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DE2053286A1 - Beschleunigungsregelanlage bei einer Gasturbine - Google Patents

Beschleunigungsregelanlage bei einer Gasturbine

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Publication number
DE2053286A1
DE2053286A1 DE19702053286 DE2053286A DE2053286A1 DE 2053286 A1 DE2053286 A1 DE 2053286A1 DE 19702053286 DE19702053286 DE 19702053286 DE 2053286 A DE2053286 A DE 2053286A DE 2053286 A1 DE2053286 A1 DE 2053286A1
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DE
Germany
Prior art keywords
turbine
speed
acceleration
control
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
DE19702053286
Other languages
English (en)
Inventor
Richard Kent Roanoke Va Davis (V St A)
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.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
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Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D19/00Starting of machines or engines; Regulating, controlling, or safety means in connection therewith
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D19/00Starting of machines or engines; Regulating, controlling, or safety means in connection therewith
    • F01D19/02Starting of machines or engines; Regulating, controlling, or safety means in connection therewith dependent on temperature of component parts, e.g. of turbine-casing
    • 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
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/26Starting; Ignition
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/16Controlling the angular speed of one shaft

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)
  • Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)

Description

Die Verhinderung thermischer Schocks bei denjenigen Turbinenteilen, die heißen Gasen ausgesetzt sind, ist eine Hauptfunktion eines Regelsystems für eine Gasturbine. Zu diesem Zweck weist ein Regelsystem für eine Gasturbine mindestens die folgenden drei Parameter auf: 1. eine Temperaturregelung, durch welche ein übermäßiges Anwachsen der Temperatur während des Starts der Turbine begrenzt wird durch eine Verminderung der Kraftstoffzufuhr zur Turbine, 2. eine Drehzahlregelung, die zur Regelung der Turbine unter Arbeitsbedingungen dient, wobei die Kraftstoffzufuhr zur Turbine in Abhängigkeit von den Laständerungen verändert wird, ohne daß extreme Temperaturunterschiede auftreten und 3. eine Startregelung, die den Betrieb der Turbine während der verschiedenen Schritte zwischen
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dem Stillstand und dem Erreichen der Betriebsdrehzahl überwacht. Dieser Parameter übt den größten Anteil an der Regulierung der Kraftstoffzufuhr aus, um starke TemperatürSchwankungen während der Drehzahländerungen der Turbine zu verhindern.
In der Vergangenheit wurden zahlreiche Anstrengungen unternommen, um starke Temperaturänderungen während des Startzyklusses der Turbine zu vermeiden, die zu Regelsystemen führten, welche mechanische, hydraulische und elektrische Ausrüstungen umfaßten. Die Temperaturänderungen während des Startzyklusses jedoch sind das Ergebnis einer sehr komplizierten Kombination von Einflüssen, wie beispielsweise der Drehzahl der Turbine, welche anwächst infolge des höheren Wirkungsgrades der Turbine bei höheren Drehzahlen und außerdem mit der Kraftstoffzufuhr anwächst, sowie der Kraftstoffzufuhr, die in Abhängigkeit bei einer Erhöhung der Drehzahl anwächst.
Ein solches System umfaßt eine Anlaßperiode, während welcher der Turbine kein Kraftstoff zugeführt wird, bis eine vorbestimmte Drehzahl erreicht ist, bei welcher die Kraftstoffzuführung einsetzt und der Kraftstoff gezündet wird. Sobald die Flamme durch hierfür vorgesehene Sensoren erfaßt wird, leitet ein elektrisches Signal einen Aufwärmzyklus ein, dem eine Beschleunigungsperiode folgt, während welcher die Kraftstoff zufuhr zur Turbine in einem vorbestimmten Maß anwächst. Da der Wirkungsgrad sich mit der Drehzahl der Turbine verbessert und die Kraftstoffzufuhr notwendigerweise eine Funktion der Drehzahl ist, werden große Kraftstoffmengen der Turbine zugeführt, wenn sie sich ihrer Betriebsdrehzahl nähert. Die Geschwindigkeit, mit welcher die Kraftstoffzufuhr ansteigt, kann zu beträchtlichen thermischen Schocks der den heißen Oasen ausgesetzten Teile führen, wodurch die Lebensdauer der Maschine unnötigerweise vermindert wird. Zusätzlich bewirkt diese Art von Beschleunigungsfunktion ein (Jber-
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schreiten des Punktes, wo die Betriebsdrehzahl erreicht wird.
Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, schlägt die vorliegende Erfindung Mittel für eine Beschleunigungsphase vor, die während des Starts an einem vorbestimmten Punkt der Beschleunigungsphase wirksam werden oder zu irgendeinem Zeitpunkt, wenn ein Anwachsen der Drehzahl auftritt. Die Beschleunigungsphase spricht an auf die Beschleunigung der Turbine und regelt hierbei die Kraftstoffzufuhr zur Turbine. Die Funktion der Beschleunigungsfunktion besteht darin, die Kraftstoffzufuhr zu vermindern, sowie die Turbinendrehzahl zunimmt, wodurch die Geschwindigkeit der Drehzahlzunahme vermindert wird, sobald man sich der Betriebsdrehzahl nähert. Dies resultiert in einem minimalen "überschwingen" der Turbine über die Betriebsdrehzahl hinaus und in einer Verminderung der thermischen Schocks bei einer maximalen Beschleunigung unter sicheren Startbedingungen.
Die Beschleunigungsphase arbeitet jederzeit, sobald eine Drehzahlzunahme auftritt. Wenn beispielsweise bei der Betriebsdrehzahl ein plötzliches Anwachsen der Drehzahl auftritt, beispielsweise infolge einer Lastverminderung, bewirkt dies, daß die Turbine augenblicklich über die Betriebsdrehzahl hinaus beschleunigt, da die Kraftstoffzufuhr einen Wert aufweist, welcher im Leerlauf zu einem raschen überschreiten der Betriebsdrehzahl führen würde. Der Beschleunigungsregelkreis erfaßt diese Drehzahlzunahme und bewirkt, daß diese (Regel-) Punktion die Regelung der Turbine von der Drehzahlregelfunktion übernimmt, die die Regelung der Turbine während des Normalbetriebs durchführt. Als Ergebnis dieser Maßnahme wird die Kraftstoffzufuhr zu der Turbine vermindert, was dazu führt, daß die Drehzahlzunahme unter geregelten Bedingungen vor sich geht, d.h. daß sie sich der überdrehzahl mit einer sicheren Beschleunigungsgröße nähert. An einem vorbestimmten Punkt der überdrehzahl übernehmen andere Regelmittel normalerweise die Punktion und bewirken eine Unter-
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brechung der Kraftstoffzufuhr, wodurch die Turbine angehalten wird.
Die vorliegende Erfindung sieht Mittel zum Einstellen der zulässigen Größe der Beschleunigung vor. Es sind Einstellmittel vorgesehen, um in der Beschleunigungsphase während des Starts einen bestimmten Punkt einstellen zu können, bei welchem die Beschleunigungsphase die Regelung der Turbine übernimmt. Diese Einstellungen können vorgenommen werden ohne Störung des Gleichgewichts des gesamten Systems, das die Turbine regelt, und ohne Beeinflussung der Einstellungen für die oberen und unteren Temperatur- oder Drehzahlgrenzen, welche durch andere Punktionen der Turbinenregelung gegeben sind.
Die Fig. 1 zeigt die Hinzufügung der Beschleunigungsregelung als Funktion der Startregelung, die eine der drei Hauptparameter in einem Regelsystem für eine Gasturbine darstellen.
Die Fig. 2 zeigt die Beschleunigungsfunktion in Verbindung mit der Startregelung.
