DE1588228C

DE1588228C - Safety device against excessive speed, in particular for gas turbines

Info

Publication number: DE1588228C
Application number: DE19671588228
Authority: DE
Inventors: Louis Lamoil Cincinnati Ohio Owen (V.St.A.)
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1966-06-29
Filing date: 1967-03-29
Publication date: 1973-05-30

Description

Signal um einen vorbestimmten^s Betrag herabgesetzt ist. . . ' ' ' · .Signal is reduced by a predetermined ^{amount s.} . . '''·.

Insbesondere" erzeugt ein Synchrongenerator das Drehzahlsignal, dessen Frequenz und Amplitude mit der Drehzahl des Läufers des Verdichters' zunehmen. Zum Herabsetzen der Drehzahl des Läufers des Verdichtere kann man eiri Absperrorgan öffnen,'das Druckluft von dem Verdichter abzapft/ Dieses Absperrorgan wird durch einen Elektromagneten g'e-^ steuert, der eingeschaltet wird, wenn das .Ausgangssignal des Magnetverstärkers einen vorbestimmten Wert erreicht. Von der einen der beiden Steuerwicklungen des Magnetverstärkers wird unter der Wirkung des von dem Drehzahlsignal des Synchrongene-' rators" abgeleiteten Signals eine Sperrspannung an den Magnetverstärker angelegt. Das an diese Steuerwicklung angelegte - Signal bleibt im wesentlichen konstant, wenn bei einer Annäherung an die Grenzr geschwindigkeit das Drehzahlsignal in der Frequenz und Amplitude zunimmt. Die zweite Steuerwicklung des Magnetverstärkers, die in ihrer Polarität der ersten Wicklung entgegengesetzt ist, erhält ein Signal, das ebenfalls von dem Drehzahlsignal des Synchrongenerators abgeleitet' ist. Bei steigender Drehzahl nimmt die Amplitude des an die zweite Wicklung angelegten Signals bis auf einen Wert zu, bei dem sie der Amplitude des an der ersten Wicklung liegenden Signals entspricht, was bei einer gegebenen Grenzdrehzahl der Fall ist. Das Ausgangssignal des Magnetverstärkers bewirkt jetzt eine Betätigung des Magnetventils, so daß die Drehzahl- des Läufers des Verdichters abnimmt. Der Stromfluß durch die Mitkopplungswicklung des Magnetverstärkers ist von dem Erregungszustand des Elektromagneten und/oder des Magnetverstärkers abhängig..Durch die Mitkoppr lungswicklung wird die Erregung des Magnetverstärkers aufrechterhalten, bis die Amplitude des Signals an der zweiten Wicklung infolge einer Herabsetzung des Drehzahlsignals abgenommen hat. Wenn daher die Grenzdrehzahl erreicht' ist, wird die Drehzahl des Triebwerks automatisch auf einen wesentlich kleineren Wert herabgesetzt, ehe die Drehzahl des Triebwerks durch die üblichen Kraftstoffregler gesteuert werden kann, die für diesen Zweck vorgesehen sind. ' .In particular, "a synchronous generator generates the Speed signal, the frequency and amplitude of which increase with the speed of the compressor's rotor. A shut-off device can be opened to reduce the speed of the compressor's rotor Compressed air drawn off from the compressor / This shut-off device is g'e- ^ by an electromagnet controls, which is switched on when the output signal of the magnetic amplifier is a predetermined Value reached. From one of the two control windings of the magnetic amplifier is under the effect of the speed signal of the synchronous generator Rators "derived signal, a reverse voltage is applied to the magnetic amplifier. This is applied to this control winding applied - signal remains essentially constant when approaching the Grenzr speed the speed signal increases in frequency and amplitude. The second control winding of the magnetic amplifier, the polarity of which is opposite to that of the first winding, receives a signal, which is also derived from the speed signal of the synchronous generator. With increasing speed the amplitude of the signal applied to the second winding increases to a value at which it corresponds to the amplitude of the signal applied to the first winding, which corresponds to a given limit speed the case is. The output signal of the solenoid amplifier now causes the solenoid valve to be actuated, so that the speed of the rotor of the compressor decreases. The current flow through the positive feedback winding of the magnetic amplifier depends on the state of excitation of the electromagnet and / or the magnetic amplifier winding, the excitation of the magnetic amplifier is maintained until the amplitude of the signal has decreased on the second winding as a result of a reduction in the speed signal. If therefore the limit speed is reached, the speed of the engine is automatically reduced to a significantly lower level Value decreased before the engine speed is controlled by the usual fuel regulator intended for this purpose. '.

