Стенд для испытания насоса-регулятора газотурбинного двигателя Советский патент 1981 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к испытаниям топливорегулирующей аппаратуры газотурбинных двигателей (ГТД), Известен стенд для испытания насоса-регулятора, содержащий электропривод, соединенный с рессорой .насоса-регулятора, к выходу которого подключен датчик расхода, установленный в топливной системе, соеди ненный выходом с цифроаналоговым пре образователем и цифровыми управляемыми сопротивлениями, подключенными соответственно к входным резисторам и резисторам обратной связи операционного интегрирующего усилителя, свя занного входом через пусковой ключ с источником опорного напряжения, а выходом - со входом электропривода Р Известный стенд обладает тем недостатком, что в нем каждое цифровое управляемое сопротивление содержит в себе сложный электронный узел - де шифратор, который преобразует входной цифровой код в позиционный сигнал, управляющий единичным резисто- , ром в цепи интегрирующего операцкон ного усилителя. Другим недостатком стенда является его низкая динамическая точность из-за наличия переход-, ных процессов,возникающих при переходных процессов,возникающих при переключении единичных резисторов, соединенных в цепи обратной связи операционного усилителя с заземленным ре.истором и конденсатором. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение динамической точности стенда. Указанная цель достигается тем, что стенд дополнительно содержит цепь, состоящую из последовательно соединенных интегрирующего усилителя с резисторами в цепи обратной связи и электропневмопреобразователя, подключенных соответственно к выходу цифроаналогового преобразователя и входу насоса-регулятора, а цифровые управляемые 3 сопротивления выполнены в виде общего дешифратора и управляемых им ключей, коммутирующих входные резисторы и резисторы обратной связи операционных интегрирующих усилителей. На фиг. 1 представлена схема стенда, на фиг. 2 - графики апроксимированных характеристик ГТД. Стенд содержит электропривод 1, со диненный с рессорой насоса-регулятора 2, к выходу которого подключен датчик 3 расхода, установленный в топ ливной системе, соединенный выходом через цифровой кодовый преобразователь 3 расхода с цифроаналоговым преобразователем 6 и цифровыми управляемыми сопротивлениями ЦУС , выпол ненными в виде общего дешифратора 7 и управляемых им ключей 8, коммутирующих входные резисторы 9 и резисторы 10 обратной связи как операционного интегрирующего усилителя 11, связанного входом через пусковой ключ 12 с источником 13 опорного напряжения, а выходом - со входом электропривода 1, так и операционного усилителя 14, соединенного выходом со входом электропневмопреобразователя 15. Стенд работает следующим образом. Для запуска стенда и выхода на ре жим малого газа замыкают пусковой ключ 12 по команде Пуск. Напряжение от источника 13 поступает через резисторы на входы интегрирующих усилителей 11 и 14. Резисторы 9 и 10 при этом отключены ключами 8, на которых отсутствуют позиционные сигналы от дешифратора 7 до появления рас хода топлива режимной работы от насоса-регулятора 2 и соответствующих си налов от преобразователя датчика 3 р хода и цифрового кодового преобразователя 5. На выходе усилителей 11 и 14 появ ляются Нарастающие во времени напряжения до установления уровней, соответствующих потребной частоте вращения п и давлению воздуха Р за компре сором ГТД на режиме Малого газа. При достижении расходом топлива, выдаваемого регулятором 2 в топливную систему 4, величины, соо ветствующей режиму малого газа, дешифратор 7, управляемый кодовым .преобразователем 5, формируемый, например двоичный параллельный код, .выдает первый позиционный сигнал. 