BRPI1008048B1

BRPI1008048B1 - processo e sistema de regulagem de uma turbina a gás, turbina a gás e turborreator de avião

Info

Publication number: BRPI1008048B1
Application number: BRPI1008048-1A
Authority: BR
Inventors: Christian Aurousseau
Original assignee: Snecma
Priority date: 2009-02-16
Filing date: 2010-01-15
Publication date: 2020-07-28
Also published as: WO2010092268A1; FR2942272B1; FR2942272A1; EP2396527A1; US8762025B2; US20110301822A1; CA2752528C; CN102317600A; RU2011138022A; CA2752528A1; CN102317600B; BRPI1008048A2; JP5583697B2; RU2509905C2; EP2396527B1; JP2012518116A

Abstract

PROCESSO E SISTEMA DE REGULAGEM DE UMA TURBINA A GÁS, TURBINA A GÁS E TURBORREATOR DE AVIÃO Sistema e processo de regulagem de uma turbina a gás tendo (10) um conjunto compressor com pelo menos uma parte (210) de geometria variável, uma câmara de combustão e um conjunto turbina, o processo compreendendo: a elaboração de um ponto de ajuste de vazão de combustível (C*) a enviar à câmara de combustão, em função de um regime desejaddo da turbina a gás, o cálculo de valores limiar (C/Pmin1, C/Pmax') para manter o valor de ponto de ajuste de vazão de combustível em uma faixa dada, os valores de limiar sendo em função de um estado termodinâmico da turbina a gás, e a subordinação da posição da parte de geometria variável por comando de um atuador em função do desvio entre uma informação de posição (XGV) sendo representativa da posição instantânea e da informação de posição de ponto de ajuste (XGV*), os valores de limiar são ajustados automaticamente por cálculo em tempo real em função da informação de posição instantânea da parte de geometria variável ou do desvio (epsilonXGV) entre esta informação de posição detectada e a informação de posição de ponto de (...).

Description

Antecedentes da invenção

[0001] A invenção refere-se à regulagem de turbina a gás, em particular, mas não exclusivamente de turbina a gás para motor aeronáutico, notadamente turborreator.

[0002] Em um turborreator, vários circuitos de regulagem estão previstos, notadamente: -um circuito de regulagem principal para subordinar o regime do turborreator ao controle de um regime de ponto de ajuste função do empuxo desejado, por ação sobre a vazão de combustível enviado à câmara de combustão da turbina a gás, e -circuitos de regulagem locais para subordinar a posição de partes de geometria variável.

[0003] Em um turborreator com vários corpos, por exemplo, com um corpo (compressor e turbina) de baixa pressão (BP) e um corpo de alta pressão (HP), a grandeza subordinada ao controle do circuito de regulagem principal pode ser a velocidade de rotação NBP da árvore ligando a turbina BP ao compressor BP. Outra grandeza pode ser utilizada, notadamente a relação de pressão motor ou EPR (“Engine pressure ratio”), ou seja, a relação entre a pressão em entrada do compressor BP (ou ventilador) e a pressão em saída do compressor BP (ou ventilador).

[0004] As partes de geometria variável, a seguir designadas também por “geometrias variáveis” têm posições subordinadas ao controle dos valores de ponto de ajuste em função do regime, eventualmente reduzido, do turborreator ou quando de fases transitórias (passagem de um regime a outro). Exemplos bem conhecidos de geometrias variáveis são os conjuntos de pás de estator de compressor de ângulo de calagem variável, ou VSV (“Variable Stator Vanes”), palhetas de retirada de ar para descarga do compressor, ou VBV (“Variable bleed vanes”) que são comandadas durante toda a duração de funcionamento em vôo do turborreator, ou ainda palhetas de retirada de ar para descarga transitória do compressor, ou TBV (“Transient Bleed Vanes”) que são comandadas quando de fases específicas do vôo.