Vorzugsweise ist ferner eine Einrichtung zum Prüfen der Wirksamkeit dieses Systems bei einer niedrigeren Drehzahl als der Grenzdrehzahl ,vorgesehen. Zu diesem Zweck ist eine Einrichtung vorhanden, weiche die Amplitude des Signals an der zweiten Wicklung des Magnetverstärkers gegenüber, .dem Drehzahlsignal ei höht, so daß die Signale an den beiden Wicklungen bei einer niedrigeren Drehzahl einander gegengleich sind, worauf die Drehzahl des Triebwerks automatisch herabgesetzt und dadurch die Funktion des Systems nachgewiesen, wird, ohne daß das Triebwerk überbeansprucht wird.Preferably there is also means for testing the effectiveness of this system at a lower level Speed than the limit speed, provided. A facility is available for this purpose soft the amplitude of the signal on the second winding of the magnetic amplifier opposite, .dem The speed signal ei increases so that the signals on the two windings correspond to each other at a lower speed are opposite, whereupon the speed of the engine is automatically reduced and thereby the function of the system is verified without overstressing the engine.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß, die Sicherungseinrichtung durch die Verwendung robuster elektrischer Bauteije nicht störanfällig ist und daß die Betriebsfähigkeitsprüfung unterhalb der Grenzdrehzahl möglich ist, so daß eine schädliche Überbeanspruchung der Turbine vermieden wird/The advantages achieved by the invention exist in particular that the safety device through the use of robust electrical components is not susceptible to failure and that the serviceability test is possible below the limit speed, so that damaging overstressing of the turbine is avoided /

In den Fig. 1 und 2 der Zeichnung ist der Gegenstand der- Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels dargestellt, welches nachstehend im einzelnen erläutert ist. Es zeigtIn Figs. 1 and 2 of the drawing, the subject the invention illustrated using an exemplary embodiment, which is detailed below is explained. It shows

Fig. t- eine schematische ν Schaltungsanordnung der Drehzahlsteuereinrichtung und " ^{! :}' " .^; Fig. T- a schematic ν circuit arrangement of the speed control device and " ^!: '". ^;

Fig.2 in einem Diagramm verschiedene Kennlinien der in F i g. I gezeigteriSchaltungsanordnung." ·;Fig. 2 different characteristics in a diagram the in F i g. I circuitry shown. "·;

Das Triebwerk IG ist in der üblichen Weise aufgebautun'd besitzt einen Axialverdichter· 11'mit einem Läufer 12. Der Verdichter dient zur Erhöhung ^des Energiepegels des von der Kraftanlage-erzeugten, heißen Gasstroms. ; "^:".·"·" "¹^- -"■; ;t;¹.·^".-.The engine IG is constructed in the usual way and has an axial compressor 11 'with a rotor 12. The compressor serves to increase the energy level of the hot gas flow generated by the power plant. ; " ^: ". · "·"" ¹ ^ - -"■;;t; ^1. · ^ ".-.

Die Drehzahl des Läufers" 12 wird als die Drehzahl des Triebwerks bezeichnet. Für jedes Triebwerk, gibt es eine höchstzulässige Dauerdrehzahl." Dies ist die höchste Drehzahl, bei der'ein Dauerbetrieb ohiie übermäßige. Verkürzurig der _t Gebrauchsdauer -des Triebwerks möglich ist und'* die Sicherheitsgrenzen für den mechanischen Zusammenhalt des Triebwerks nicht überschritten werden. Ein'Betrieb des Trieb/; werks mit einer höheren als'"der hochstzulässigen Dauerdrehzahl kann jedoch kurze Zeit hindurch erwünscht sein. Andererseits" darf eine bestimmte Grenzdrehzahl auch kurze Zeit hindurch nichtüberschritten werden, weil sonst insbesondere~der'mecha--. hische Zusammenhalt gefährdet- isL.,Eine"ltypische Grenzdrehzahl beträgt {TO⁰Zp der höchstzulässigen " Dauerdrehzahl. " " '■;_'.· · ' ■ ^: The speed of the rotor "12 is referred to as the speed of the engine. For each engine, there is a maximum permissible continuous speed." This is the highest speed at which continuous operation would be excessive. _T service life -of engine is possible Verkürzurig and * the safety limits for the mechanical integrity of the engine are not exceeded '. A 'operation of the drive /; However, a plant with a higher than '"maximum permissible continuous speed may be desirable for a short period of time. On the other hand, a certain limit speed must not be exceeded for a short time, because otherwise ~ der'mecha-- in particular. A "typical limit speed is {TO ⁰ Zp of the maximum permissible" continuous speed. ""'■;_'. · · '■ ^:

