gleichzeitig ein konstanter vorbestimmter Abstand von der Pumpgrenze im Hochdruckverdichter eingehalten und die Eintrittstemperatur der ersten Turbinenstufe bei der Obergrenze des zulässigen Temperaturbereichs gehalten werden, wenn die Drehzahl des Turbogastriebwerks zu erhöhen ist, und/oder gleichzeitig ein konstanter vorbestimmter Abstand von der Pumpgrenze im Niederdruckverdichter oder im Mitteldruckverdichter und ein vorbestimmter Abstand zur Verlöschgrenze der Brennkammer eingehalten werden, wenn die Drehzahl des Turbogastriebwerks zu vermindern ist.The first step 101 , the second step 102 , the third step 103 , the fourth step 104 , the fifth step 105 , the sixth step 106 and the seventh step 107 In particular, they are repeated periodically to control the blowdown valves and the fuel pumps so that when increasing the speed of the turbo engine in an extended, the largest possible speed range simultaneously maintained a constant predetermined distance from the surge line in the high pressure compressor and the inlet temperature of the first turbine stage at the upper limit of permissible temperature range are maintained when the speed of the turbo-engine is to be increased, and / or at the same time a constant predetermined distance from the surge limit in the low-pressure compressor or in the medium-pressure compressor and a predetermined distance to the quench limit of the combustion chamber are met, if the speed of the turbo-engine is to be reduced.

Das in 4 gezeigte Verfahren weist Merkmale einer Regelung (Closed Loop Control) auf. Alternativ kann das Verfahren eine Steuerung (Open Loop Control) verwirklichen.This in 4 The method shown has features of closed-loop control. Alternatively, the method can realize an open loop control.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
TurbogastriebwerkTurbo gas engine
1111
Gehäusecasing
1212
Statorschaufelstator
1313
Rotorschaufelrotor blade
1818
Rotationsachseaxis of rotation
1919
Gasstromrichtung im Turbogastriebwerk 10 Gas flow direction in the turbo gas engine 10
2121
NiederdruckwelleLow pressure shaft
2222
MitteldruckwelleMedium pressure wave
2323
HochdruckwelleHigh pressure shaft
31 31
NiederdruckverdichterLow-pressure compressor
3232
MitteldruckverdichterMedium-pressure compressor
3333
HochdruckverdichterHigh-pressure compressors
3535
Brennkammercombustion chamber
3737
HochdruckturbineHigh-pressure turbine
3838
MitteldruckturbineIntermediate pressure turbine
3939
NiederdruckturbineLow-pressure turbine
4242
Bypass-LeitungBypass line
4343
Abblasventilblow-off valve
4545
Brennstoffpumpefuel pump
5151
erster Drehzahlsensor an der Niederdruckwelle 21 first speed sensor at the low pressure shaft 21
5252
zweiter Drehzahlsensor an der Mitteldruckwelle 22 second speed sensor on the medium pressure shaft 22
5353
dritter Drehzahlsensor an der Hochdruckwelle 23 third speed sensor on the high pressure shaft 23
6161
erster Temperatursensor am Eintritt des Niederdruckverdichters 31 first temperature sensor at the inlet of the low-pressure compressor 31
6262
zweiter Temperatursensor am Eintritt des Mitteldruckverdichters 32 second temperature sensor at the inlet of the medium-pressure compressor 32
6363
dritter Temperatursensor am Eintritt des Hochdruckverdichters 33 third temperature sensor at the inlet of the high-pressure compressor 33
6464
vierter Temperatursensor am Eintritt der Hochdruckturbine 37 fourth temperature sensor at the inlet of the high-pressure turbine 37
6565
fünfter Temperatursensor am Eintritt der Mitteldruckturbine 38 fifth temperature sensor at the inlet of the medium-pressure turbine 38
6666
sechster Temperatursensor am Eintritt der Niederdruckturbine 39 Sixth temperature sensor at the inlet of the low-pressure turbine 39
7171
Schubhebelthrust lever
8080
TriebwerkscontrollerEngine Controller
8181
SensorsignaleingängeSensor signal inputs
8383
Steuersignalausgang für Abblasventil 43 Control signal output for blow-off valve 43
8585
Steuersignalausgang für Brennstoffpumpe 45 Control signal output for fuel pump 45
8787
SchubhebelsignaleingangThrust lever signal input
9191
EingangssignalverarbeitungInput signal processing
9292
EchtzeitmodellierungReal-time modeling
9393
erster Komparatorfirst comparator
9494
zweiter Komparatorsecond comparator
9595
Steuersignalerzeugung für Abblasventil 43 und Brennstoffpumpe 45 Control signal generation for blow-off valve 43 and fuel pump 45
9696
Regler für Abblasventil 43 Regulator for blow-off valve 43
9797
Regler für Brennstoffpumpe 45 Regulator for fuel pump 45
9898
gemeinsamer Regler für Abblasventil 43 und Brennstoffpumpe 45 common regulator for blow-off valve 43 and fuel pump 45