[0005] Para assegurar um funcionamento saudável do turborreator, para evitar notadamente as desconexões do compressor, extinções da combustão ou velocidades excessivas, limiares são introduzidos no circuito de regulagem principal que limitam o aumento ou a diminuição da vazão de combustível quando de uma mudança de regime solicitada ao turborreator. Estes limiares são calculados em função do estado termodinâmico considerado do turborreator no momento da mudança de regime. Ora, em certas circunstâncias, e em particular quando de transições sucessivas entre regimes, um desvio significativo pode existir entre o estado termodinâmico considerado do turborreator e o seu estado real, o que impõe tomar uma margem suplementar sobre os limiares calculados ou sobre o dimensionamento do compressor.

Objeto e sumário da invenção

[0006] A invenção tem por objetivo remediar o inconveniente acima citado e propõe para esse efeito, de acordo com um primeiro aspecto, um processo de regulagem de uma turbina a gás tendo um conjunto compressor com pelo menos uma parte de geometria variável, uma câmara de combustão e um conjunto turbina, o processo compreendendo: -a elaboração de um ponto de ajuste de vazão de combustível a enviar à câmara de combustão em função de um regime desejado da turbina a gás, -o cálculo de valores de limiar para manter o valor de ponto de ajuste de vazão de combustível superior ou igual a um valor limite mínimo e inferior ou igual a um valor limite máximo, os valores de limiar sendo em função de um estado termodinâmico da turbina a gás, e -a subordinação da posição da parte de geometria variável por comando de um atuador em função do desvio entre uma informação de posição detectada representativa da posição instantânea da parte de geometria variável e uma informação de posição de ponto de ajuste, processo em que, de acordo com a invenção, -valores de limiar são ajustados automaticamente por cálculo em tempo real em função da informação de posição detectada representativa da posição instantânea da parte de geometria variável ou do desvio entre esta informação de posição detectada e a informação de posição de ponto de ajuste.

[0007] Assim a invenção é notável pelo fato de que levar em conta uma informação representando a posição real da geometria variável permite aproximar-se o melhor possível do estado termodinâmico real instantâneo do turborreator para calcular os limiares de modo ótimo.

[0008] Portanto: -em desempenhos equivalentes do conjunto compressor e da regulagem, o tempo de aceleração pode ser melhorado e os riscos de desconexão diminuídos quando de uma transição para um regime mais elevado, ou -em desempenhos equivalentes da regulagem, o conjunto compressor pode ser otimizado reduzindo a margem de desconexão, daí uma diminuição de massa, ou -em desempenhos equivalentes do conjunto compressor, maior tolerância pode ser admitida sobre as especificações da regulagem.

[0009] De acordo com um modo de realização do processo, os valores de limiar são calculados em função de um estado termodinâmico da turbina a gás ao qual corresponde a posição de ponto de ajuste da parte de geometria variável e são corrigidas em tempo real em função do desvio entre a posição detectada e a posição de ponto de ajuste da parte de geometria variável.

[00010] De acordo com outro modo de realização do processo, os valores de limiar são calculados em função de um estado termodinâmico da turbina a gás levando em conta diretamente a posição detectada da parte de geometria variável.

[00011] A parte de geometria variável pode ser uma pelo menos entre um conjunto de pás de estator com ângulo de calagem variável e palhetas de retirada de ar no conjunto compressor.

[00012] Os valores de limiar calculados podem ser valores de riqueza C/P onde C é a vazão de combustível a enviar à câmara de combustão e P é a pressão em saída do conjunto compressor.