Die erfindühgsgemäße Sicherungseinrichtung soll ■ einen Betrieb, des Triebwerks 10 bei einer" höheren.-als der Grenzdrehzahl verhindern und ferner die Drehzahl des Triebwerks automatisch auf. einen "beträchtlich niedrigeren Wert herabsetzen, ehe der Be^ trieb des Triebwerks wieder in Abhängigkeit von den normalerweise zur Regelung herangezogenen Bestimmungsgrößen geregelt wird. Zu diesem Zweck wird beim Erreichen der Grenzdrehzahl ein elektromagnetisch gesteuertes Absperrorgan 15 geöffnet, das von dem Austrittsstrom des Verdichters eine genügende Luftmenge abführt, so daß die Drehzahl des Läufers 12 auf einen vorbestimmten Wert herabgesetzt wird. Beim Erreichen dieses niedrigeren Drehzählwertes wird das Absperrorgan 15 ausgeschaltet, worauf die Drehzahl des Triebwerks wieder von'dem, üblichen, nicht gezeigten Kraftstoff regler geregelt ..werden kann. Wenn dagegen das Absperrorgan £iim Abzweigen von Luft aus dem Austrittsstrom des Verdichters offen ist, kann die normalerweise, wirksame Steuereinrichtung keine weitere Drehzahlerhöhung bewirken. _Λ The safety device according to the invention is intended to prevent operation of the engine 10 at a "higher than the limit speed and also to automatically reduce the speed of the engine to a" considerably lower value before operation of the engine is again dependent on the normal the determinants used for regulation are regulated. For this purpose, when the limit speed is reached, an electromagnetically controlled shut-off element 15 is opened, which removes a sufficient amount of air from the outlet flow of the compressor so that the speed of the rotor 12 is reduced to a predetermined value. When this lower speed count value is reached, the shut-off element 15 is switched off, whereupon the speed of the engine can again be regulated by the conventional fuel regulator, not shown. If, on the other hand, the shut-off element is open when air is diverted from the outlet flow of the compressor, the normally effective control device cannot bring about any further increase in speed. _Λ

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung besitzt einen Synchrongenerator J4,"der mit dem.LUufer 12 des Verdichters mechanisch verbunden .ist und von ihm angetrieben wird. Der. Synchrongenerator legt an die Leiter 16 und 18 ein Wechselspannungssignal.an, dessen Frequenz und Amplitude der Dreh-,zahl des Läufers 12 proportional .sind. Wie aus der nachstehenden Beschreibung hervorgeht, werden von der Ausgangsspannung ,des, Synchrongencnitqrs- 14 alle elektrischen Bestandteile der erfindungsgeinüUen Schaltungsanordnung gespeist. '. · .,The circuit arrangement according to the invention has a synchronous generator J4, "which with dem.LUufer 12 of the compressor is mechanically connected and driven by it. The. Synchronous generator applies an AC voltage signal to conductors 16 and 18, its frequency and amplitude of the speed of the rotor 12 are proportional. As can be seen from the description below, the output voltage, the, synchronous generator 14 all electrical components of the features of the invention Circuit arrangement fed. '. ·.,

Die Leiter 16 und 18 legen^ eine Spannung an den Magnetverstärker 20 und.sind dazu an die l'riniärwicklung eines Transformators 22 dieses Verstärkers angeschlossen. Der Leiter 16 führt über einen Schalter 24, der von dem Triebwerk entfernt, z. B. in der Flugzeugführerkanzel, angeordnet; sein kann. Mit Hilfe dieses Schalters kann die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wahlweise in Betrieb genommen oder außer Betrieb gesetzt werden. ·The conductors 16 and 18 apply a voltage to the Magnetic amplifiers 20 and are connected to the linear winding a transformer 22 connected to this amplifier. The conductor 16 leads over a switch 24 removed from the engine, e.g. B. in the cockpit, arranged; can be. With With the aid of this switch, the circuit arrangement according to the invention can optionally be put into operation or taken out of service. ·

Die Ausgangsleiter 26, 28 des Transformators 22 sind an je eine Schaltwicklung 30 bzw. 32 ange-The output conductors 26, 28 of the transformer 22 are each connected to a switching winding 30 or 32.

schlossen, deren Ausgangssignale in abwechselnden durch die Leiter, 80, _ 82 fließende Ausgangsstrom Halbperioden über je eine Halbleiterdiode 34 bzw. nimmt nur langsam zu oder bleibt im wesentlichen 36 gegeben werden und zur Erzeugung einer Span- konstant. Infolgedessen bleibt die Amperewindungs-.nung an einem Belastungswiderstand 38 führen. Der zahl der .Wicklung 42 in einem Frequenzbereich, der Widerstand38 ist über einem Leiter40 mit der.Mit- 5 einer Drehzahl von 50 bis.llO^fl/o der.höchstzulässilelanzapfung der Sekundärwicklung des Transforma- 'gen Dauerdrehzahl entspricht^ ebenfails_;im wesentjitors 22 verbunden. ... ,'■.. '. ..._s .-,.,..;. _r '-. >.- ,-■■. chen konstant, wie aus derFi g.^.heryörgeht.'., i\_;i<".closed, the output signals of which are given in alternating output current half-periods flowing through the conductors 80, 82 via a semiconductor diode 34 or increases only slowly or remains essentially 36 and to generate a span constant. As a result, the ampere turn. The number of winding 42 in a frequency range, the resistance 38 is over a conductor 40 with a speed of 50 to 100 ^fl / o the maximum permissible silence tap of the secondary winding of the transformer constant speed also corresponds _; connected in the wesentjitors 22. ... , '■ .. '. ... _s .-,., ..;. _r '-. > .-, - ■■. chen constant, as derives from the Fi g. ^. '., i \ _{; i <} ".

