1
Изобретение относится к аналоговым электронным системам, в частности к системам моделирования газотурбинных двигателей и иенытания их топливорегулирующей аппаратуры.
Известны устройства для иенытания топливорегулирующей аппаратуры авиационных двигателей, выполненные на базе электропривода постоянного тока типа «генератор - двигатель с редуктором и содержащие, кроме электропривода, систему его управления, выполненную в виде полупроводникового регулятора оборотов, датчик расхода с преобразователем, корректирующий нелинейный блок, операционные усилители ностоянного тока и блоки постояиных времени.
Однако при исследовании динамических характеристик реальной тонливорегулирующей аппаратуры газотурбинного двигателя (ГТД), модель которого набрана в приращениях физических величин регулирования на выбранном участке статической характеристики фазотурбинного двигателя путем внесения в цень регулирования единичных возмущений различной полярности, величина постоянной времени звена релейный усилитель мощности - генератор постоянного тока, охваченного жесткой отрицательной обратной связью по напряжению генератора, составляет различное значение нри сбросе и набросе оборотов, что
ухудшает качество моделирования газотурбинных двигателей при исследовании динамических характеристик реальной топливорегулирующей анпаратуры на безмоторных стендах с электроприводом постоянного тока тина генератор - двигатель и релейным усилителем МОН-1,ПОСТИ.
Предлагаемое устройство позволяет устранить этот недостаток при исследовании динамических характеристик в процессе испытания топливорегулирующей аппаратуры газотурбинных двигателей и представляет собой модель газотурбинного двигателя, работа которого описывается дифференциальным уравпением Бида
(T,)(r, ,(T,p+),
где Г, Т.,, Гз-постоянные времени;
Ал - отклонение скорости вращения от установившейся;
.AG - отклонение величины расхода топлива от установившегося;
р - оператор; k - статический коэффициент
передачи системы.
Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в нем дополнительно содержится функциональный блок, вход которого подсоединен к выходу одного из операционYibix усилителей постоянного тока, а выход - к выходной цепи релейного усилителя мощности, используемого в качестве полупроводникового регулятора оборотов. Функциональный блок связывает функциональной зависимостыо величину амплитуды иннульсов выход-пого напряжения релейного усилителя мощиости с измеиеннем управляюн1его напряжения, поступающего на его вход с одного из операциоииых усилителей постоянного тока.
На чертеже представлена ехема предлагаемого устройства.
Устройство содержит электродвигатель постоянного тока 1 с независимы.м ностоянным возбуждением, повышаюн чй редуктор 2, тог ливорегулирующую аппаратуру 3, датчик расхода 4 с преобразователем 5 его сигнала, корректирующий нелинейный блок 6, операционные усилители постоянного тока 7 и 10 С блоками постояиных времеии 8, 9, полунроводииковый регулятор оборотов (релейный усилитель мощности) II, генератор постоянного тока 12 с обмоткой пезависимого возбуждения 13, функциональный блок 14.
Выходное напряжение функционального блока 14 иодключеио к обмотке возбуждешгя через выходную цепь (полупроводниковые ключи усилителя 11. Суммирование задающего сигнала, который поступает с выхода онерациоппого усилителя постоянного тока 10 и сигнала обратной связи, поступающего из цепи статора генератора 12, происходит на базе триода 15 несимметричиого триггера релейного усилителя мощности 11.
Принцип работы функционального блока 14 заключается в следующем.