[00013] De acordo com um segundo aspecto da invenção, esta visa um sistema de regulagem de uma turbina a gás tendo um conjunto compressor com pelo menos uma parte de geometria variável, uma câmara de combustão e um conjunto turbina, o sistema de regulagem compreendendo: -um circuito de elaboração de um ponto de ajuste de vazão de combustível a enviar à câmara de combustão em função de um regime desejado da turbina a gás, o circuito de elaboração do ponto de ajuste de vazão de combustível compreendendo um circuito de cálculo de valores de limiar para manter o valor de ponto de ajuste de vazão de combustível superior ou igual a um valor limite mínimo e inferior ou igual a um valor limite máximo, e -um circuito de subordinação de posição da parte de geometria variável compreendendo um sensor de posição para fornecer uma informação representativa de uma posição detectada da parte de geometria variável, um atuador atuando sobre a parte de geometria variável para comandar a sua posição e um circuito de comando do acionador para subordinar a posição da parte de geometria variável ao controle de uma posição de ponto de ajuste, sistema de regulagem no qual, de acordo com a invenção, o circuito de cálculo de valores de limiar é ligado ao circuito de subordinação da posição da parte de geometria variável para ajustar os valores de limiar automaticamente por cálculo em tempo real em função da posição detectada da parte de geometria variável ou do desvio entre a posição detectada e a posição de ponto de ajuste.

[00014] De acordo com um modo de realização, o circuito de cálculo de valores de limiar é disposto para calcular valores de limiar em função de um estado termodinâmico da turbina a gás ao qual corresponde uma posição de ponto de ajuste da parte de geometria variável e para corrigir os valores de limiar calculados em função do desvio entre a posição detectada e a posição de ponto de ajuste da parte de geometria variável.

[00015] De acordo com outro modo de realização, o circuito de cálculo de valores de limiar é disposto para calcular valores de limiar função de um estado termodinâmico da turbina a gás levando em conta diretamente a posição detectada da parte de geometria variável.

[00016] De acordo com uma particularidade do sistema de regulagem, o circuito de cálculo de valores de limiar é ligado pelo menos a um circuito de subordinação de posição de uma parte de geometria variável escolhida entre um conjunto de pás de estatores com ângulo de calagem variável e palhetas de retirada de ar no conjunto compressor.

[00017] De acordo com outra particularidade do sistema de regulagem, o circuito de cálculo de valores de limiar é disposto para calcular valores de limiar de riqueza C/P onde C é a vazão de combustível a enviar à câmara de combustão e P é a pressão em saída do conjunto compressor.

[00018] De acordo com ainda outro dos seus aspectos, a invenção tem por objeto uma turbina a gás, notadamente um turborreator de avião, munido de um sistema de regulagem tal como definido acima.

Breve Descrição dos Desenhos

[00019] A invenção será melhor compreendida na leitura da descrição feita a seguir, a título indicativo mas não limitativo, em referência aos desenhos anexos, nos quais: -a figura 1 mostra muito esquematicamente um turborreator de avião; -a figura 2 mostra um esquema de um sistema de regulagem de turborreator de acordo com a arte anterior; -figuras 3 e 4 são curvas mostrando a evolução da vazão de combustível e de uma grandeza representativa da riqueza da mistura combustível/ar (C/P) em função do regime (ou de regime reduzido); e -a figura 5 representa a variação do ângulo de calagem de pás do estator com ângulo de calagem variável em um compressor, em função de N/ Vi7 onde N é a velocidade de rotação da pá de acionamento do compressor e T a temperatura em entrada do compressor; -figuras 6 e 7 são esquemas de um sistema de regulagem de turborreator de acordo com o primeiro e um segundo modos de realização da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODOS DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO

[00020] Na descrição que segue, coloca-se no âmbito da aplicação a turborreatores de avião. A invenção é, contudo, aplicável a outros tipos de turbinas a gás aeronáuticas, como turbinas de helicóptero, ou turbinas industriais.

[00021] A figura 1 mostra de modo muito esquemático um turborreator 10 de duplo corpo para um avião. O turborreator 10 compreende uma câmara de combustão 11 munida de injetores, os gases de combustão procedentes da câmara 11 acionando uma turbina HP 12 e uma turbina BP 13. A turbina HP 12 é acoplada por uma árvore HP a um compressor HP 14 alimentando a câmara de combustão 11 em ar sob pressão enquanto que a turbina BP 13 é acoplada por uma árvore BP a um ventilador 15 em entrada do turborreator.

[00022] Um modo de realização de um sistema de regulagem de acordo com a arte anterior é mostrado esquematicamente pela figura 2.