9999
SpeicherStorage
101101
erster Schritt (Erfassen von Betriebsparametern)first step (recording of operating parameters)
102102
zweiter Schritt (Erfassen einer Stellung eines Schubhebels)second step (detecting a position of a push lever)
103103
dritter Schritt (Berechnen eines Abstands von einer Pumpgrenze)third step (calculating a distance from a surge line)
104104
vierter Schritt (Berechnen eines Abstands von einer Verlöschgrenze)fourth step (calculating a distance from an extinguishing limit)
105105
fünfter Schritt (Lesen von Stellwerten)fifth step (reading of control values)
106106
sechster Schritt (Stellen eines Brennstoffstroms)sixth step (setting a fuel flow)
107107
siebter Schritt (Stellen eines Abblasventils)seventh step (setting a blow-off valve)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 2120637 [0005] DE 2120637 [0005]
  • US 4991389 [0006] US 4991389 [0006]
  • DE 102007035927 A1 [0007] DE 102007035927 A1 [0007]

Claims (11)

Verfahren zum Verändern einer Drehzahl eines Turbogastriebwerks (10) von einer ersten Drehzahl zu einer zweiten Drehzahl, mit folgenden Schritten: Erfassen (101) von Betriebsparametern; Stellen (105, 106) eines dem Turbogastriebwerk (10) zugeführten Brennstoffstroms und eines Abblasventils (43) an einem Verdichter (33) des Turbogastriebwerks (10) in Abhängigkeit von den erfassten Betriebsparametern, wobei der Brennstoffstrom und das Abblasventil (43) so gestellt werden, dass beim Durchfahren eines ausgedehnten Drehzahlbereichs zumindest entweder gleichzeitig ein im Wesentlichen konstanter vorbestimmter Abstand von einer Pumpgrenze eingehalten wird und die Eintrittstemperatur einer ersten Turbinenstufe (37) einen im Wesentlichen konstanten vorbestimmten Wert annimmt, wenn die zweite Drehzahl größer als die erste Drehzahl ist, oder gleichzeitig ein im Wesentlichen konstanter vorbestimmter Abstand von einer Pumpgrenze eingehalten wird und ein vorbestimmter im Wesentlichen konstanter Abstand von einer Verlöschgrenze einer Brennkammer (35) eingehalten wird, wenn die zweite Drehzahl kleiner als die erste Drehzahl ist.Method for changing a rotational speed of a turbo-gas engine ( 10 ) from a first speed to a second speed, comprising the steps of: detecting ( 101 ) of operating parameters; Put ( 105 . 106 ) of the turbo-gas engine ( 10 ) supplied fuel flow and a blow-off valve ( 43 ) on a compressor ( 33 ) of the turbo-engine ( 10 ) in dependence on the detected operating parameters, wherein the fuel flow and the blow-off valve ( 43 ) are set so that when passing through an extended speed range at least either simultaneously a substantially constant predetermined distance from a surge limit is met and the inlet temperature of a first turbine stage ( 37 ) assumes a substantially constant predetermined value when the second speed is greater than the first speed, or at the same time a substantially constant predetermined distance from a surge line is maintained and a predetermined substantially constant distance from a firing limit of a combustion chamber ( 35 ) is maintained when the second speed is less than the first speed. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, bei dem der Brennstoffstrom und die Stellung des Abblasventils (43) Stellgrößen in einem gemeinsamen Regelkreis sind, in den zumindest entweder ein vorbestimmter Sollwert des Abstands von der Pumpgrenze und der vorbestimmte Sollwert der Eintrittstemperatur Führungsgrößen und der momentane Wert des Abstands von der Pumpgrenze und der momentane Wert der Eintrittstemperatur Regelgrößen sind, wenn die Drehzahl zu erhöhen ist, oder der vorbestimmte Sollwert des Abstands von der Pumpgrenze und der vorbestimmte Sollwert des Abstands von der Verlöschgrenze Führungsgrößen und der momentane Wert des Abstands von der Pumpgrenze und der momentane Wert des Abstands von der Verlöschgrenze Regelgrößen sind, wenn die Drehzahl zu vermindern ist.Method according to the preceding claim, in which the fuel flow and the position of the blow-off valve ( 43 ) Are manipulated variables in a common control loop, in which at least either a predetermined setpoint value of the distance from the pumping limit and the predetermined setpoint value of the inlet temperature are command values and the instantaneous value of the distance from the pumping limit and the instantaneous value of the inlet temperature control variables, if the speed increases or the predetermined setpoint of the distance from the surge line and the predetermined setpoint of the distance from the stall limit are command values and the instantaneous value of the distance from the surge line and the instantaneous value of the distance from the stall limit are control variables when the speed is to be reduced. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, ferner mit folgendem Schritt: Berechnen (103) des momentanen Werts des Abstands von der Pumpgrenze aus erfassten Betriebsparametern mittels eines Echtzeitmodells.Method according to the preceding claim, further comprising the step of: calculating ( 103 ) of the instantaneous value of the distance from the surge line detected operating parameters by means of a real-time model. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit folgendem Schritt: Lesen (104) von Stellwerten für den Brennstoffstrom und für das Abblasventil (43) aus einer Tabelle (99) abhängig von momentanen Werten von Betriebsparametern des Turbogastriebwerks (10), wobei in der Tabelle (99) Stellwerte für den Brennstoffstrom und für das Abblasventil (43) für viele Kombinationen von Werten von Betriebsparametern abgelegt sind.The method of claim 1, further comprising the step of: reading ( 104 ) of control values for the fuel flow and for the blow-off valve ( 43 ) from a table ( 99 ) depending on current values of operating parameters of the turbo-engine ( 10 ), where in the table ( 99 ) Values for the fuel flow and for the blow-off valve ( 43 ) are stored for many combinations of values of operating parameters. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem zumindest beim Erhöhen der Drehzahl ein Abblasventil (43) am Ausgang des Hochdruckverdichters (33) gestellt wird.Method according to one of the preceding claims, in which at least when increasing the rotational speed, a blow-off valve ( 43 ) at the outlet of the high pressure compressor ( 33 ) is provided. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die am Verdichter (33) abgeblasene Luft einer Mittel- oder Niederdruckturbine (38; 39) des Turbogastriebwerks (10) zugeführt wird.Method according to one of the preceding claims, in which the on the compressor ( 33 ) blown air from a medium or low pressure turbine ( 38 ; 39 ) of the turbo-engine ( 10 ) is supplied. Triebwerkscontroller (80) für ein Turbogastriebwerk (10), mit: einem ersten Eingang (87) zum Empfangen eines Eingangssignals, das einen Sollwert eines Leistungsparameters des Turbogastriebwerks (10) anzeigt; einem zweiten Eingang (81) zum Empfangen von Betriebsparametern; einem Steuersignalausgang (83, 85) zum Bereitstellen eines ersten Steuersignals zum Steuern eines dem Turbogastriebwerk (10) zuzuführenden Brennstoffstroms und eines zweiten Steuersignals zum Steuern eines Abblasventils (43) an einem Verdichter (33) des Turbogastriebwerks (10), wobei der Triebwerkscontroller (80) ausgebildet ist, um das erste Steuersignal und das zweite Steuersignal so zu erzeugen, dass beim Durchfahren eines ausgedehnten Drehzahlbereichs zumindest entweder gleichzeitig ein im Wesentlichen konstanter vorbestimmter Sollabstand von einer Pumpgrenze eingehalten wird und die Eintrittstemperatur einer ersten Turbinenstufe (37) im Wesentlichen einen vorbestimmten Wert annimmt, wenn zur Angleichung des Istwerts an den Sollwert des Leistungsparameters die Drehzahl zu erhöhen ist oder gleichzeitig ein im Wesentlichen konstanter vorbestimmter Abstands von einer Pumpgrenze und ein vorbestimmter Abstand zu einer Verlöschgrenze in einer Brennkammer (35) eingehalten werden, wenn zur Angleichung des Istwerts an den Sollwert des Leistungsparameters die Drehzahl zu vermindern ist.Engine controller ( 80 ) for a turbo-gas engine ( 10 ), with: a first input ( 87 ) for receiving an input signal representing a setpoint of a power parameter of the turbo-engine ( 10 ) indicates; a second entrance ( 81 ) for receiving operating parameters; a control signal output ( 83 . 85 ) for providing a first control signal for controlling a turbo-gas engine ( 10 ) to be supplied fuel flow and a second control signal for controlling a blow-off valve ( 43 ) on a compressor ( 33 ) of the turbo-engine ( 10 ), where the engine controller ( 80 ) is configured to generate the first control signal and the second control signal in such a way that, when passing through an extended rotational speed range, a substantially constant predetermined nominal distance from a surge limit is maintained at least either simultaneously and the inlet temperature of a first turbine stage ( 37 ) substantially assumes a predetermined value when the speed is to be increased to equalize the actual value to the desired value of the power parameter or at the same time a substantially constant predetermined distance