Три генератора пилообразного напряжения вырабатывают сигналы нилообразиой формы по трем фазам, которые через диоды 16, 17, 18 суммируются на базе триода 19 составного усилителя, собранного на триодах 19 и 20. Сигнал с составного усилителя нодаи на одии из входов балансного усилителя (триоды 21, 22), на второй вход которого подан сигнал с выхода усилителя 10. Балансный усилитель выдает сигнал, достаточный для срабатывания несимметричного триггера, собранного па триодах 23, 24, в тот момент, когда пилообразное напряжение на базе триода 21 стапет равным напряжению с выхода усилителя 10. При этом триод 23 несимметричного триггера закрывается, а триод 24 открывается. Далее сигнал с выхода триггера поступает па триод 25 усилителя мощности (триоды 25, 26), нричем при открывании триода 24 триод 25 закрывается, а триод 26 открывается. При открывании триода 26 подается питание на блокинг-генератор, подключенный к выходу триода 26, и блокинг-генератор выдает на выходных обмотках напряжение прямоугольной формы, которое выпрямляется диодами 27, 28, 29 и поступает на управляющие электроды полупроводниковых управляемых вентилей. Последние открываются и через выходную цепь усилителя 11 (ключи полупроводпикового регулятора оборотов 30-33) подают питание на обмотку возбуждения 13 генератора постоянного тока 13. Частота срабатывания балансного усилителя, а также несимметричного триггера и всей последуюп1ей схемы функциопальпого блока равна частоте трехфазной сети. Скважность же работы схе.мы онреде.л;;етС(Г еличн11ой сигнала, поступающего с выхода операцнонного усилителя 10.
При работе устройства в режиме модели ГТД сектор газа тонливо-регулируюп1,ей аппаратуры в псложенио «Малый газ включает электродвигатель 1, который через редуктор 2 прнподнт по вращепие качающий узел тонливо)сгулиругощей аппаратуры 3 с пекоторыми начальными оборотами, определяе.мыми величипой сигпала на выходе нелинейного блока 6. Сигнал с датчика расхода топлива после преобразования в блоках 5-10 подается в виде уровня напрялсения ностоянного тока на вход усилителя II. Последиий имеет характеристику двухнозиционного реле с гистерезисом, величина амплитуды импульсов выходного напряжения которого для обеспечения равенства величин постоянных времени звена релейный усилитель мощности - генератор постоянного тока при сбросе и набросе величины оборотов электропривода в связи с единичными возмун;ениями с помощью функцрюпального блока 14 связана определенной функциональной зависимостью (в данном случае прямо пропорциональпой) с уровне.м выходного нанряжения усилителя 10 (при работе на определенной точке статической характеристики ГТД).
Функциональная зависимость амплитуды импульсов выходного напряжения усилителя 11 может быть и такой, что обеспечивается желаемый закон изменения величины постоянной времени звена релейный усилитель мощности - геператор постоянного тока при исследовании динамических характеристик топливорегулирзющей аппаратуры ГТД на определеппо.м режиме и при переходе с режима на режим. Это позволяет расщирить функциопальпые возмощности устройства при моделировании динамических характеристик ГТД.
Выходное нанряжение с усилителя 11 поступает на обмотку возбуждения 13 генератора постоянного тока 12. Напряжение на якоре генератора растет, поднимаются обороты электродвигателя 1 и соответственно, обороты качающего узла теплоиворегулирующей апаратуры 3 до оборотов «малого газа.
При переводе сектора газа па любой другой режим производительность топливорегулирующей аппаратуры растет, увеличивается сигнал на выходе датчика 4 расхода, а следовательно (после соответствующих преобразований), и па входе усилителя П. Величина амплитуды и.мпульсов, а также среднее значег ие выходного напряжения усилителя И. увеличивается пропорционально задающему сигналу с операционного усилителя 10.
Корректировка статической характеристики аналогового устройства (с целью приближения ее к статической характеристике ГТД) нроизводится блоком нелинейности 6.
Внесение в цепь регулирования единичных возмущений при исследовании динамических свойств топливорегулирующей аппаратуры производится путем подачи уровпей напряжения различной полярности иа вход усилителей 7 или 10, либо на вход релейного усилителя мощности 11. Отклонения физических зеличин (расход, обороты) от установившихся значений во время переходного процесса осциллографируются с помощью щлейфовых осциллографов.
Предмет изобретения
Устройство для испытания топливной аппаратуры турбореактивных двигателей по авт.
св. N° 231231, отличающееся тем, что, с целью повышения точности исследований и расширения функциональных возможностей устройства, оно содержит функциональный блок, вход которого подключен к выходу операционного
усилителя постоянного тока, соединенного со входом полупроводникового регулятора оборотов, а выход функционального блока подключен через регулятор оборотов к обмотке возбуждения генератора.