Die Ausgangsspannung des Magnetverstärkers' 20 . Der .Widerstands-Stromkreis 74 hat Widerstände ist eine Funktion der Amperewindungszahl der Steu- -86, 88 lind 90, die in Reihe zwischen dem .Punkt* erwicklungen 42, 44 und 46, wie nachstehend erläu- io und dem Eingang des Halbleiterdiodengleichrichters tert wird. Es ist ferner.eine Vormagnetisierungswick- 92, geschaltet sind. An den anderen Eingang des lung 48 vorgesehen, deren Funktion ebenfalls nach- Gleichrichters 92 ist über den. Leiter 18 der Synstehend erläutert wird. Eine Zeitkonstantenwicklung chrbngenerator 14 angeschlossen... Beim Ahlegen 50,dient zur Verhinderung von Schwingungen.. . . _. einer Wechselspannung an den'Gleichrichter 92 legt . . Das'Absperrorgan 15 wird von einem Elektronik- 15 dieser an die Leiter 94, 96 einen Gleichstrom an, der · gneten 52 gesteuert, der ebenfalls von dem Synchron durch eine Halbleiterdiode'98 fließt und einen, kongeneratör 14 gespeist wird.. Die von dem Synchron- stanten Spannungsabfall an. dieser erzeugt. Der generator kommenden Leiter 16 und 18 sind an eine Gleichstrom fließt ,dann in. die Steuenvicklung 44: .Gleichrichterbrücke 54 mit - Halbleiterdioden ange- Der Ausgangsstrbm und damit, auch die in der Wickschlossen. Von dieser Brücke wird Gleichstrom über so lung 44 erzeugte Amperewindungszahl. sind direkt Leiter 56, 58 an den Elektromagneten 52 abgegeben. von der Amplitude des Drehzahlsignals abhängig, ,Der Leiter 56 ist direkt mit dem Elektromagneten 52 wie ebenfalls Fi g. 2 zeigt.The output voltage of the magnetic amplifier '20. The resistance circuit 74 has resistances is a function of the number of ampere-turns of the control -86, 88 and 90, which is tert in series between the .Punkt * erwicklungen 42, 44 and 46, as explained below, and the input of the semiconductor diode rectifier . There is also a bias winding 92 that are connected. At the other input of the ment 48, the function of which is also post-rectifier 92 is via the. Head 18 which will be discussed below. A time constant winding chrbngenerator 14 connected ... When connecting 50, serves to prevent vibrations ... . _. an alternating voltage to the rectifier 92. . The shut-off device 15 is fed a direct current to the conductors 94, 96 by an electronic device 15, the magnetic 52, which also flows from the synchronizer through a semiconductor diode 98 and is fed to a congenerator 14 Synchronous constant voltage drop. this generates. The generator coming conductors 16 and 18 are connected to a direct current, then into the control winding 44:. Rectifier bridge 54 with - semiconductor diodes connected - the output current and thus, also in the winding. From this bridge, direct current is generated via so treatment 44 ampere-turns. conductors 56, 58 are delivered directly to the electromagnet 52. depends on the amplitude of the speed signal,, The conductor 56 is directly connected to the electromagnet 52 as also Fi g. 2 shows.

verbunden. Der Leiter 58 ist mit dem Widerstand 60. Die Wicklungen 42 und 44 sind einander entgeundv dem Transistor 62 in Reihe geschaltet,, so daß gengesetzt gewickelt. Wenn daher die Amperewinder Stromkreis des Elektromagneten 52 bei leitenden 25 dungszahl.der Wicklung 44 annähernd auf die Am-Transistor 62 geschlossen ist. Zwischen die Leiter perewindungszahl der Wicklung 42 gestiegen ist, 56 und 58 ist ferner ein Widerstand 64 geschaltet, können die Schaltwicklungen 30, 32 den Wechselder eine Belastung, des Gleichrichters 54 bei gesperr- .. ] strom leiten, den "sie von dem Transformator 22 ertem Transistor 62 bildet. Dem Elektromagneten 52 halten. Dadurch wird an dem Widerstand 38 eine hoist eine Diode 66 parallel geschaltet, die bei Erregung 30 here Ausgangssparinung erzeugt. Diese Ausgangsdes Elektromagneten 52 einen induktionsbedingten spannung-wird durch den Widerstand 100 und den Rückschlag verhindert.. . ' ■ "*^r»'.f ■ Kondensator 102 gesiebt, so daß an die Basis des ·connected. The conductor 58 is connected to the resistor 60. The windings 42 and 44 are connected opposite one another and connected in series with the transistor 62 so that they are wound opposite. Therefore, when the amperewinder circuit of the electromagnet 52 with conductive 25 dungszahl.der winding 44 is approximately closed to the am transistor 62. Between the conductors perewindungszahl of the winding is increased 42, 56 and 58 is also a resistor 64 connected, the switching windings 30, 32 to Wech Elder can take a load of the rectifier 54 in unvested ..] stream, the "them from the transformer 22 The first transistor forms the transistor 62. Hold the electromagnet 52. As a result, a diode 66 is connected in parallel across the resistor 38, which generates output voltage when the electromagnet 52 is energized 30. This output of the electromagnet 52, an induction-related voltage, is prevented by the resistor 100 and the kickback. .. '■ "* ^ r»'. F ■ Capacitor 102 sieved so that at the base of the ·