from a surge line and a predetermined distance to a quench limit in a combustion chamber ( 35 ), if the speed has to be reduced in order to equalize the actual value with the nominal value of the power parameter. Triebwerkscontroller (80) nach dem vorangehenden Anspruch, wobei der Triebwerkscontroller (80) ausgebildet ist als Regler eines gemeinsamen Regelkreises, in dem der Brennstoffstrom und die Stellung des Abblasventils (43) Stellgrößen sind, in dem der vorbestimmte Sollwert des Abstands von der Pumpgrenze und der vorbestimmte Sollwert der Eintrittstemperatur Führungsgrößen und der momentane Wert des Abstands von der Pumpgrenze und der momentane Wert der Eintrittstemperatur Regelgrößen sind, wenn die Drehzahl zu erhöhen ist, und in dem der vorbestimmte Sollwert des Abstands von der Pumpgrenze und der vorbestimmte Sollwert des Abstands von der Verlöschgrenze Führungsgrößen und der momentane Wert des Abstands von der Pumpgrenze und der momentane Wert des Abstands von der Verlöschgrenze Regelgrößen sind, wenn die Drehzahl zu vermindern ist.Engine controller ( 80 ) according to the preceding claim, wherein the engine controller ( 80 ) is designed as a controller of a common control loop, in which the fuel flow and the position of the blow-off valve ( 43 ) Are manipulated variables in which the predetermined setpoint of the distance from the pumping limit and the predetermined setpoint value of the inlet temperature are command values and the instantaneous value of the distance from the pumping limit and the instantaneous value of the inlet temperature are controlled variables, if the speed is to be increased, and in which predetermined setpoint of the distance from the pumping limit and the predetermined setpoint value of the distance from the extinguishing limit, reference values and the instantaneous value of the distance from the Pumping limit and the instantaneous value of the distance from the extinction limit are controlled variables, if the speed is to be reduced. Triebwerkscontroller (80) nach dem vorangehenden Anspruch, ferner mit einer Einrichtung (92) zum Berechnen (103) des momentanen Werts des Abstands von der Pumpgrenze aus erfassten Betriebsparametern mittels eines Echtzeitmodells.Engine controller ( 80 ) according to the preceding claim, further comprising means ( 92 ) for calculating ( 103 ) of the instantaneous value of the distance from the surge line detected operating parameters by means of a real-time model. Triebwerkscontroller (80) nach Anspruch 7, ferner mit einer Speichereinrichtung (99) zum Speichern einer Tabelle, in der für viele Kombinationen von Werten von Betriebsparametern jeweils ein Stellwert für den Brennstoffstrom und ein Stellwert für das Abblasventil (43) abgelegt sind, wobei der Triebwerkscontroller (80) ausgebildet ist, um in Abhängigkeit von momentanen Werten der Betriebsparameter des Turbogastriebwerks (10) Stellwerte für den Brennstoffstrom und für das Abblasventil (43) aus der Tabelle zu lesen und den Brennstoffstrom und das Abblasventil (43) in Abhängigkeit von den aus der Tabelle gelesenen Stellwerten zu steuern.Engine controller ( 80 ) according to claim 7, further comprising a memory device ( 99 ) for storing a table in which, for many combinations of values of operating parameters, in each case a control value for the fuel flow and a control value for the blow-off valve ( 43 ), wherein the engine controller ( 80 ) is adapted to operate in dependence on instantaneous values of the operating parameters of the turbo-gas engine ( 10 ) Values for the fuel flow and for the blow-off valve ( 43 ) from the table and the fuel flow and the blow-off valve ( 43 ) depending on the control values read from the table. Turbogastriebwerk (10) mit einem Hochdruckverdichter (33), einem Abblasventil (43) am Austritt des Hochdruckverdichters (33), einer Brennkammer (35), einer Hochdruckturbine (37), und einem Triebwerkscontroller (80) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem das Abblasventil (43) über eine Gasleitung (42) mit dem Gaseintritt einer gasstromabwärts der Hochdruckturbine angeordneten Turbine (38) gekoppelt ist.Turbocharged engine ( 10 ) with a high pressure compressor ( 33 ), a blow-off valve ( 43 ) at the outlet of the high pressure compressor ( 33 ), a combustion chamber ( 35 ), a high-pressure turbine ( 37 ), and an engine controller ( 80 ) according to one of claims 7 to 10, wherein the blow-off valve ( 43 ) via a gas line ( 42 ) with the gas inlet of a gas downstream of the high-pressure turbine arranged turbine ( 38 ) is coupled.
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