[00023] O sistema de regulagem compreende um circuito de regulagem principal 100 para subordinar o regime do turborreator ao controle de um valor correspondendo a um empuxo desejado. No exemplo ilustrado, a grandeza subordinada é a velocidade de rotação NBP da árvore BP 16.

[00024] O circuito de regulagem principal compreende um gerador de função 102 que recebe uma informação de ponto de ajuste de empuxo traduzida habitualmente por um ângulo de alavanca de gás Oman e que transforma esta informação em valor de ponto de ajuste de regime NBP* da velocidade da árvore BP.

[00025] Um sensor (não representado) fornece uma informação representativa do valor real instantâneo NBP da árvore BP. Um comparador 104 fornece um sinal de desvio sNBP cujo sinal e amplitude refletem o valor real da diferença entre NBP* e NBP.

[00026] O desvio sNBP é transformado por um circuito corretor 106 de tipo P.I.D. (Proporcional Integral e Diferencial) em valor representativo de riqueza de ponto de ajuste (C/P) *, onde C é a vazão de combustível a enviar à câmara de combustível e P é a pressão em saída do conjunto compressor. A pressão P sendo sensivelmente a reinante na câmara de combustão, a qual é representativa da vazão de ar enviado na câmara, o valor C/P é representativo da riqueza da mistura de combustível/ar (relação entre a vazão de combustível e a vazão de ar enviados à câmara de combustão).

[00027] Um circuito de limiar 108 recebe o valor C/P de ponto de ajuste, (C/P)*, bem como dos valores de impulso ou de limiar máximo C/Pmax para a grandeza C/P e de impulso ou de limiar mínimo C/Pmin para esta mesma grandeza. Os limiares C/Pmax e C/Pmin são fornecidos por um circuito de cálculo 110, por exemplo, integrado ao circuito de regulagem motor ECU (engine control unit) do turborreator.

[00028] O circuito 108 emite urn valor de ponto de ajuste com limiar (C/P) ** como: (C/P) ** = (C/P) * Se (C/P) * < C/Pmax et (C/P) * > C/Pmin (C/P) ** = C/P max se (C/P) * > C/P max 6 (C/P) ** = C/Pmin se (C/P) * < C/Pmin.

[00029] Um circuito 112 recebe o valor de ponto de ajuste com limiar (C/P) ** e uma informação representativa da pressão P30 em saída de compressor HP e fornece uma grandeza de ponto de ajuste de vazão de combustível C* a fim de comandar um dosador 122 de um circuito 120 de comando de vazão de combustível ou FMU (“Foi Metering Unit”) para suprir a câmara de combustão uma vazão de combustível correspondendo ao ponto de ajuste C*

[00030] O dosador 122 é comumente um dosador de diferença de pressão constante entre a sua entrada ligada a um conduto 124 de alimentação de combustível sob pressão e a sua saída ligada por um conduto 126 aos injetores da câmara de combustão do turborreator, e a vazão suprida é proporcional à posição de um órgão móvel do dosador. Um gerador de função 114 transforma o valor de ponto de ajuste C* em valor de ponto de ajuste de posição XD*.

[00031] Um comparador 116 recebe o valor de ponto de ajuste de posição XD* e um valor de posição real XD fornecido por um sensor de posição 128 associado ao dosador e elabora o desvio sXD entre XD* e XD. Um circuito corretor 118 de tipo PID recebe o desvio sXD e gera uma grandeza representando a intensidade da corrente de comando de uma servo-válvula 130 associada ao dosador 120 a fim de enviar a mesma na posição desejada, o que deveria, portanto, enviar a vazão combustível injetado ao valor desejado C*

[00032] A figura 3 mostra a variação da vazão combustível C em função do regime N do turborreator.

