JPS623300B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS623300B2 JPS623300B2 JP54037542A JP3754279A JPS623300B2 JP S623300 B2 JPS623300 B2 JP S623300B2 JP 54037542 A JP54037542 A JP 54037542A JP 3754279 A JP3754279 A JP 3754279A JP S623300 B2 JPS623300 B2 JP S623300B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotation speed
- output
- circuit
- fuel
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/26—Starting; Ignition
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は二軸ガスタービンエンジンのとくに始
動時の燃料供給を制御する装置に関する。
動時の燃料供給を制御する装置に関する。
一般に二軸ガスタービンエンジンにあつては、
定常運転時の燃料供給を出力タービンの回転数が
目標回転数と一致するように閉ループ制御（フイ
ードバツク制御）している。
定常運転時の燃料供給を出力タービンの回転数が
目標回転数と一致するように閉ループ制御（フイ
ードバツク制御）している。
ところが、エンジン始動時は出力タービンの回
転数と目標値との偏差が大きすぎるので、比例制
御あるいは比例・積分制御などでは制御量が大き
くなり燃料の過剰供給状態となる。
転数と目標値との偏差が大きすぎるので、比例制
御あるいは比例・積分制御などでは制御量が大き
くなり燃料の過剰供給状態となる。
つまり、始動時には着火に最適な空燃比とする
必要があつて、スタータモータにより駆動される
コンプレツサタービンの回転数に対応する空気量
に応じて最適着火流量の燃料を供給しなければな
らない。
必要があつて、スタータモータにより駆動される
コンプレツサタービンの回転数に対応する空気量
に応じて最適着火流量の燃料を供給しなければな
らない。
このため、始動時に上記したように、出力ター
ビンの回転数を検出して目標値と一致するように
閉ループ制御することは適切ではない。
ビンの回転数を検出して目標値と一致するように
閉ループ制御することは適切ではない。
そこで従来は、予め経験則にもとづいて始動時
の最適着火流量の燃料を決定し、着火後出力ター
ビンの回転が上昇して所定の値に達するまで待
ち、それから始めて閉ループ制御に移行するよう
にしていた。
の最適着火流量の燃料を決定し、着火後出力ター
ビンの回転が上昇して所定の値に達するまで待
ち、それから始めて閉ループ制御に移行するよう
にしていた。
しかしながらこの制御システムでは、始動時の
最適着火流量のままで出力タービンの回転数上昇
を待つため、エンジンの起動時間が長くなり、と
くに非常用発電設備などの駆動源として用いられ
るときは、起動時間の短縮化が強く要求されるの
で好ましくなかつた。
最適着火流量のままで出力タービンの回転数上昇
を待つため、エンジンの起動時間が長くなり、と
くに非常用発電設備などの駆動源として用いられ
るときは、起動時間の短縮化が強く要求されるの
で好ましくなかつた。
本発明はこのような問題を解決するために提案
されたもので、エンジンの起動初期にコンプレツ
サタービンの回転数をもとに閉ループ制御し、ガ
ス発生機側の効率的に加速制御することにより、
起動に要する時間を著しく短縮化したガスタービ
ンエンジンの燃料制御装置を提供するものであ
る。
されたもので、エンジンの起動初期にコンプレツ
サタービンの回転数をもとに閉ループ制御し、ガ
ス発生機側の効率的に加速制御することにより、
起動に要する時間を著しく短縮化したガスタービ
ンエンジンの燃料制御装置を提供するものであ
る。
以下、本発明を第１図の回路図及び第２図のタ
イムチヤートにもとづいて説明する。
イムチヤートにもとづいて説明する。
ガス発生機軸（コンプレツサタービン側）の目
標回転数Nggsetの設定回路１では、トリマ１ｂ
によつて起動時（着火時）の低い回転目標値
NggsetLと、起動後の加速運転時の高い回転目標
値NggsetHとが、後述のように信号S1として出力
される。
標回転数Nggsetの設定回路１では、トリマ１ｂ
によつて起動時（着火時）の低い回転目標値
NggsetLと、起動後の加速運転時の高い回転目標
値NggsetHとが、後述のように信号S1として出力
される。
減算回路２はこの目標信号S1とガス発生機軸の
実際の回転数Nggとの差を演算し、その差分に対
応したK1ΔNggを出力する。
実際の回転数Nggとの差を演算し、その差分に対
応したK1ΔNggを出力する。
もう一つの減算回路３は、トリマ３ａにより設
定された出力タービンの回転目標値（定格回転
数）Nptsetと、出力タービンの実際の回転数Npt
との差分に対応したK2ΔNptを出力する。
定された出力タービンの回転目標値（定格回転
数）Nptsetと、出力タービンの実際の回転数Npt
との差分に対応したK2ΔNptを出力する。
選択回路４は両減算回路２，３の出力である
K1ΔNggとK2ΔNptとのうち、いずれか値の小さ
い方を選択して信号S2として積分回路５と係数
（増幅）回路６に送る。
