JPS6363733B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6363733B2 JPS6363733B2 JP54115969A JP11596979A JPS6363733B2 JP S6363733 B2 JPS6363733 B2 JP S6363733B2 JP 54115969 A JP54115969 A JP 54115969A JP 11596979 A JP11596979 A JP 11596979A JP S6363733 B2 JPS6363733 B2 JP S6363733B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotation speed
- output turbine
- gas generator
- rotational speed
- speed
- 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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Classifications
-
- 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
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
- F02C9/26—Control of fuel supply
- F02C9/28—Regulating systems responsive to plant or ambient parameters, e.g. temperature, pressure, rotor speed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2270/00—Control
- F05D2270/01—Purpose of the control system
- F05D2270/02—Purpose of the control system to control rotational speed (n)
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2270/00—Control
- F05D2270/01—Purpose of the control system
- F05D2270/05—Purpose of the control system to affect the output of the engine
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)
- Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ガス発生機軸と出力タービン軸とを
有する２軸ガスタービンエンジンの燃料供給量を
制御する装置に関する。
有する２軸ガスタービンエンジンの燃料供給量を
制御する装置に関する。
ガス発生機と出力タービン軸とが互いに独立し
た２軸ガスタービンエンジンを発電用原動機とし
て用いる場合、発電周波数を一定にするため、出
力タービン軸の実回転数と一定の目標回転数との
差信号に基づいて燃料制御信号を決定し、この制
御信号によつて燃料タンクから燃料噴射弁に至る
主燃料通路に介装した燃料制御弁の開度をフイー
ドバツク制御して、出力タービン軸の回転数を一
定の目標回転数に維持するようにしている。
た２軸ガスタービンエンジンを発電用原動機とし
て用いる場合、発電周波数を一定にするため、出
力タービン軸の実回転数と一定の目標回転数との
差信号に基づいて燃料制御信号を決定し、この制
御信号によつて燃料タンクから燃料噴射弁に至る
主燃料通路に介装した燃料制御弁の開度をフイー
ドバツク制御して、出力タービン軸の回転数を一
定の目標回転数に維持するようにしている。
ところが、発電機に負荷が投入された時のよう
に、出力タービン軸にかかる負荷が急増した場合
には、燃料制御信号が直ちに変化しても燃料制御
弁の開度が機械的な応答遅れなどにより直ちには
増大しないため（換言するとフイードバツク制御
の応答遅れのため）、燃料量が魚増せず、出力タ
ービン軸の回転数すなわち発電周波数が一時的に
制御目標値よりも低下する。
に、出力タービン軸にかかる負荷が急増した場合
には、燃料制御信号が直ちに変化しても燃料制御
弁の開度が機械的な応答遅れなどにより直ちには
増大しないため（換言するとフイードバツク制御
の応答遅れのため）、燃料量が魚増せず、出力タ
ービン軸の回転数すなわち発電周波数が一時的に
制御目標値よりも低下する。
そして、１軸式に比べて２軸ガスタービンは出
力タービン軸の慣性が小さいため、このような負
荷投入時の回転数の落ち込みが大きい。
力タービン軸の慣性が小さいため、このような負