[00033] Na figura 3, as curvas CD e CE representam linhas de desconexão do compressor e de extinção pobre. A curva Cmax representa o limiar máximo de valor de vazão e é sensivelmente paralela à curva CD situando-se debaixo desta para deixar uma margem de segurança diC. A curva Cmin representa o limiar mínimo de valor de vazão e é sensivelmente paralela à curva CE situando-se acima desta para deixar uma margem de segurança d2C.

[00034] Quando da passagem de um regime marcha lenta RAL a um regime PG, a vazão combustível cresce inicialmente fortemente até encontrar a curva Cmax e segue esta antes de atingir o valor correspondendo ao regime PG. Pelo contrário, quando da passagem do regime PG ao regime RAL, a vazão combustível diminui fortemente inicialmente até encontrar a curva Cmin e segue esta antes de atingir o valor correspondendo ao regime RAL.

[00035] A curva CN representa o valor de vazão em regime estabilizado.

[00036] A figura 4 mostra de maneira similar a variação da grandeza C/P em função do regime N do turborreator.

[00037] A curva (C/P)N representa o valor em regime estabilizado. Nota-se que é aqui constante, representando uma invariante do turborreator.

[00038] As curvas (C/P)D e (C/P)E representam as linhas de desconexão do compressor e de extinção pobre e as linhas (C/P) max 6 (C/P) min os valores de batentes ou limiares máximo e mínimo de C/P.

[00039] A variação de C/P em regime transitório do regime RAL ao regime PG e inversamente é representada igualmente.

[00040] Para um turborreator dado, os valores de limiar (C/P)max e (C/P)min são em função de certo número de parâmetros.

[00041] Assim (CZP)Max é função da velocidade de rotação NHP da árvore ligando a turbina HP ao compressor HP, da temperatura T25 em entrada do compressor HP, da pressão Pi em entrada do compressor, da incidência I (ângulo entre o eixo do avião e a direção de deslocamento), do ângulo de derrapagem do avião, de valores máximos admissíveis predeterminados notadamente para NHP, NBP, P30, e a temperatura T50 em saída da turbina BP, levando em conta a posição que deve ser a das geometrias variáveis para o regime considerado do turborreator.

[00042] De modo similar, (CZP)min é em função a da velocidade NHP, da temperatura T25, da pressão P30 e de valores mínimos admissíveis notadamente por NHP, NBP, P30, levando em conta a posição que deve ser a das geometrias variáveis para o regime considerado.

[00043] A fim de abreviar as operações de cálculo em tempo real em vôo, os valores (CZP)max e (CZP)mín são calculados pelo circuito 110 sob a forma: (C/P)max = Fi.(N,T,Pi, i, (C/P)min = F2 (N, T, Pi, i, ...) onde N é o valor instantâneo de NHP, de T o valor instantâneo de T25, Pi é o valor instantâneo da pressão em entrada do motor e I a incidência, valores fornecidos por sensores, as funções Fi, F2 integrando já os outros parâmetros invariantes do turborreator, das quais as posições de ponto de ajuste GV para o regime em curso.

[00044] A determinação dos valores de limiar (CZP)max e (CZP)min em função de características dos compressores e características termodinâmicas do motor é realizada de maneira conhecida em si.

[00045] A determinação dos valores de limiar (C/P)Max (protegendo principalmente a desconexão compressor) é feita por cálculo teórico quando do dimensionamento do compressor onde é calculada a característica de desconexão Psaída/Pentrada = F( N/√T ) do compressor, característica validada em seguida por testes do compressor. Esta característica é transcrita novamente em um campo que pode ser explorado pelo circuito de regulagem, a saber C/P = F( N/√T ) o circuito de regulagem dispondo destes parâmetros N, C, P, T, e pode ser em seguida confirmado e desenvolvido por testes sobre motor.

[00046] A determinação dos valores de limiar (C/P)min (protegendo principalmente da extinção pobre do motor) é feito por cálculo teórico quando do dimensionamento da câmara de combustão onde é calculada a característica de extinção da câmara vazão combustível C/vazão de ar, característica validada em seguida por testes de câmara. Esta característica é transcrita novamente em um campo que pode ser explorado pelo circuito de regulagem, a saber, C/P = F(N), o circuito de regulagem dispondo destes parâmetros N, C, P e pode ser em seguida confirmada e desenvolvida por testes sobre motor.