Der Synchrongenerator 14 erzeugt ein Drehzahl- Transistors 62 eine Auslösespannung angelegt wird. . signal. Die Leiter 16 und 18.sind vorzugsweise an ein Die Ausgangsspannung des Magnetverstärkers 20 ist abgestimmtes. Wechselstromfilter aus einer Induktivi- 35 in Fig.2 unten angedeutet. Beim Erreichen eines tat 68 und einer Kapazität. 70 angeschlossen,'das Wertes y wird der Transistor 62 leitfähig, so daß der einen relativ niedrigen Gütefaktor hat. Es wird daher ■ Elektromagnet 52 eingeschaltet und das Absperrorzwischen den Leitern 16 und 18 an dem Punkt* ein gan 15 geöffnet wird. Dadurch wird die Drehzahl der im wesentlichen sinuskurvenförmiges Drehzahlsignal Kraftanlage herabgesetzt! " .-...'The synchronous generator 14 generates a speed transistor 62 a trigger voltage is applied. . signal. The conductors 16 and 18 are preferably connected to a The output voltage of the magnetic amplifier 20 is matched. Alternating current filter from an inductive 35 indicated below in FIG. Upon reaching a did 68 and a capacity. 70 connected, 'the value y , the transistor 62 is conductive, so that it has a relatively low quality factor. It is therefore ■ electromagnet 52 switched on and the shut-off between the conductors 16 and 18 at the point * a gan 15 is opened. As a result, the speed of the essentially sinusoidal speed signal power plant is reduced! ".-... '

erzeugt", dessen Amplitude von einer beträchtlich un- 40 Der schnelle Anstieg der Ausgangsspannung des ter der Grenzdrehzahl liegenden Drehzahlamplitude Magnetverstärker 20 ist.auf die Mitkopplungswickbis mindestens zur Grenzdrehzahlamplitude relativ -lung 46 zurückzuführen. Man erkennt, daß ein steil ansteigt. Diese Funktion ist in F i g. 2 durch die Stromleitweg von dem Widerstand 38 über einen obere'Kurve dargestellt. ' · Widerstand 104 vorhanden ist, der mit einer Seitegenerated ", the amplitude of which by a considerably un- 40 The rapid rise in the output voltage of the ter the limit speed lying speed amplitude magnetic amplifier 20 ist.auf die Mitkopplungswickbis at least to the limit speed amplitude relative -lung 46 to be traced back. You can see that a rises steeply. This function is shown in FIG. 2 through the current conduction path from resistor 38 via a upper 'curve shown. '· Resistor 104 is present, the one with one side

Das Drehzahlsignal wird, von dem Punkt* an« der Wicklung 46 verbunden ist. Der elektromagnet!- , einen Induktivitäts-Stromkreis 72 angelegt, dessen sehe Kopplungsweg wird dadurch geschlossen, daß ' Ausgang an' die Steuerwicklung 42 des Magnetver- die Wicklung 46 über den Widerstand 60 mit dem stärkers 20 angeschlossen ist. Dasselbe Drehzahl- Widerstand 38 verbunden ist. Bei leitfähigem Transisignal wird an einen Widerstands-Stromkreis 74 ange- stör 62 und eingeschaltetem Elektromagneten 52 ist legt, dessen "Ausgang an die Steuenvicklung 44 des 50 infolge des Stromflusses durch den Elektromagneten Magnetverstärkers angeschlossen ist." ■ " ' ein,'weiterer Kopplurigsweg vorhanden, weil derThe speed signal is connected to the winding 46 from the point * on. The electromagnet! -, an inductance circuit 72 is applied, the see coupling path is closed by that 'Output to' the control winding 42 of the magnet connection, the winding 46 via the resistor 60 with the amplifier 20 is connected. The same speed resistor 38 is connected. With conductive transisignal is interfered with in a resistance circuit 74 and the electromagnet 52 is switched on puts its "output to the control winding 44 of the 50 as a result of the current flow through the electromagnet Magnetic amplifier is connected. "■" 'a,' further coupling path available because the