荷投入時の回転数の落ち込みが大きい。
そこで従来は発電機の負荷電流などから出力タ
ービン軸にかかる負荷を検知し、低負荷領域では
出力タービン軸の目標回転数を許容幅を越えない
範囲で高めに設定してその慣性を増しておくこと
により、負荷急増時に回転数が落ち込んだとして
も許容範囲におさまるようにしている。
ービン軸にかかる負荷を検知し、低負荷領域では
出力タービン軸の目標回転数を許容幅を越えない
範囲で高めに設定してその慣性を増しておくこと
により、負荷急増時に回転数が落ち込んだとして
も許容範囲におさまるようにしている。
しかしこの場合、負荷の検知装置が比較的複雑
なものであるため、、装置全体が煩雑になるとい
つた問題がある。
なものであるため、、装置全体が煩雑になるとい
つた問題がある。
そこで本発明は、上記のような従来装置の問題
を解決することを目的とする。
を解決することを目的とする。
この目的を達成するために本発明では、互いに
独立して回転するガス発生機と出力タービンとを
有するガスタービンエンジンの燃料制御装置にお
いて、前記ガス発生機と前記出力タービンの回転
数を検出する手段と、少なくとも該ガス発生機回
転数に応じて前記出力タービンの目標回転数を設
定する手段と、該出力タービンの目標回転数と前
記出力タービン回転数との偏差に応じて燃料供給
量をフイードバツク制御して前記出力タービン回
転数が前記目標回転数に維持されるように制御す
る手段とを備え、前記目標回転数設定手段は、前
記ガス発生機回転数が低回転域では前記出力ター
ビンの目標回転数を相対的に高く設定するように
した。
独立して回転するガス発生機と出力タービンとを
有するガスタービンエンジンの燃料制御装置にお
いて、前記ガス発生機と前記出力タービンの回転
数を検出する手段と、少なくとも該ガス発生機回
転数に応じて前記出力タービンの目標回転数を設
定する手段と、該出力タービンの目標回転数と前
記出力タービン回転数との偏差に応じて燃料供給
量をフイードバツク制御して前記出力タービン回
転数が前記目標回転数に維持されるように制御す
る手段とを備え、前記目標回転数設定手段は、前
記ガス発生機回転数が低回転域では前記出力ター
ビンの目標回転数を相対的に高く設定するように
した。
上記構成において、同一負荷であつてもガス発
生機の回転数が高い場合には相対的に出力タービ
ンの回転慣性が大きいため、出力タービンの回転
数を高くするまでもなく負荷投入時の回転数の低
下は抑えられる。一方、ガス発生機が低回転のと
きは出力タービンの目標回転数を相対的に高く制
御してその回転慣性を増大させる。従つて、ガス
発生機の低回転域において出力タービンには負荷
投入に対応しうるだけの回転慣性が確保される。
また、前述の通りであるので、出力タービンの回
転慣性を確保する制御にあたつては、発電機電流
等の間接的に負荷を示す量を検出する必要は無
く、少なくともガス発生機の回転数に応じて出力
タービンの目標回転数を設定するようにすれば足
り、これにより簡潔な構成と高効率・高精度の制
御が達成される。
生機の回転数が高い場合には相対的に出力タービ
ンの回転慣性が大きいため、出力タービンの回転
数を高くするまでもなく負荷投入時の回転数の低
下は抑えられる。一方、ガス発生機が低回転のと
きは出力タービンの目標回転数を相対的に高く制
御してその回転慣性を増大させる。従つて、ガス
発生機の低回転域において出力タービンには負荷
投入に対応しうるだけの回転慣性が確保される。
また、前述の通りであるので、出力タービンの回
転慣性を確保する制御にあたつては、発電機電流
等の間接的に負荷を示す量を検出する必要は無
く、少なくともガス発生機の回転数に応じて出力
タービンの目標回転数を設定するようにすれば足
り、これにより簡潔な構成と高効率・高精度の制
御が達成される。
以下図面によつて説明する。第１図は本発明に
よる装置の実施例を示すブロツク図である。
よる装置の実施例を示すブロツク図である。
ところで、ガス発生機回転数Nggは、第２図
（図中破線は実線よりも温度が低い場合を示す）
に示すように、エンジン出力にほぼ比例するが、
吸入空気の状態（温度、湿度等）によつて同一出
力（負荷）時でもガス発生機回転数Nggが異なる
ことがあるため、出力タービンの目標回転数は負
荷による制御よりも回転数Nggに応じて設定した
方が良い。
（図中破線は実線よりも温度が低い場合を示す）
に示すように、エンジン出力にほぼ比例するが、
吸入空気の状態（温度、湿度等）によつて同一出
力（負荷）時でもガス発生機回転数Nggが異なる
ことがあるため、出力タービンの目標回転数は負
荷による制御よりも回転数Nggに応じて設定した
方が良い。
この点に着目し本発明では、比較的簡単なFV
変換回路２によつてエンジン１からガス発生機軸
の実回転数Nggを検出して、これを電圧信号に変
換し、この信号に応じて出力タービン軸の目標回
転数を与える関数発生機３の出力値を変化させる
ことにより、回転数Nggに応じて目標回転数を変
化させる。