1 Этот сигнал, соответствующий заданной величине расхода топлива малого газа, определяют первый общий узел 1б (фиг.2 аппроксимации, одинаковый для всех воспроизводимых характеристик двигателя - статической 17и п(5т, напорной компрессора 18 РТ.Pij 5т и динамической 19 Тд Тд IGy, где Тд постоянная времени двигателя. Узел 16 аппроксимации устанавливает начальные участки 20 и 21, линейно-кусочной аппроксимации характеристик 17 и 18 и участок 22 ступенчатой аппроксимации характеристики 19. При этом срабатывают соответствующие ключи 8, подключая требуемые единичные резисторы 9 во входные цепи и 10 в цепи обратной связи усилителей 11 и 14 параллельно емкостям. Сопротивления единичных резисторов 9 и 10 выбираются таким образом, чтобы обеспечить соответственно коэффи-. циенты усиления К- и постоянные времеНИ Тд апериодических авеньев, образуемых интегрирующими усилителями 11 и 14, резисторами 9 и 10, исходя из аппроксимированных характеристик 17, 1В и 19 ГТД и нелинейных дифференциальных уравнений 1-го порядка, которые могут быть приняты за математическую модель ГТД. Сопротивления и RTO peзиcтopoв 9 и 10 узла апрроксимации для каждого i -го определяются из соотношений. Ч- где С - емкость в цепи обратной связи усилителей; i - порядковый номер узла аппроксимации характеристик 17,18 При переводе рычага управления испытываемого насоса-регулятора 2 от положения Малый газ в любое другое до Максимала, расход топлива, выдаваемый насосом и дозируемый автоматом приемистости на переходных режимах и регулятором частоты вращения на равновесных режимах работы,начинает увеличиваться в топливной системе 4. Сигнал от датчика 3 расхода, пропорциональный расходу топлива, поступает в кодовый преобразователь 5, формирующий соответствующий цифровой код, например двоичный параллельный. Цифровой код поступает в общий для всех ЦУС дешифратор 7 и цифроаналоговый преобразователь 6. В зависимости от текущей величины расхода топлива дешифратор 7 выдает позиционные сигналы согласно выбранным узлам апрроксимации характеристик 17i 18 и 19, например, 23, и так далее до узла . При этом срабатывают соответствующий ключи 8 и коммутируют в цепи усилителей 11 и Т соответствующие единичные резис торы 9 и 10, реализующие требуемые коэффициенты усиления K;j и постоянные времени Тд апериодических звеньев на усилителях 11 и 1. Цифроаналоговый преобразователь 6 преобразует цифровой код в пропорцио нальный уровень постоянного напряжения , поступающий через ключи.8 на единичные резисторы 9 входных цепей усилителей 11 и k. На выходе усилителя 11 формируется напряжение, пропорциональное потребной частоте вращения рессоры насоса-регулятора 2 со ласно характеристике 17На выходе усилителя 14 образуется напряжение, пропорциональное потреб ному давлению PI воздуха в автомате приемистости насоса-регулятора 2 согласно характеристике 18. Переходный процесс на выходе усилителей 11 и 1 определяется постоянной времени , устанавливаемой единичными резисторами 10 согласно характеристике 19. Этим воспроизводится динамическая составляющая процесса. Причем скачки выходного напряжения при коммутации резисторов 10 параллельно емкости обратной связи интегрирующего усилителя отсутствуют, т.е. цепь Заряди-Разряди емкости остается неизменной. Таким образом, использование одного общего дешифратора цифрового кода для четырех ЦУС стенда позволяет значительно упростить структурный сос тав стенда, повысить его надежность. 1А Применение для реализации динамических характеристик единичных резисторов в цепи обратной связи интегрирующих усилителей обеспечивает ликвидацию дополнительной динамической погрешности из-за коммутации, что обеспечивает рост динамической точнос ти стенда. Формула изобретения Стенд для испытания насоса-регулятора газотурбинного двигателя, содержащий электропривод, соединенный с рессорой насоса-регулятора, к выходу которого подключен датчик расхода, установленный в топливной системе, соединенный выходом через цифровой кодовый преобразователь с цифроаналоговым преобразователем и цифровыми управляемыми сопротивлениями, подключенными- соответственно к входным резисторам и резисторам обратной связи операционного интегрирующего усилителя, связанного входом через пусковой ключ с источником опорного напряжения, а выходом - со входом электропривода,отличающийс я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения динамической точности, он дополнительно содержит цепь, состоящую из последовательно соединенных интегрирующего усилителя с резисторами в цепи обратной связи и электропневмопреобразователя, подключенных соответственно к выходу цифроаналогового преобразователя и входу насоса-регулятора, а цифровые управляемые сопротивления выполнены в виде общего дешифратора и управляемых им ключей, коммутирующих входные резисторы и резисторы обратно связи операционных интегрирующих усилителей. Источники информацииI принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № «80301, кл. G 05 8 23/00, 1976.

7, %

Ул.6V

%