Der Induktivitäts-Stromkreis 72 hat eine Indukti- Spannungsabfall an dem Widerstand 60 ebenfalls an vität 76, die an ihrem einen Ende an den Punkt* die Wicklung 46 angelegt wird.' Dieser Stromfluß zwischen der Induktivität 68 und der Kapazität 70 wird durch einen Widerstand 106 begrenzt.' ■ "' angeschlossen ist. ■ ' ' — 55 Durch die Mitkopplungswicklung 46 wird die Er-The inductance circuit 72 has an inductive voltage drop across the resistor 60 as well vity 76, which is applied at one end to the point * the winding 46. ' This current flow between the inductance 68 and the capacitance 70 is limited by a resistor 106. ■ "' connected. ■ '' - 55 The positive feedback winding 46

" Das andere Ende der Induktivität 76 ist an einen regung des Elektromagneten 52 auch äufrechterhal-Eingang eines'Halbleiterdiodengleichrichters 78 an- ten, wenn die Drehzahl der Kraftanlage auf einen gelegt, dessen anderer Eingang über den Leiter 18 Wert gesunken ist, der niedriger ist als die Grenzmit dem Synchrongenerator 14 verbunden ist. Beim drehzahl von 110% der'höchstzülässigen Dauerdrch-Anlegen einer Wechselspannung an den Gleichrich- 60 zahl. Infolgedessen bleibt auch das "Absperrorgan 15 ter 78 legt dieser an die Leiter 80 und 82 einen offen, so daß die Drehzähl des Triebwerks auf einen Gleichstrom an, der durch einen Kondensator 84 ge- vorbestimmten, niedrigeren Wert herabgesetzt wird, siebt wird. Die Leiter 80, 82 sind an die Wicklung 42 Die Polarität und die Amperewindungszahl· der Mitangeschlossen und bewirken, daß durch die Schalt- kopplungswicklung sind so gewählt,'daß'die Schaltwicklungen 30, 32 ein Steuerstrom mit einer gegebe- 65 wicklungen voll leitfähig bleiben, wenn die Amperenen Amperewindungszahl fließt: Der Wert der In- windungszahl der Wicklung 44 unter den Wert geduklivität 76 ist so gewählt, daß ihre Impedanz mit sunken ist, bei dem der Elektromagnet 52'zunächst der Frequenz des Drchzahlsignals zunimmt. Der eingeschaltet wurde. Wenn die Amperewindungszahl"The other end of the inductor 76 is also connected to an input of the electromagnet 52 A semiconductor diode rectifier 78 ant when the speed of the power plant falls to a placed, whose other input has dropped over the conductor 18 value, which is lower than the limit with the synchronous generator 14 is connected. At a speed of 110% of the maximum permissible continuous pressure an alternating voltage to the rectifier 60 number. As a result, the “shut-off element 15 remains ter 78 this exposes one to the conductors 80 and 82, so that the number of revolutions of the engine is on one Direct current, which is reduced by a capacitor 84 predetermined, lower value, is sieved. The conductors 80, 82 are connected to the winding 42 The polarity and the number of ampere-turns · the co-connected and cause that through the switching coupling winding are chosen so that 'that' the switching windings 30, 32 a control current with a given 65 fully conductive windings when the amperes Number of ampere-turns flows: The value of the number of turns of winding 44 is below the value of the inductivity 76 is chosen so that its impedance decreases with that of the electromagnet 52 ' the frequency of the frequency signal increases. That was turned on. When the number of ampere turns