K1ΔNggとK2ΔNptとのうち、いずれか値の小さ
い方を選択して信号S2として積分回路５と係数
（増幅）回路６に送る。
この場合、起動初期はガス発生機軸の目標回転
が低い値NggsetLに設定してあるため、K1ΔNgg
の方がK2ΔNptよりも小さくなつており、このK1
ΔNggが信号S2として起動初期に出力される。
が低い値NggsetLに設定してあるため、K1ΔNgg
の方がK2ΔNptよりも小さくなつており、このK1
ΔNggが信号S2として起動初期に出力される。
加算回路７は積分回路５と係数回路６の出力を
加算して、閉ループ制御時の比例・積分制御信号
としてスイツチ回路１０を介して燃料供給指令値
CVsetを出力する。
加算して、閉ループ制御時の比例・積分制御信号
としてスイツチ回路１０を介して燃料供給指令値
CVsetを出力する。
起動時の最適着火燃料流量を供給するための設
定回路８は、後述の比較回路９の出力にもとづい
て切換えられるスイツチ回路１０が、起動の際に
接点１０ａを閉じているため、着火燃料値CVset
として出力する。この着火燃料の供給を受けて着
火すると、まずガス発生機の回転が出力タービン
の回転上昇に先だつて上昇する。
定回路８は、後述の比較回路９の出力にもとづい
て切換えられるスイツチ回路１０が、起動の際に
接点１０ａを閉じているため、着火燃料値CVset
として出力する。この着火燃料の供給を受けて着
火すると、まずガス発生機の回転が出力タービン
の回転上昇に先だつて上昇する。
この起動初期は比較回路９の出力がロウレベル
になつているため、設定回路１のアナログスイツ
チ１ａは開、また積分回路５のスイツチ５ａも開
となつていて、設定回路１の出力としては
NggsetLが出力され、したがつて、選択回路４は
上記ガス発生機の回転上昇に伴つて小さくなる
K1ΔNggを選択して信号S2として出力する。
になつているため、設定回路１のアナログスイツ
チ１ａは開、また積分回路５のスイツチ５ａも開
となつていて、設定回路１の出力としては
NggsetLが出力され、したがつて、選択回路４は
上記ガス発生機の回転上昇に伴つて小さくなる
K1ΔNggを選択して信号S2として出力する。
積分回路５ではスイツチ５ａが開いているので
積分動作は行われず、このため加算回路７の出力
は係数回路６の出力（K1ΔNgg）と同じである。
積分動作は行われず、このため加算回路７の出力
は係数回路６の出力（K1ΔNgg）と同じである。
比較回路９は加算回路７の出力と設定回路８の
最適着火流量に相当する出力とを比較し、ガス発
生機回転数が上昇して加算回路７の出力が設定回
路８の出力よりも小さくなつた時点（第２図のＡ
点）でハイレベルに切換わり、これによりスイツ
チ回路１０を接点１０ｂ側に切換え、閉ループ制
御に移行する。
最適着火流量に相当する出力とを比較し、ガス発
生機回転数が上昇して加算回路７の出力が設定回
路８の出力よりも小さくなつた時点（第２図のＡ
点）でハイレベルに切換わり、これによりスイツ
チ回路１０を接点１０ｂ側に切換え、閉ループ制
御に移行する。
この場合、前述の設定回路１と積分回路５のス
イツチ１ａ，５ａがそれぞれ閉成するため、ガス
発生機の回転目標値がNggLからNggsetHへと移
行し、かつ積分動作が開始される。
イツチ１ａ，５ａがそれぞれ閉成するため、ガス
発生機の回転目標値がNggLからNggsetHへと移
行し、かつ積分動作が開始される。
すなわち、スイツチ１ａが閉じると定電流でコ
ンデンサ１ｃに充電が行われ、これにより
NggsetはそれまでのNggsetLから高い値の
NggsetH（通常この値はガス発生機軸の最大定格
回転数に設定してある）へと所定の割合で増加し
ていく（第２図のＡ点からＢ点）。
ンデンサ１ｃに充電が行われ、これにより
NggsetはそれまでのNggsetLから高い値の
NggsetH（通常この値はガス発生機軸の最大定格
回転数に設定してある）へと所定の割合で増加し
ていく（第２図のＡ点からＢ点）。
この時点において依然としてK1ΔNggの方が
K2ΔNptよりも小さいため、この偏差値K1ΔNgg
とその積分値との加算された制御信号S3にもとづ
いて、閉ループ制御が行われる。
K2ΔNptよりも小さいため、この偏差値K1ΔNgg
とその積分値との加算された制御信号S3にもとづ
いて、閉ループ制御が行われる。
これによりガス発生機回転数は上昇してゆく目
標値NggsetHに追従するように加速される。な
お、この加速はサージングなどが起らない程度で
可及的速やかに定格回転へ致達するように、予め
Nggsetの増加率を適正に設定しておく。
標値NggsetHに追従するように加速される。な
お、この加速はサージングなどが起らない程度で
可及的速やかに定格回転へ致達するように、予め
Nggsetの増加率を適正に設定しておく。
このように加速が行われ、出力タービンの回転
数が上昇し、やがてその偏差値であるK2ΔNpt
（Nptset―Npt）が、ガス発生機側の偏差K1Δ
Nggとの関係で、K2ΔNpt≦K1ΔNggとなつた時
点（第２図Ｂ点）で選択回路４はK2ΔNptを選択
して出力する。この切換えが行われると、それ以
後は出力タービンの回転数Nptを検出しながらの
閉ループ制御に切換わるのである。
数が上昇し、やがてその偏差値であるK2ΔNpt
（Nptset―Npt）が、ガス発生機側の偏差K1Δ
Nggとの関係で、K2ΔNpt≦K1ΔNggとなつた時
点（第２図Ｂ点）で選択回路４はK2ΔNptを選択
して出力する。この切換えが行われると、それ以