[00047] Estes valores de limiar são traduzidos habitualmente em redes de curvas ou equações para ser tratados pelo circuito de regulagem motor.

[00048] O sistema de regulagem da figura 2 compreende também um circuito de regulagem local 200 de geometria variável 210, por exemplo, um circuito de regulagem do ângulo de calagem de pás de estator de compressor HP a ângulo de calagem variável, permitindo adaptar os desvios do fluxo de ar no compressor HP ao regime do turborreator.

[00049] A posição da geometria variável é subordinada aqui à velocidade NHP da árvore HP 18.

[00050] Um gerador de função 202 recebe uma grandeza representativa de NHP fornecida por um sensor de velocidade e elabora um valor de ponto de ajuste XGV* para a posição da geometria variável. No caso de pás de compressor com ângulo de calagem variável, o valor de ponto de ajuste do ângulo de calagem y varia como indicado na figura 5 em função de N/√T onde N é a velocidade de rotação da árvore de acionamento do compressor e T a temperatura em entrada deste. Aqui, N = NHP e T = T25. O gerador de função 202 recebe, portanto, igualmente uma informação representativa da temperatura T25.

[00051] Um sensor de posição 212 fornece uma grandeza XGV representativa da posição real da geometria variável 210. O sensor de posição 212, por exemplo, é associado a um atuador com macaco comandando a posição da geometria variável 210.

[00052] Um comparador 204 recebe as grandezas XGV* e XGV e fornece a um circuito corretor 206, por exemplo, de tipo PID um valor sXGV representativo da diferença entre XGV* e XGV.

[00053] O circuito corretor 206 elabora uma grandeza representando a intensidade da corrente de comando de uma servo-válvula 214 associada ao atuador da geometria variável de maneira a enviar a posição desta ao valor de ponto de ajuste.

[00054] As figuras 6 e 7 ilustram dois modos de realização de um sistema de regulagem de acordo com a invenção.

[00055] Nas figuras 6 e 7, os elementos comuns com os do sistema de regulagem da figura 2 recebem as mesmas referências e não são descritos em detalhe.

[00056] O sistema de regulagem da figura 6 distingue-se do da figura 2 pelo fato de que o circuito 110 de cálculo dos limiares máximo e mínimo de C/P é ligado à saída do comparador 204 para receber uma informação representativa do desvio sXGV entre posição de ponto de ajuste e posição real da geometria variável, desvio que pode ser muito significativo e perturbante em regime transitório.

[00057] O valor de limiar máximo de C/P fornecido ao circuito de limiar 108 é então um valor modificado (C/P)max' calculado automaticamente em tempo real como: (C/P)max’ = (C/P)max + ki*εXGV, onde (C/P)max é calculado como indicado em referência a Figura 2 e ki é um fator de correção que representa o coeficiente de influência da posição da geometria variável considerada sobre a linha de desconexão.

[00058] Do mesmo modo, o valor de limiar mínimo de C/P fornecido ao circuito de limiar 108 é então um valor alterado (C/P)min' calculado automaticamente em tempo real como: (C/P)min = (C/P)min + k2*εXGV, onde (C/P)min é calculado como indicado em referência a Figura 2 e k? é um fator de correção que representa o coeficiente de influência da posição da geometria variável considerada sobre a linha de extinção pobre. ki e k2 poderão ser positivos ou negativos. ki é determinado procurando a linha de desconexão (C/P) 1 a um ângulo de geometria dado ang1 depois a linha desconexão (C/P) 2 a outro a ângulo de geometria ang2 para definir a influência; k1 = [(C/P)2-(C/P) 1] / [ang2-ang1] k2 é determinado procurando a linha de extinção (C/P)1 ' a um ângulo de geometria dado ang1' depois a linha de extinção (C/P)2’ a outro ângulo de geometria ang2' para definir a influência: k2 = [(C/P)2 ' -(C/P)1']/[ang2'-angl’]

[00059] O sistema de regulagem da figura 7 distingue-se do da figura 2 pelo fato de que o circuito 110 de cálculo dos limiares máximo e mínimo de C/P é ligado ao sensor de posição 212 para receber a informação representativa da posição real XGV da geometria variável.

