ТЕМА 2. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЧАСТОТОЙ ВРАЩЕНИЯ РОТОРОВ ТРД 2.1. Основные требования к САУ частотой вращения роторов ГТД Высокая статическая точность поддержания заданного значения управляемого параметра (УП). Статические погрешности при управлении и ограничении частоты вращения составляют:

Система автоматического управления должна быть устойчивой на всех режимах полета. n t n0n0 n Неустойчивые режимы Устойчивые режимы Характер изменения частоты вращения в устойчивых и неустойчивых системах

САУ должна обеспечивать высокое качество управления Характерные переходные процессы ГТД при мгновенной перенастройке регуляторов n02n02 n01n01 Зона допустимой статической погрешности n t n 1 n 2 Время переходного процесса t пп 1 t пп 2 t пп 3 tпtп

Относительное значения заброса частоты вращения ротора при пробе приемистости составляет : САУ должны : обладать высокой эксплуатационной надежностью, обеспечивать заданные эксплуатационные характеристики двигателя предотвращать возможные динамические и тепловые перегрузки, и неустойчивую работу элементов силовой установки

2.2. Анализ устойчивости ГТД как объекта автоматического управления Характеристики петребных и располагаемых подач топлива ГТД GTGT n G T.Р G T.П Потребный расход топлива Располагаемый расход топлива А В - n nBnB + n - n + n nAnA 1 2 n гр С устойчивый режим работы неустойчивый режим работы режим безразличного равновесия n гр =(0,5-0,65)n max n МГ постоянная подача топлива

2.3. Системы ручного управления частотой вращения роторов ГТД Принципы построения регуляторов постоянной подачи топлива Поддержание постоянного перепада давления на дозирующем кране (ДК) Поддержание постоянного давления за топливным насосом (ТН)

Функциональная схема ручного управления частотой вращения при р н =const ПТНДКГТД Автом. УУ МН p H (G T ) p ф (G T ) РУД n pHpH pHЗpHЗ p H = p HЗ - p H h настройка n m

Функциональная схема ручного управления частотой вращения при р ДК =const ПТНДКГТД Автом. УУ МН p H (G T ) p ф (G T ) РУД n p дк h настройка n m p дк_з

Система ручного управления двигателем с регулятором Р ДК =const

p ДК n МГ pНpН рф p ДК n НАУ pНpН рф p ДК n МГ pНpН рф p ДК n НАУ рф p ДК pНpН С регулятором p Н =const С регулятором p ДК =const Характеристики регулятор ов постоянной подачи топлива

2.4. Регуляторы постоянной частоты вращения По типу привода регулирующего органа: прямого действия непрямого действия: с жесткой обратной связью (ЖОС) с изодромной обратной связью (ИОС) По виду выходной характеристики: Астатические Статические

Регулятор прямого действия ГТД УО ЧЭ Принципиальная схема Статическая характеристика Функциональная схема n n n GTGT TГTГ Регулятор n=const РУД 5 рнрн nзnз

Регулятор непрямого действия ГТД УУЧЭ Функциональная схема n n n GTGT TГ*TГ* Регулятор n=const РУД рнрн nзnз СМУО Рн*Рн* Тн*Тн* n0n0 n GTGT GT0GT0 GT1GT Н0Н0 Н1Н1 Принципиальная схема Статическая характеристика ym

Регулятор непрямого действия с ЖОС n n0n0 n1n1 n GTGT GT0GT0 GT1GT ГТД УУ ЧЭ Функциональная схема n n n GTGT TГ*TГ* Регулятор n=const РУД рнрн nзnз СМУО Рн*Рн* Тн*Тн* y m ЖОС m z

Регуляторы непрямого действия с ИОС

Автоматическая система частоты вращения с ИОС GTGT O a 1 2 б 3 4 К n0n0 nknk m min m max без ИОС m max переход. процесса G Tпетреб h0h0 hkhk +h- гильза золотник РУД +m- +y Г - +y з - +m и -

m max m min m1m1 m2m2 m3m3 GTGT G T расп т.с. +регулятор G T петр H1H1 H2H2 1 2 n 1 =n 2 n G T расп т.с. Автоматическая система частоты вращения с ИОС H 1

2.5. Электронные системы автоматического управления частой вращения Преимущества электронных систем Обеспечение высокой точности Возможность более простой обработки большого количества информации Отсутствие рабочего тела плохо работающего при высоких температурах Простота передачи сигналов на большие расстояния Легкость комплектования системы управления двигателем

Электромеханическое дозирующее устройство m ду GтGт

Электронный регулятор Электрогидравлический преобразователь Гидромеханическое ДУ ТС Двигатель n m GTGT Задающее воздействие

Электрогидравлический преобразователь Р пит сопло заслонка Электромагнитное управляющее устройство К дозирующей игле

Двухщелевой дроссельный гидроусилитель типа сопло-заслонка 1 - канал рабочего давления 2, 6 – каналы переменного давления 4 – поршень 3, 5 – полости поршневого механизма 7, 9 – сопла 8 – заслонка

Скважность импульса Т U t =50% Т U t =75%

Датчик темпера- туры регулятор Р ДИ ТН Датчик числа М Блок формирования заданной частоты вращения Задатчик режимов РУД Измеритель ное устройство Блок формирован ия электрических сигналов управления Электрогидравли ческий преобразователь Преобразователь частоты Дифференцирую щий блок Датчик тахометрический Гидрав. ИУ ДИ Двигатель M i(M) Рф Рф Рн Рн n n n m m ДИ