Die Fig. 3 zeigt die Ausgangsspannung eines Verstärkers während des Startzyklusses.
Die Fig. k stellt ein schematisches Diagramm einer Beschleunigungsfunktion in der Verwendung in einem Turbinenregelsystem dar.
In Fig. 1 ist ein Regelsystem zur Regelung einer Gasturbine gezeigt, welches drei Hauptparameter aufweist, die eine Drehzahlregelung 11, eine Temperaturregelung 13 und eine Startregelung 15 umfassen, wobei die Startregelung eine Unterfunktion 17 zur Beschleunigungsregelung aufweist. Zusätzlich zu den gezeigten Parametern werden,getrennte Eingangssignale, wie beispielsweise ein Eingangssignal entsprechend der Größe
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der Last (nicht gezeigt), den drei Hauptparametern 11, 13, zugeführt, um die Punktionen der Turbinenregelung anzupassen. Jeder der drei Hauptparameter 11, 13, 15 weist ein Ausgangssignal auf, welches über Dioden 19 - 21 an einer Mindestwert-Torschaltung 23 anliegt. Der Ausgang der Mindestwert-Torschaltung 23 liegt an einer Verstärkerschaltung 25 an, welche ihrerseits einen Ausgang hat, der verbunden ist mit einer Steuerschaltung für die Kraftstoffzufuhr (nicht gezeigt) der Gasturbine. Die Startregelung 15, welche ein Signal von der Beschleunigungsfunktion 17 umfaßt, stellt eine wichtige Punktion im gesamten Turbinenregelsystem dar und wird deshalb in Verbindung mit den beiden anderen Hauptparametern " Temperatur und Drehzahl behandelt. Die Drehzahlregelung 11 übernimmt die Regelung der Turbine, nachdem die Turbine die gewünschte Drehzahl nach der Startphase erreicht hat, und ihre Punktion besteht darin, eine vorbestimmte Drehzahl unabhängig von der Last, die an der Turbinenwelle anliegt, aufrechtzuerhalten. Die Temperaturregelung 13 hat die Punktion, die maximal erlaubte Temperatur während der Startphase aufrechtzuerhalten und die Temperatur während des Laufs der Turbine auf einem Wert zu halten, welcher im Sicherheitsbereich für einen kontinuierlichen Betrieb der Turbine liegt. Da die Temperatur abhängig von der Kraftstoffzufuhr zur Turbine ist, hält sie während der Startphase und der Belastung der Turbine ä die Kraftstoffzufuhr innerhalb vorbestimmter Grenzen, so daß thermische Schocks auf die Teile im heißen Gasstrom vermieden werden können. Die Startregelung 15 einschließlich der Beschleunigungsfunktion 17 bestimmt das Regelverhalten der Turbine vom Stillstand bis zur Erreichung der Betriebsdrehzahl während der Startphase der Turbine durch Regelung der Kraftstoffzufuhr. Die Mindestwert-Torschaltung 23 stellt ein Mittel dar, das es derjenigen Punktion, die das geringste positive Ausgangssignal aufweist, ermöglicht, die Regelung der Gasturbine zu übernehmen. Die Torschaltung 23 weist normalerweise eine positive Polarität auf, indem sie über einen Widerstand 33 mit der positiven Leitung 31 verbunden 1st. Von
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der Mindestwert-Torschaltung 23 fließt durch irgendeine der
Dioden 19 - 21 ein Strom zu derjenigen Funktion, die das geringste Ausgangssignal aufweist, was die Verstärkerschaltung 25 dazu veranlaßt, die Größe des Ausgangsiignals zur Kraftstoff steuerung (nicht gezeigt) der Turbine zu ändern. Sollte die Temperaturregelung 13 beispielsweise einen Ausgang aufweisen, der negativer ist als der Spannungspegel der Mindestwert-Torschaltung 23, fließt ein Strom von der positiven Leitung 31 durch die Diode 20 zur Temperaturregelung 13, wobei