[00060] O circuito de cálculo 110 elabora automaticamente por cálculo em tempo real valores de limiar máximo (C/P)max’ e de mínimo (CZP)min’ sob a forma: (C/P)max" = F'i (N, T, Pr..., XGV) (C/PW = F’2 (N, T, P, ..., XGV) onde F'i e F'2 distinguem-se das funções Fi e F2 pelo fato de que integram os parâmetros invariantes do turborreator com as posições dos GV ao momento considerado (e não os seus pontos de ajuste).

[00061] Para a determinação dos valores de limiar (C/P)max” e (C/P)min” e a sua tradução, procede-se de maneira análoga à determinação e à tradução dos valores de limiar (C/P)max 6 (C/P)min.

[00062] Nos modos de realização das figuras 6 e 7, é levada em conta a posição real de uma geometria variável. No entanto, de acordo com a influência que podem ter, pode-se levar em conta as posições reais das várias geometrias variáveis fornecendo ao circuito de cálculo 110 informações representativas dos desvios entre posição de ponto de ajuste e posição real ou representativas das posições reais para as diferentes geometrias variáveis.

[00063] A invenção é notável pelo fato de que permite uma melhor avaliação do estado termodinâmico real do turborreator para otimizar os valores de limiar.

[00064] Para um compressor dado, em relação à arte anterior, o risco de desconexão ou de extinção ligado a uma consideração errado do estado termodinâmico do turborreator é diminuído e os tempos de aceleração em mudança de regime podem ser melhorados.

[00065] Outra possibilidade oferecida é reduzir a margem em relação à linha de desconexão, portanto otimizar a realização do compressor.

[00066] Outras possibilidades oferecidas são, para um compressor dado, aceitar desempenhos menores das subordinações de geometrias variáveis, permitindo um dimensionamento e uma massa reduzidos, ou permitir um acréscimo da resistência às panes dado que no caso de pane, ponto de ajuste e posição são diferentes.

Claims

1. Processo de regulagem de uma turbina a gás (10) tendo um conjunto compressor (14) com pelo menos uma parte (210) de geometria variável, uma câmara de combustão (11) e um conjunto de turbina (12, 13), compreendendo: -gerar um valor de ponto de ajuste (d*) de vazão de combustível a ser alimentado à câmara de combustão (11) com base em uma velocidade desejada da turbina a gás, -calcular valores limite para manter o ponto de ajuste (d*) de vazão de combustível superior ou igual a um valor limite mínimo e inferior ou igual a um valor limite máximo, os valores limite dependendo de um estado termodinâmico da turbina a gás, e -controlar a posição da parte (210) de geometria variável pelo controle de um atuador em função da diferença entre uma informação de posição detectada (XGV) representativa da posição instantânea da parte de geometria variável e uma informação de posição de ponto de ajuste (XGV*), caracterizado pelo fato de que: -os valores limite calculados são valores de razão de ar combustível C/P, onde C é a vazão de combustível a ser alimentado à câmara de combustão e P é a pressão na saída do conjunto compressor, e -os valores limite (C/Pmin’, C/Pmax” C/Pmin”, C/Pmax”) são ajustados automaticamente por cálculo em tempo real em função da informação de posição detectada (XGV) representativa da posição instantânea da parte (210) de geometria variável ou da diferença entre esta informação de posição detectada (XGV) e a informação de posição de ponto de ajuste (XGV*).