後は出力タービンの回転数Nptを検出しながらの
閉ループ制御に切換わるのである。
この場合、K1ΔNgg＝K2ΔNptの時点でNgg制
御からNpt制御へと切換わるようにしたので、切
換点における燃料制御流量が不連続に変化するこ
とがなく、このときのトルク変動や失火など未然
に防止できる。
御からNpt制御へと切換わるようにしたので、切
換点における燃料制御流量が不連続に変化するこ
とがなく、このときのトルク変動や失火など未然
に防止できる。
なお、定格回転になつても未だK1ΔNggの方が
K2ΔNptよりも小さくてそのまま制御が継続する
ことのないように、定格回転における偏差値
（NggsetH―Ngg）が（Nptset―Npt）よりも大
きな値となるように予め設定しておく。
K2ΔNptよりも小さくてそのまま制御が継続する
ことのないように、定格回転における偏差値
（NggsetH―Ngg）が（Nptset―Npt）よりも大
きな値となるように予め設定しておく。
ところで、出力タービン側の負荷が増大してく
ると、出力タービン回転数Nptを一定に制御する
ために次第にガス発生機の回転数Nggが上昇して
くるが、このとき負荷が大き過ぎてガス発生機が
その最大定格回転であるNggsetHを越えるような
場合は、このNggsetHを越えた時点で偏差値K1
ΔNggは負の値となり、選択回路４はそれまでの
K2ΔNptに代えてK1ΔNggを選択出力するため、
出力タービンによる閉ループ制御が停止されてガ
ス発生機の最大定格NggsetHを保つように制御が
切換えられる。
ると、出力タービン回転数Nptを一定に制御する
ために次第にガス発生機の回転数Nggが上昇して
くるが、このとき負荷が大き過ぎてガス発生機が
その最大定格回転であるNggsetHを越えるような
場合は、このNggsetHを越えた時点で偏差値K1
ΔNggは負の値となり、選択回路４はそれまでの
K2ΔNptに代えてK1ΔNggを選択出力するため、
出力タービンによる閉ループ制御が停止されてガ
ス発生機の最大定格NggsetHを保つように制御が
切換えられる。
したがつて、エンジン過負荷時にガス発生機が
過回転しようとするのを防止し、耐久性、安全性
の向上に有効に作用する。
過回転しようとするのを防止し、耐久性、安全性
の向上に有効に作用する。
なお、その後負荷が減つてくれば、再び出力タ
ービン回転数の制御に復帰することになる。
ービン回転数の制御に復帰することになる。
以上のように本発明によれば、エンジンの起動
初期の加速が効率よく行われ、短時間のうちに定
格回転まで出力回転数を上昇させることができ
る。
初期の加速が効率よく行われ、短時間のうちに定
格回転まで出力回転数を上昇させることができ
る。
第１図は本発明の制御系の回路図、第２図はそ
の作動タイムチヤートである。 １…目標回転Nggsetの設定回路、２，３…減
算回路、４…選択回路、５…積分回路、６…係数
回路、７…加算回路、８…着火燃料量の設定回
路、９…比較回路、１０…スイツチ回路。
の作動タイムチヤートである。 １…目標回転Nggsetの設定回路、２，３…減
算回路、４…選択回路、５…積分回路、６…係数
回路、７…加算回路、８…着火燃料量の設定回
路、９…比較回路、１０…スイツチ回路。
Claims (1)
- １ ガス発生機軸の目標回転数を設定する手段
と、同じくガス発生機軸の目標回転数と実際の回
転数との偏差を求める手段と、出力タービンの目
標回転数を設定する手段と、同じく出力タービン
の目標回転数と実際の回転数と偏差を求める手段
と、前記偏差のうち小さい値を選択して出力する
手段と、この選択された出力値をもとにして閉ル
ープ制御燃料量を演算する手段とを備えた二軸ガ
スタービンエンジンの燃料制御装置において、起
動時に必要な最適着火燃料量を演算する手段と、
この起動燃料量が前記閉ループ制御燃料量と一致
した時点で起動燃料量から閉ループ制御燃料量に
切換えて出力する手段と、前記ガス発生機軸の目
標回転数として、始動時は低い一定値を、そして
前記切換後は最大定格値まで所定の割合で増大し
ていく値を出力する目標回転数設定手段とを備え
たことを特徴とするガスタービンエンジンの燃料
制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3754279A JPS55131532A (en) | 1979-03-29 | 1979-03-29 | Fuel controller for gas turbine engine |
| US06/134,989 US4368616A (en) | 1979-03-29 | 1980-03-28 | Two-shaft gas turbine engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3754279A JPS55131532A (en) | 1979-03-29 | 1979-03-29 | Fuel controller for gas turbine engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55131532A JPS55131532A (en) | 1980-10-13 |
| JPS623300B2 true JPS623300B2 (ja) | 1987-01-24 |
Family