die Höhe der Eingangsspannundder Verstärkerschaltung 25 vermindert wird. Dies führt zu einer Verminderung der Kraftstoffzufuhr zur Turbine. In gleicher Weise bewirkt eine übermäßig hohe Drehzahl der Turbine ein Ausgangssignal der Drehzahlregelung 11, welches weniger positiv ist als der Spannungspegel in der Mindestwert-Torschaltung 23, so daß ein Strom durch
die Diode 19 zur Drehzahlregelung 11 fließen wird, was zu
einer Verminderung der Eingangsspannung der Verstärkerschaltung 25 führt, wodurch die Kraftstoffzufuhr zur Turbine vermindert wird. Die Startregelung 15 vorenthält der Turbine
während der Anfangsphase der Startfolge der Turbine Kraftstoff, bis eine vorbestimmte Zünddrehzahl erreicht ist, die
normalerweise ungefähr 20 % der Betriebsdrehzahl beträgt. An diesem Punkt liefert die Startregelung 15 ein Signal, welches die Zündung des Kraftstoffes einleitet. Unmittelbar nach dem Auftreten der Flamme wird die Größe der Kraftstoffzufuhr zur Turbine automatisch eingestellt für eine Aufwärmperiode, während der die Turbine allmählich auf Temperatur gebracht
wird, um thermische Schocks der Turbinenteile im heißen Gasstrom zu verhindern.
Am Ende der Aufwärmperiode leitet der Besfchleunigungsteil 17 der Startregelung die Beschleunigungsperiode ein, wodurch
mehr Kraftstoff geregelt der Turbine zugeführt wird. Wenn
die Gasturbine infolge der erhöhten Kraftstoffzufuhr beschleunigt, wird die der Turbine zugeführte Kraftstoffmenge so geregelt, daß sich eine bestimmte Zuwachsrate der Turbinengeschwindigkeit ergibt.
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Bei den Fig. 2 und 3 zeigt die Fig. 2 eine schematische Darstellung derjenigen Funktionen, die durch die Startregelung 15 ausgeführt werden, wobei beim Startanfang die Höhe der Ausgangsspannung des Verstärkers 45 Null ist. Beim Start der Turbine wird die Turbine durch mechanische Mittel in Drehung versetzt, wobei nach Erreichen einer vorbestimmten Drehzahl der Kraftstoff gezündet wird. Wenn die Flamme auftritt, wird eine Aufwärmperiode eingeleitet, an deren Ende eine Beschleunigungsperiode beginnt, an die sich der Bereich der vollen Turbinendrehzahl anschließt. An diesem Punkt werden die Betriebsbedingungen der Turbine durch die Drehzahlregelung 11 übernommen, wobei die Betriebsdrehzahl der Turbine unabhängig * von den Änderungen der Lastbedingungen gehalten wird. Bei den Anfangsstartbedingungen hält der Ausgang des Verstärkers 45 die Mindestwert-Torschaltung auf null Volt, was dazu führt, daß ein Strom durch die Diode 21 zur Startregelschaltung 15 fließt. Während die Turbine durch mechanische Mittel in Drehung versetzt wird, hält die Startregelschaltung den Kraftstoff von der Turbine solange fern, bis eine vorbestimmte Drehzahl (Zünddrehzahl) erreicht ist, die normalerweise 20 % der Betriebsdrehzahl beträgt. An diesem Punkt wird die Verriegelung 41 geschlossen, was bewirkt, daß der Summierungspunkt 43 negativer'wird, so daß der Ausgang des Opaationsverstärkers 45 positiver wird, wodurch sich der Spannungs- a pegel am Ausgang