DE3045687A1

DE3045687A1 - Verfahren zur bereitstellung der maximal erforderlichen motorleistung fuer einen verbrennungsmotor, der zusammen mit einem generator ein bodenaggregat bildet

Info

Publication number: DE3045687A1
Application number: DE19803045687
Authority: DE
Inventors: Reinhart Ing.(grad.) 2000 Hamburg Uhde
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1980-12-04
Filing date: 1980-12-04
Publication date: 1982-07-08

Description

Beschreibung "Verfahren zur Bereitstellung der maximal erforderlichen Motorleistung für einen Verbrennungsmotor, der zusammen mit eines Generator ein Bodenaggregat bildet" Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Es ist allgemein bekannt, zur Stromversorgung von Flugzeugen am Boden aus Verbrennungsmotor und Generator bestehende Bodenaggregate zu verwenden. Mit ihnen kann sowohl die elektrische Anlage des Flugzeugs von außen mit Strom versorgt werden, als auch das Flugtriebwerk elektrisch gestartet werden Für diesen elektrischen Triebwerkstart wird eine hohe elektrische Leistung für die relativ kurze Zeit bis zum selbständigen Lauf des Triebwerks benötigt.
Nach dem Triebwerkstart übernimmt in der Regel der Bordnetzgenerator des Flugzeugs die Stromversorgung, d. h. das Bodenaggregat wird stillgesetzt.
Werden Verbrennungsmotoren, insbesondere Kolbenmaschinen als Antrieb für Boden-Start-Aggregate eingesetzt, so werden diese bisher für die maximal zu erwartende Startleistung plus Sicherheitsmargen ausgelegt, um mögliche Temperatur- und Luftdruckbereiche, Kraftstoffqualitäten und Motorverschleiß zu kompensieren, da sie sonst bei Überlastung abgewürgt und das Flugtriebwerk gefährdet werden kann. Dieser beschrittene Weg führt nachteiligerweise zu teuren, überdimensionierten Antriebsmaschinen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorzuschlagen, das, bzw. die eine bessere Ausnutzung des Grenzleistungsbereiches des Antriebsmotors eines Bodenaggregates durch Anpassung der elektrischen Ausgangsleistung an das tatsächliche Leistungsvermögen des Antriebsmotors ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 beschrieben.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist in den Ansprüchen 5 bis 11 beschrieben.
Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß kleinere und billigere Antriebsmotoren als bisher verwendet werden können, da die Leistungsreserven der Antriebsmotoren verhältnismäßig gering sein können. Die Bodenaggregate können somit handlicher ausgeführt werden; sie sind leicht transportabel.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Blockschaltbildes dargestellt.
Mit dieser Vorrichtung ist es möglich, die Drehzahl des Motors 1 eines Bödenaggregates, die im Normalfall mittels einer Motorregeleinrichtung 2 über wechselnde Belastungen konstant gehalten wird, und die Gasbetätigungseinrichtung 3 des Motors 1 (beispielsweise Drosselklappe oder Einspritzpumpe) daraufhin zu überwachen, ob die Drehzahl des Motors 1 in der Vollgasstellung belastungsbedingt absinkt. Ist dies der Fall, so wird die Ausgangsspannung Ü des zum Bodenaggregat gehörenden Generators 4 mit Hilfe eines Spannungsreglers 5, der im Normalbetrieb die Ausgangsspannung des Generators 4 konstant hält und auf das Erregerfeld des Generators 4 einwirkt, so weit reduziert, daß die Solldrehzahl des Motors 1 erhalten bleibt und ein Abwürgen des Motors 1 verhindert wird. Weiterhin ist vorgesehen, daß die Ausgangsspannung U des Generators 4 bei Überströmen, die ein vorgegebenes Niveau überschreiten, durch einen Stromregler 7 abgesenkt wird.
Die Motorregeleinrichtung 2 weist einen Drehzahl-Frequenzaufnehmer 8 auf, der mit dem Zahnkranz 9 des zeichnerisch nicht dargestellten Motorschwungrades zusammenwirkt und ein der Istwertdrehzahl des Motors 1 entsprechendes Signal an einen Digital-Anatog-Mandler 10 abgibt. Das am Ausgang des Digital-Analog Wandlers 10 anstehende, der Istwertdrehzahl des Motors 1 entsprechende Spannungssignal U1 wird ebenso wie ein der Solldrehzahl des Motors 1 entsprechendes Spannungssignal U2 einem zugeordneten Eingang eines Differenzverstärkers 11 zugeführt, der ein Stellsignal U3 für einen mit der Gasbetätigungseinrichtung 3 des Motors 1 zusammenwirkenden Stellantrieb 12 erzeugt.
Das der Istwertdrehzahl des Motors 1 entsprechende Spannungssignal U1 wird einem Eingang eines Differenzverstärkers 13 zugeführt, an dessen anderem Eingang das Stellsignal U3 ansteht. Der Differenzverstärker 13 bildet ein Spannungsdifferenzsignal U4, das an einen ersten Differenzverstärker 14 des Spannungsreglers 5 zur Bildung eines Spannungssignales U5 aus des Spannungsdifferenzsignal U4 und der meßtechnisch erfaßten Istwert-Ausgangsspannung U abgegeben wird. Dem ersten Differenzverstärker 14 ist ein zweiter Differenzverstärker 15 nachgeordnet, der aus dem Spannungssignal U5 und eines, von einem Sollwertgeber 16 gelieferten Sollwertsignal U6 ein auf das Erregerfeld 6 des Generators 4 wirkendes Erregerdifferenzsignal U7 erzeugt.
Der Stromregler 7 erfaßt mittels eines Stromwandlers 17 den Istwert-Ausgangsstrom des Generators 4. In einem Differenzverstärker 18 wird das des ermittelten Istwert-Ausgangsstrom entsprechende Spannungssignal U8 mit einem von einem Geber 19 gelieferten, einem vorgegebenen Begrenzungsstrom I iax. entsprechenden Spannungssignal U9 verglichen. Der Differenzverstärker 18 liefert ein der Stromdifferenz entsprechendes Spannungssignal U10, das dem vom Differenzverstärker 13 gelieferten Spannungsdifferenzsignal U4 überlagert wird.
Dem Generator 4 ist ein Transformatorgleichrichter 20 nachgeordnet, der die vom Generator 4 abgegebene dreiphasige Wechselspannung in eine Gleichspannung umformt. Für einen Startvorgang eines Triebwerkes eines Flugzeuges wird die Gleichspannung an einen zeichnerisch nicht dargestellten Gleichstrommotor abgegeben, der beii Starten als Anlasser und während des Triebwerkalaufes als Generator wirkt.