ID=12500402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3754279A Granted JPS55131532A (en) | 1979-03-29 | 1979-03-29 | Fuel controller for gas turbine engine |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4368616A (ja) |
| JP (1) | JPS55131532A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5347806A (en) * | 1993-04-23 | 1994-09-20 | Cascaded Advanced Turbine Limited Partnership | Cascaded advanced high efficiency multi-shaft reheat turbine with intercooling and recuperation |
| DE19939822B4 (de) * | 1999-08-21 | 2014-08-14 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Drehzahlsteuerung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs |
| US6792760B2 (en) | 2002-03-11 | 2004-09-21 | Alstom Technology Ltd | Method for operating a turbine |
| US7961835B2 (en) * | 2005-08-26 | 2011-06-14 | Keller Michael F | Hybrid integrated energy production process |
| US9303565B2 (en) | 2012-06-29 | 2016-04-05 | Solar Turbines Incorporated | Method and system for operating a turbine engine |
| US11143055B2 (en) | 2019-07-12 | 2021-10-12 | Solar Turbines Incorporated | Method of monitoring a gas turbine engine to detect overspeed events and record related data |
| US11492964B2 (en) | 2020-11-25 | 2022-11-08 | Michael F. Keller | Integrated supercritical CO2/multiple thermal cycles |
| CN113761719B (zh) * | 2021-08-16 | 2024-01-23 | 中国航发湖南动力机械研究所 | 在地面试验中自动控制涡轴发动机t45温度的方法及系统、设备、存储介质 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3606754A (en) * | 1969-05-19 | 1971-09-21 | Chandler Evans Inc | Hybrid fuel control |
| JPS5712849B2 (ja) * | 1973-05-22 | 1982-03-13 | ||
| GB1519143A (en) * | 1974-07-09 | 1978-07-26 | Lucas Industries Ltd | Electronic fuel control for a gas turbine engine |
| GB1520882A (en) * | 1974-07-24 | 1978-08-09 | Lucas Industries Ltd | Electronic fuel control for a gas turbine engine |
| US4010605A (en) * | 1974-08-08 | 1977-03-08 | Westinghouse Electric Corporation | Accurate, stable and highly responsive gas turbine startup speed control with fixed time acceleration especially useful in combined cycle electric power plants |
| US4276743A (en) * | 1976-11-19 | 1981-07-07 | The Garrett Corporation | Fuel control system |
-
1979
- 1979-03-29 JP JP3754279A patent/JPS55131532A/ja active Granted
-
1980
- 1980-03-28 US US06/134,989 patent/US4368616A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55131532A (en) | 1980-10-13 |
| US4368616A (en) | 1983-01-18 |
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