der Wicklung 52 höher ist als die der Wicklungen 44 20 angelegten Spannung darstellen, auf den Wert y und 48 zusammen, wird die Ausgangsspannung des gelegt werden, so daß in einem großen Bereich der Magnetverstärkers sofort unter den Werty herabge- Erregungsspannung die Grenzdrehzahl 110% der setzt, so daß der Transistor 62 gesperrt und der höchstzulässigen Dauerdrehzahl beträgt. Diese kon-Elektromagnet 52 gleichzeitig ausgeschaltet wird. 5 s';ante Vormagnetisierungsstromstärke kann vorteil-Die in Fig.2 ausgezogen gezeigte Kurve stellt die hafterweise mit Hilfe der beschriebenen Anordnung Abhängigkeit der Ausgangsspannung des Magnetver- erzielt werden, wobei sie von dem konstanten Spanstärkers von dem Werty und damit das Arbeitsspiel nungsabfall an der Diode 98 abgeleitet wird, die mit des Elektromagneten 52 dar, der das Absperrorgan 15 dem Widerstand 108 kombiniert ist. Diese Anordoffen hält, bis die Drehzahl des Triebswerks auf io nung ist wirtschaftlich und arbeitet sehr genau,
einen vorbestimmten, niedrigeren Wert von beispiels- Es ist erwünscht, die erfindungsgemäße Schalweise 104 % der höchstzulässigen Dauerdrehzahl ge- tungsanordnung zu prüfen, ohne daß das Triebwerk sunken ist. Auf diese Weise wird eine tote Zone er- auf eine Drehzahl von 110 % der höchstzulässigen halten. Der ausgeschaltete Elektromagnet 52 wird Dauerdrehzahl gebracht wird. Zu diesem Zweck erst wieder eingeschaltet, wenn die Grenzgeschwin- 15 kann in der Kanzel des Flugzeugführers ein von diedigkeit von 110% der höchstzulässigen Dauerdreh- sem bedienter Schalter 110 angeordnet sein, der zahl erneut erreicht ist. Dieser doppelte Kopplungs- durch Leiter 112, 114 parallel zum Widerstand 88 weg gewährleistet eine konstantere tote Zone (oder des Stromkreises 74 geschaltet ist. Durch Schließen Hysterese) zwischen dem Einschalt- und Ausschalt- des Schalters 110 wird der Widerstand 88 überbrückt punkt im Bereich der Umgebungstemperatur und der 20 bzw. kurzgeschlossen, so daß der Widerstandswert veränderlichen Erregungsspannung. des Stromkreises 74 herabgesetzt und dessen Aus-of winding 52 is higher than the voltage applied to windings 44 20 , to the value y and 48 together, the output voltage of the will be applied so that in a large area of the magnetic amplifier immediately below the value y sets, so that the transistor 62 is blocked and the maximum permissible continuous speed. This kon-electromagnet 52 is switched off at the same time. 5 s'; ante bias current strength can be advantageous. The curve shown in solid line in FIG Diode 98 is derived, which is represented by the electromagnet 52, the shut-off element 15, the resistor 108 is combined. This arrangement holds until the engine speed is economical and works very precisely,
A predetermined, lower value of, for example, it is desirable to test the switching arrangement according to the invention, 104% of the maximum permissible continuous speed, without the engine sinking. In this way a dead zone is kept at a speed of 110% of the maximum permissible. The deactivated electromagnet 52 is brought to continuous speed. For this purpose it is only switched on again when the speed limit is reached, a switch 110 operated by 110% of the maximum permissible continuous speed can be arranged in the pilot's cockpit, the number being reached again. This double coupling through conductors 112, 114 parallel to resistor 88 ensures a more constant dead zone (or the circuit 74 is connected. By closing hysteresis) between the switch 110 on and off, the resistor 88 is bridged point in the area of the Ambient temperature and the 20 or short-circuited, so that the resistance value variable excitation voltage. of circuit 74 is reduced and its output

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung soll gangsstromstärke erhöht wird. Auf diese Weise wer-The circuit arrangement according to the invention is intended to increase the output current intensity. In this way

in ihrer Funktion von Temperaturveränderungen im den bei einer niedrigeren Drehzahl des Triebwerksin their function of temperature changes in the at a lower speed of the engine

wesentlichen unabhängig sein. Zu diesem Zweck soll von beispielsweise 90 % der höchstzulässigenbe essentially independent. For this purpose, for example 90% of the maximum allowable

der Widerstand 86 des Stromkreises 74 vorzugsweise 25 DauerdrehzaW ein stärkerer Ausgangsstrom und hö-the resistor 86 of the circuit 74 preferably 25 continuous speed a stronger output current and higher

eine Temperaturkompensation bewirken, so daß die here Amperwindungszahlen erzielt, wie in F i g. 3cause a temperature compensation so that the ampere-turns here achieved, as in FIG. 3

Stromstärke in der Wicklung 44 temperaturunabhän- durch die strichlierte Kurve dargestellt ist. Jetzt be-The current intensity in the winding 44 is shown independently of the temperature by the dashed curve. Now loading

gig ist. trägt die Grenzdrehzahl für die Schaltungsanordnunggig is. carries the limit speed for the circuit arrangement

Eine weitere Kompensation wird durch die Vor- 90% der höchstzulässigen Dauerdrehzahl, so daß magnetisierungswicklung 48 erzeilt. Bei der Annähe- 30 der Elektromagnet bei dieser niedrigeren Drehzahl rung an den Punkt y hat die Kurve der Ausgangs- eingeschaltet und danach die Drehzahl des Triebspannung des Magnetverstärkers eine leichte Bie- werks in der vorstehend beschriebenen Weise um gung. Der Krümmungsgrad dieser Biegung ist eine einen prozentual entsprechenden Wert herabgesetzt Funktion der Erregungsspannung und von einem wird. Der Flugzeugführer kann sich also von der Be-Magnetverstärker zum anderen verschieden. Wenn 35 iriebsfähigkeit der Überdrehzahlsicherungseinrichman den Magnetverstärker mit einer geeigneten Am- rung überzeugen, ohne daß das Triebwerk überbeanperewindungszahl vormagnetisiert, kann der Null- sprucht wird, wie dies beim Prüfen der Sicherungspunkt der Kurven, welche die Abhängigkeit der Er- einrichtung mit einer Drehzahl von 110% der regungsspannung von der an den Magnetverstärker höchstzulässigen Dauerdrehzahl der Fall wäre.A further compensation is provided by the pre-90% of the maximum permissible continuous speed, so that magnetizing winding 48 is generated. When the electromagnet approaches point y at this lower speed, the curve of the output has switched on, and then the speed of the drive voltage of the magnetic amplifier has turned slightly in the manner described above. The degree of curvature of this bend is a percentage reduced function of the excitation voltage and of one is. The pilot can therefore differ from the loading magnetic amplifier to the other. If the operability of the overspeed safety device can convince the magnetic amplifier with a suitable amount without pre-magnetizing the engine over-winding number, the zero can be claimed, as is the case when checking the safety point of the curves, which shows the dependency of the device with a speed of 110 % of the excitation voltage of the maximum permissible continuous speed at the magnetic amplifier would be the case.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