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Bereitstellung der maximal erforderlichen Motorleistung für einen Verbrennungsootor, der zusammen mit eines Generator ein Bodenaggregat bildet zur Stronversorgung von Flugzeugen al Boden, insbesondere zum Starten von Flugzeugtriebwerken, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl und die Gasbetätigungseinrichtung (3) des Motors (1) daraufhin überwacht werden, ob die Drehzahl des Motors (1) in der Vollgasstellung belastungsbedingt absinkt, und daß b.i Vorhandensein eines belastungsbedingten Absinkens der Drehzahl die Ausgangsspannung des Generators (4) so weit reduziert wird, daß die Solldrehzahl des Motors (1) erhalten bleibt und ein Abwürgen des Motors (1) versieden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Normalfall die Drehzahl des Motors (1) mittels einer Motorregeleinrichtung (2) über wechselnde Belastungen konstant gehalten wird,
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangespannung (U) des Generators (4) lit Hilfe eines Spannungsreglers (5) abgesenkt wird, der auf das Erregerfeld (6) des Generators (4) einwirkt und im Normalbetrieb die Ausgangspannung (U) des Generators (4) konstant hält.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung (U) des Generators (4) bei Überströsen, die ein vorgegebenes Niveau überschreiten, durch einen Stromregler (7) abgesenkt wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einei der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Motorregeleinrichtung (2) durch Differenzbildung aus einem der Istwertdrehzahl des Motors (1) entsprechenden Spannungssignal (U1) und einem der Sollwertdrehzahl des Motors (1) entsprechenden Spannungssignal (U2) ein Stellsignal (U3) für einen Stellantrieb (12) erzeugt, der Mit der Gasbetätigungseinrichtung (39 den Motors (1) zusammenwirkt, daß ein Differenzverstärker (13) aus dem der Istwertdrehzahl des Motors (1) entsprechenden Spannungssignal (U1) und dem Stellsignal (U3) ein Spannungsdifferenzsignal (U4) bildet, und daß ein Spannungsregler (5) vorgesehen ist, der die Istwert-Ausgangsspannung (U) des Generators (4) meßtechnisch erfaßt, einen ersten Differenzverstärker (14) zur Bildung eines Spannungssignales (U5) aus dem Spannungsdifferenzsignal (U4) und der Istwert-Ausgangsspannung (U) des Generators (4) aufweist, und mit einem zweiten Differenzverstärker (15) versehen ist zur Erzeugung eines auf das Erregerfeld (6) des Generators (4) wirkenden Erregerdiferenzsignales (U7) aus dem Spannungssignal (U5) und einem Sollwertsignal (U6).
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Strolregler (7), der den Istwert-Ausgangsstrom des Generators (4) meßtechnisch erfaßt, in einem Differenzverstärker (18) den Istwert-Ausgangsstrom nit einem vorgegebenen Begrenzungsstrom (I max.) zur Erzeugung eines der Strondifferenz entsprechenden Spannungssignals (U 10) vergleicht und das erzeugte Spannungssignal (U10) des, des Spannungsregler (15) zugeführten Spannungsdifferenzsignal (U ) überlagert.
4 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des der Istwertdrehzahl des Motors (1) entsprechenden Spannungssignales (U1) ein Drehzahl-Frequenzaufnehmer (8) mit nachgeschalteten Digital-Analog-Wandler (10) vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Differenzverstärker (11) zur Bildung des Stellsignals (U3) für den Stellantrieb (12).
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Stromwandler (17) zur meßtechnische Erfassung des Istwert-Ausgangsstromes des Generators (4).
10. Vorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß dein Generator (4) ein Transformator-Gleichrichter (20i nachgeordnet ist, der die vol Generator (4) abgegebene dreiphasige Wechselspannung in eine Gleichspannung umformt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurchgekennzeichnet, daß die Gleichspannung an einen als Anlasser für ein Triebwerk wirkenden Gleichstrommotor abgegeben wird