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os valores limite (C/Pmin’, C/Pmax’; C/Pmin”, C/Pmax”) são calculados em função de um estado termodinâmico da turbina a gás ao qual corresponde a posição de ponto de ajuste (XGV*) da parte (210) de geometria variável e são corrigidas em tempo real em função da diferença entre a posição detectada (XGV) e a posição de ponto de ajuste (XGV*) da parte (210) de geometria variável.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os valores limite (C/Pmin’, C/Pmax’; C/Pmin”, C/Pmax”) são calculados em função de um estado termodinâmico da turbina a gás levando em conta diretamente a posição detectada (XGV) da parte (210) de geometria variável.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parte (210) de geometria variável é pelo menos uma entre um conjunto de pás de estator com ângulo de calagem variável e palhetas de retirada de ar no conjunto compressor (14).

5. Sistema de regulagem de uma turbina a gás (10) tendo um conjunto compressor (14) com pelo menos uma parte (210) de geometria variável, uma câmara de combustão (11) e um conjunto de turbina (12, 13), o sistema de regulagem compreendendo: -um circuito (108, 110, 112) para gerar um valor de ponto de ajuste (C*) de vazão de combustível a ser alimentado à câmara de combustão (11) em função de uma velocidade desejada da turbina a gás, o circuito para gerar o valor de ponto de ajuste (C*) de vazão de combustível compreendendo um circuito (110) de cálculo de valores limite para manter o valor de ponto de ajuste (d*) de vazão de combustível superior ou igual a um valor limite mínimo inferior ou igual a um valor limite máximo, e -um circuito para controlar a posição da parte (210) de geometria variável compreendendo um sensor de posição (112) para fornecer uma informação representativa de uma posição detectada (XGV) da parte (210) de geometria variável, um atuador atuando sobre a parte de geometria variável para controlar sua posição e um circuito (204, 206, 214) para controlar o atuador para subordinar a posição da parte (210) de geometria variável em uma posição de ponto de ajuste (XGV*), caracterizado pelo fato de que o circuito (110) de cálculo de valores limite é projetado para calcular os valores limite de razão de ar combustível C/P onde C é a vazão de combustível a ser alimentado à câmara de combustão e P é a pressão na saída do conjunto compressor e é conectado ao circuito para controlar a posição da parte (210) de geometria variável para ajustar automaticamente os valores limite (C/Pmin’, C/Pmax’; C/Pmin”, C/Pmax”) por cálculo em tempo real em função da posição detectada (XGV) da parte (210) de geometria variável ou da diferença entre a posição detectada (XGV) e a posição de ponto de ajuste (XGV*).

6. Sistema de regulagem, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o circuito (110) de cálculo de valores limite (C/Pmin, C/Pmax’; C/Pmin”, C/Pmax”) é disposto para calcular valores limite (C/Pmin’, C/Pmax’; C/Pmin”, C/Pmax”) em função de um estado termodinâmico da turbina a gás ao qual corresponde uma posição de ponto de ajuste (XGV*) da parte (210) de geometria variável e para corrigir os valores limite calculados de acordo com a diferença entre a posição detectada (XGV) e a posição de ponto de ajuste (XGV*) da parte (210) de geometria variável.

7. Sistema de regulagem, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o circuito (110) de cálculo de valores limite (C/Pmin’, C/Pmax’; C/Pmin”, C/Pmax”) é disposto para calcular os valores limite em função de um estado termodinâmico da turbina a gás levando em conta diretamente a posição detectada (XGV) da parte (210) de geometria variável.

8. Sistema de regulagem, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o circuito (110) de cálculo de valores limite (C/Pmin’, C/Pmax’; C/Pmin”, C/Pmax”) é conectado a pelo menos a um circuito para controlar a posição de uma parte (210) de geometria variável selecionada entre um conjunto de pás de estatores com ângulo de calagem variável e palhetas de retirada de ar no conjunto compressor (14).

9. Turbina a gás (10) caracterizada pelo fato de ser equipada com um sistema de regulagem como definido em qualquer uma das reivindicações 5 a 8.

10. Turborreator de avião caracterizado pelo fato de ser equipado com um sistema de regulagem como definido em qualquer uma das reivindicações 5 a 8.