der Mindestwert-Torschaltung 23 ändert. Dies bewirkt, daß der Spannungspegel der Kraftstoffsteuerung auf einen vorbestimmten Wert (Kurvenstück 85 in Fig. 3) ansteigt, wie er zuvor eingestellt wurde durch die Einstellung des veränderbaren Widerstands 47 in Fig. 2. Sobald die Flamme durch Detektoren (nicht gezeigt) erfaßt wird, wird die Verriegelung 49 geschlossen, was bewirkt, daß Strom von der positiven Leitung 51 über den einstellbaren Widerstand 53 zum Summierungspunkt 43 fließt, so daß der Eingang des Operationsverstärkers 45 positiver wird, was zu einem weniger positiven Ausgangssignal führt, das der Mindestwert-Torschaltung zugeführt wird. Das Ergebnis ist eine leicht niedrigere Spannung, welche
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an der Kraftstoffregelung (nicht gezeigt) anliegt. Dieser Spannungsverlauf ist in Fig. 3 dureh das Kurvenstück 87 dargestellt. Hierdurch wird die Aufwärmperiode der Turbine eingeleitet. Diese Aufwärmperiode stellt eine Periode dar, während der diejenigen Turbinenteile, die den heißen Gasen ausgesetzt sind, eine steigende Temperatur annehmen, wobei die Temperaturzunähme so geregelt wird, daß thermische Schock» der Turbine vermindert werden. Am Ende der Aufwärmperiode, Punkt 89 in Fig. 3, wird die Verriegelung 55 (Fig. 2) der Beschleunigungsschaltung 16 geschlossen, wodurch der Kondensator 57 über den Widerstand 59 negativ aufgeladen wird. Der Summierungspunkt 113 zeigt dadurch die Tendenz, mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit als Funktion des Widerstandes 59 und der Kapazität 57 negativer zu werden. Diese Funktion, als Beschleunigungsfunktion der Startregelung bezeichnet, stellt ein Mittel für ein geregeltes Anwachsen der Kraftstoffzufuhr zur Gasturbine dar, was sich in einer Drehzahlzunahme dieser Turbine auswirkt. Die Beschleunigungsregelung 17, die auf ein die Drehzahl der Turbine darstellendes Rückkopplungssignal an einem vorbestimmten Punkt des Startzyklusses anspricht, liefert ein positiv verlaufendes Signal, das bewirkt, daß die Kraftstoffzufuhr zur Turbine so angepaßt wird, daß die Drehzahlzunahme eine lineare Funktion zur Zeit ist, so daß die Beschleunigung konstant ist. Am Ende der Beschleunigungsperiode, wenn die Turbine ihre Betriebsdrehzahl erreicht hat, wird eine Last an die Turbinenwelle angelegt und eine Verriegelung 61 der Drehzahlsteuerung 18 wird geschlossen, so daß der Summierungspunkt 43 durch Anlegen der Spannung von der negativen Leitung 63 über den Widerstand 65 zum Eingang des Operationsverstärkers ^5 weniger positiv wird. Dies führt in diesem Anwendungsfall dazu, daß der Turbine mehr Kraftstoff zugeführt wird, der notwendig ist, um die Betriebsdrehzahl bei anwachsender Last beizubehalten. Da die Beschleunigungsphase abgeschlossen ist, hat der Summierungspunkt Ί3 die Tendenz, negativer zu werden, da kein entgegengesetzt gerichtetes poitives Signal von der Beschleunlgungs-
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regelung mehr verfügbar ist. Dieses negative Signal bewirkt, daß der Verstärker 45 ein positives Ausgangssignal erzeugt, welches, wenn es an der Kraftstoffsteuerung (nicht gezeigt) anliegt, erlaubt, daß der Turbine die maximale Kraftstoffmenge zugeführt wird.