1 2 Claims: Gas turbines, with a device for generating a speed signal, its frequency and size

1. Safety device against speed increases with the speed of the turbine rotor, one Exceeding, in particular "for gas turbines, first device that responds to the speed signal one. Device for generating, one 5 speaks and one · first signal .generates, a second Speed signal, its frequency and size with device that is also different on the speed signal The speed of the turbine runner increases, one speaks and generates a second signal that is relaersten Means that tiv on the speed signal to the speed signal changes more than the first responds and generates a first signal, a signal, and a device operating at the maximum second device, which is also based on the rotational speed on a predetermined relationship between number signal responds and a second signal. “Is responsive to the first and second signals; to the testifies that relative to the speed signal "speed of the runner to a predetermined · value changes more than the first signal, and to reduce an input that is significantly less than the direction, the maximum speed at the maximum speed. '' · '

a predetermined relationship between the gas turbine engines have one with one most and the second signal responds, um'die rotor provided compressor zürn compression of Speed of the rotor to -a predetermined air, so that the energy level of the engine he value to reduce, which is much less produced hot gas flow is increased. Im-.normaals the maximum speed,. This means that the engine speed is achieved indicates that the device (38, 20 regulating the amount of fuel supplied to it), those on the. predetermined relationship: between controls. The amount of fuel supplied is foreseen the first and your second signal depending on, controlled by a setpoint signal that speaks, is a magnetic amplifier (20), which is set against an operator or the aircraft wound control windings. (42, 44) rer is hired and that also by various for the first or second signal, as well as 35 operating variables of the power plant can be dependent, a third winding (46) on the vorbe- z. B. of the turbine inlet temperature and the right relationship between the first and the. Relationship between entry and expansion The signal responds and the coupling pressure of the compressor (USA.-Parentschrift loop that has the same polarity as. 2827 910). In normal continuous operation, e.g. with the second winding (44) comprises and energizes an aircraft operating under cruising conditions is when the first and the second signal close the engine with the highest permissible continuous rotation are equal, and that the size of the number, i.e. with the highest speed at which the coupling signal is smaller than that of the first Si engine can work through it for a long time; without gnals, so that the speed of the rotor reduces. . that economic fuel consumption or the is changed until the second signal is impaired by a certain 35 lifetime of the engine, the correct amount is reduced. - Operation at speeds that are higher than that

2. Device according to claim 1, the maximum permissible continuous speed, can be necessary for a short time net by a device (88, 110) . However, there is a limit speed at which the mechanical relationship between the first and the second stop of the power plant is endangered if the predetermined value is changed over and over. Therefore it is beSignal for the purpose of testing the safety device. . knows how to provide gas turbines with an overspeed safety device at a speed lower than the highest which is effective when at the normal speed of the rotor. Control device an error occurs, e.g. B. a force

3. Device according to claim 2, characterized in that the substance metering valve jams in the fully open state, indicates that the first signal generating device is based on the object of providing a direction of an inductance circuit (72) and a safety device against overspeed the second signal generating device a: development, in particular for gas turbine engines, to resistance circuit (74), and that create one with which an operation of the engine with a shunt path (88, · III) for-the resistance. ' higher than the limit speed is prevented, and circuit (74) is provided to temporarily 50 which can be checked for operability at a speed which is lower than the predetermined ratio between. to change the limit first and the second signal. speed, so without overstressing the Tricb-

4. Device according to claim 3, characterized in that it can be determined that the overturning indicates that the output of the resistance. payment security flawless.

Circuit (74) with a pre-magnetization 55 This task is, according to the invention, thereby

winding (48) of the magnetic amplifier (20) triggers that the device, the hoof the predetermined

is bound. ■ ■ Relationship between the first and second Si

5. Device according to one of claims I gnal responds, is a magnetic amplifier, the cntgebis 4, characterized in that the magnetic oppositely wound control windings for the first amplifier (20) to change the speed of the ⁶ ° or second signal, and a third Wick turbine rotor by extracting air from treatment, which responds to the predetermined relationship between the turbine compressor (12) an electromagnetic first and the second signal and controls the table-operated shut-off device (15). forms a positive feedback loop that has the same polarity as the second winding and excites it

· Becomes 65 when the first and second signals are near

are equal, and that the size of the positive feedback

The invention relates to a security device signal is smaller than that of the first signal, so that the against overspeed,. in particular for the speed of the rotor is reduced until the second