Nachdem die volle Drehzahl erreicht wurde, weist der Ausgang der Beschleunigungsschaltung 17 eine Spannung von null Volt auf. Er bleibt jedoch aktiv und somit bereit, ein plötzliches Anwachsen der Drehzahl zu erfassen und eine entsprechende Regelung der Beschleunigung durchzuführen. Diese Funktion ist besonders von Wert während verminderter Lastbedingungen der Turbine, wenn infolge der angewachsenen Kraftstoffzufuhr zur Turbine, um die Betriebsdrehzahl unter Last zu halten, die Turbine die Neigung hat, extrem stark zu beschleunigen, wenn an der Turbinenwelle die Last abnimmt. Wenn die Ausgangsspannung der Beschleunigungsfunktion 17 dem Summierungspunkt 43 zugeführt wird, bewirkt die Beschleunigung der Turbine, daß der Ausgang des Funktionsverstärkers 45 sehr schnell negativ wird, so daß Strom vom Mindestwertgatter 23 (Fig. 1) gezogen wird, wodurch die Kraftstoffzufuhr zur Turbine proportional vermindert wird. Dies bewirkt, daß die Turbine um ein geregeltes Maß beschleunigt. Nach Erreichen der überdrehzahl bewirkt ein nicht dargestellter überdrehzahlsicherheits- ä kreis, daß die Turbine außer Betrieb gesetzt wird. Die mit einem übersteigen der Normaldrehzahl üblicherweise verbundene außerordentlich starke Beschleunigung wird unter diesen Bedingungen auf ein Sicherheitsminimum reduziert, bevor die Turbine durch die Überdrehzahlfunktion gestoppt wird.
Die Fig. 4 stellt die Beschleunigungsfunktion 17 der Startregelung 15 dar, wobei ein positives Spannungssignal 101, welches die Drehzahl der Turbinenwelle darstellt, an eine Seite des Kondensators 103 angelegt wird. Die andere Seite des Kondensators 103 ist über die Widerstände 105 und 107 mit der negativen Leitung 63 verbunden. Ein Schalter 109 ist in
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Serie geschaltet mit dem Widerstand 105 und parallelgeschaltet zum Widerstand 107 und an einer Seite an die negative Leitung 63 angeschlossen. Der Kondensator 103 ist mit der Basis des Transistors 111 verbunden, dessen Kollektor über die Anzeigelampe II3 mit der positiven Leitung 51 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 111 ist über einen einstellbaren Widerstand 117 mit dem Null^jeiter 119 verbunden. Der Abgriff des einstellbaren Widerstands 117 leitet über den Widerstand 121 Strom zum Summierungspunkt **3 und zu dem Eingang des Operationsverstärkers H5, welcher einen nicht umkehrbaren Eingang 123 aufweist, an den der Nulleiter 119 angeschlossen ist. Der Rückkopplungswiderstand 125 verbindet den Eingang des Operationaverstärkers ^5 mit der Mindestwert-Torschaltung. Die Kathode der Diode 127 ist an die Basis des Transistors 111 angeschlossen, während die Anode mit dem Nulleiter II9 verbunden ist.
Beim Betrieb der Beschleunigungsfunktion bewirkt ein Spannungssignal 101 eine Aufladung des Kondensators 103, was zum Aufbau einer Spannung an der Basis des Transistors 111 führt. Die Spannung ist bestimmt durch die Größe des Stromes, welcher durch die Widerstände IO5 und 107 zur negativen Leitung 63 fließt, und durch die Größe der Spannungszunähme des Signals. Die Spannung an der Basis des Transistors 111 kann durch Betätigen des Schalters 109 verändert werden, wobei der Widerstand 107 im Strompfad zur negativen Leitung kurzgeschlossen wird, was dazu führt, daß ein größerer Strom durch den Widerstand 105 fließt. Am Ende der Beschleunigungsperiode endet der Stromfluß zum Kondensator und die Spannung an der Basis des Transistors 111 kehrt auf Null zurück. Der Transistor 111 führt eine Emitter-Polge-Funktion in der Schaltung aus, indem er den Widerstandswert des Beschleunigungssignals transformiert, so daß es über den Widerstand 121 den Verstärker 45 ansteuern kann. Die Diode 12", deren Anode mit dem Nulleiter 119 verbunden ist, dient dazu, eine positive Polarität am Basisanschluß des Transistors 111
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jederzeit aufrechtzuerhalten. Von der positiven Leitung 51 wird über die Anzeigelampe 113 ein Strom zum Kollektor des Transistors 111 und vom Emitter durch den Widerstand 117 zum Nulleiter 119 fließen. Dies bewirkt eine positive Spannung am Abgriff des einstellbaren Widerstandes 117, die sodann am Operationsverstärker H5 über den Widerstand 121 anliegt, wodurch dessen Eingang positiver wird. Dies bewirkt, daß der Ausgang des Operationsverstärkers k5 weniger positiv wird, was zu einem Stromfluß durch die Diode 21 zum Operationsverstärker 45 führt, Die Beschleunigungsfunktion des Startkreises hat also die Neigung, dem Anwachsen der Turbinendrehzahl entgegenzuwirken in einem Maß, welches proportional zur Beschleunigung ist, so daß extreme Beschleunigungszunahmen während des Starts und bei einer Lastabnahme begrenzt werden.
Die Einstellung des Potentiometers 117 dient zur Einstellung der Verstärkung (Verhältnis zwischen Eingang und Ausgang) der Beschleunigungsfunktion, ohne daß irgendwelche andere Funktionen hierdurch beeinflußt werden, wie beispielsweise die Start-, Drehzahl- oder Temperaturparameter, welche den Betrieb der Turbine regeln. In ähnlicher Weise dient der Widerstand 107 zur Einstellung des Einsatzpunktes der Beschleunigung, d.h. des Punktes, bei welchem die Beschleunigungsfunktion die Regelung der Kraftstoffzufuhr zur Turbine übernimmt, ohne daß durch die Einstellung des Widerstandes 107 irgendwelche andere Regelfunktionen für den Betrieb der Turbine beeinflußt werden würden.
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Claims (1)

  1. - 12 Ansprüche
    1.; Gerät zur Regelung der Beschleunigung einer Gasturbine mit einem Tachometer zur Erzeugung eines zur Drehzahl der Turbine proportionalen elektrischen Signals, gekennzeichnet durch eine Einstellvorrichtung zum Einstellen der Kraftstoffzufuhr zur Turbine, Mittel zum Differenzieren des geschwindigkeitsproportionalen Signals (101) zur Erzeugung eines Ausgangssignals, welches proportional dem Maß der Drehzahländerung der Turbine ist, und Mittel zur Umformung dieses Differenzausgangssignals zu einem Spannungssignal, welches sich in Abhängigkeit mit der Beschleunigung der Turbine ändert, wobei dieses Spannungssignal an der Einstellvorrichtung liegt, wodurch die Kraftstoffzufuhr zur Turbine proportional zur Größe der Drehzahlzunahme der Turbine sich vermindert.
    2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Differenziermittel ein RC-Glied (103, 105, 107) umfassen.
    3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn-.zeichnet , daß die Mittel zur Umformung einen Transistor (111) umfassen, dessen Emitter mit einer Spannungsteilerschaltung (117) verbunden ist, so daß die Ausgangsspannung direkt proportional 1st zum Eingangssignal an der Basis des Transistors.
    k. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Spannungsausgangssignal an einem Operationsverstärker (45) zur Steuerung der Kraftstoff zufuhr zur Turbine anliegt.
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    5. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß Schaltmittel (109) zur Veränderung des Widerstandes (105, 107) in dem RC-Kreis vorhanden sind, wodurch die Größe der Beschleunigung der Turbine veränderbar ist.
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DE19702053286 1969-11-19 1970-10-30 Beschleunigungsregelanlage bei einer Gasturbine Pending DE2053286A1 (de)

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US87801569A 1969-11-19 1969-11-19

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NL (1) NL7016355A (de)

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GB1330853A (en) 1973-09-19
CH513327A (de) 1971-09-30
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