変換回路２によつてエンジン１からガス発生機軸
の実回転数Nggを検出して、これを電圧信号に変
換し、この信号に応じて出力タービン軸の目標回
転数を与える関数発生機３の出力値を変化させる
ことにより、回転数Nggに応じて目標回転数を変
化させる。
具体的には、回転数Nggと目標回転数Nptset
とが第３図に示すような関係となるように、アナ
ログ関数発生器またはマイクロコンピユータで構
成した関数発生器３の発生関数を設定する。
とが第３図に示すような関係となるように、アナ
ログ関数発生器またはマイクロコンピユータで構
成した関数発生器３の発生関数を設定する。
すなわち、アイドルＡ以下の低回転域において
は、許容幅の限度いつばいである定格回転数の５
％増しに目標回転数Nptsetを定め、またアイド
ルＡから最大定格の30％Ｂまでの回転域において
は、５％増しから徐々に定格回転数となるように
定め、さらにそれ以上の回転域では常に定格回転
数となるように定める。
は、許容幅の限度いつばいである定格回転数の５
％増しに目標回転数Nptsetを定め、またアイド
ルＡから最大定格の30％Ｂまでの回転域において
は、５％増しから徐々に定格回転数となるように
定め、さらにそれ以上の回転域では常に定格回転
数となるように定める。
このようにして、ガス発生機の回転数Nggが低
回転の領域では出力タービン軸の目標回転数
Nptsetを中・高回転域に比般べて相対的に高め、
定格回転数の許容限界付近に設定してその慣性を
増しておくので、負荷投入時などにこの低回転領
域から負荷が急増したとしても、その回転数の落
ち込みを許容範囲内におさまる程度に低減するこ
とができる。なお、回転数Nggが大きくなるほ
ど、その後に加わる負荷は相対的に減るので、目
標回転数Nptsetは回転数Nggが大きいほど定格
数に近づけても落ち込み幅を低減できる。
回転の領域では出力タービン軸の目標回転数
Nptsetを中・高回転域に比般べて相対的に高め、
定格回転数の許容限界付近に設定してその慣性を
増しておくので、負荷投入時などにこの低回転領
域から負荷が急増したとしても、その回転数の落
ち込みを許容範囲内におさまる程度に低減するこ
とができる。なお、回転数Nggが大きくなるほ
ど、その後に加わる負荷は相対的に減るので、目
標回転数Nptsetは回転数Nggが大きいほど定格
数に近づけても落ち込み幅を低減できる。
なお、第２図に示す回転数Nggとエンジン出力
との関係は、吸入空気の温度や湿度によつて多少
変動するので、これを考慮して、関数発生器３の
関数を温度や湿度に応じて補正することが望まし
い。
との関係は、吸入空気の温度や湿度によつて多少
変動するので、これを考慮して、関数発生器３の
関数を温度や湿度に応じて補正することが望まし
い。
次に減算回路４が以上の如くして得た目標回転
数Nptsetを示す信号とFV変換回路５からの出力
タービン軸の実回転数Nptを示す信号との偏差を
取り、さらにこの偏差信号に応じて演算回路６が
この偏差を縮小する方向に燃料制御弁７の開度す
なわち燃料量を調節して、目標回転数Nptsetに
維持されるよう出力タービン軸の回転数Nptをフ
イードバツク制御するのである。
数Nptsetを示す信号とFV変換回路５からの出力
タービン軸の実回転数Nptを示す信号との偏差を
取り、さらにこの偏差信号に応じて演算回路６が
この偏差を縮小する方向に燃料制御弁７の開度す
なわち燃料量を調節して、目標回転数Nptsetに
維持されるよう出力タービン軸の回転数Nptをフ
イードバツク制御するのである。
これらのフイードバツク制御系は従来のものと
同様の構成である。
同様の構成である。
以上説明したように、本発明はガス発生機回転
数が低回転域では出力タービンの目標回転数を相
対的に高く設定するようにして慣性を高めておく
ので、負荷の急増に際しての出力タービン回転の
落ち込みを確実に防止できる。しかも、検出の容
易なガス発生機回転数に応じて目標回転数を設定
するようにしたもので、効率良く制御できると共
に発電機の負荷電流から負荷を検出するなどの負
荷検出手段を使用する必要がなく、従つて装置を
簡素化できる。
数が低回転域では出力タービンの目標回転数を相
対的に高く設定するようにして慣性を高めておく
ので、負荷の急増に際しての出力タービン回転の
落ち込みを確実に防止できる。しかも、検出の容
易なガス発生機回転数に応じて目標回転数を設定
するようにしたもので、効率良く制御できると共
に発電機の負荷電流から負荷を検出するなどの負
荷検出手段を使用する必要がなく、従つて装置を
簡素化できる。
第１図は本発明の実施例を示すブロツク図、第
２図はエンジン出力とガス発生機回転数との関係
を示す特性図、第３図はガス発生機回転数と出力
タービンの目標回転数との関係を示す特性図であ
る。 １……エンジン、２……FV変換回路、３……
関数発生器、４……減算回路、５……FV変換回
路、６……演算回路、７……燃料制御弁。
２図はエンジン出力とガス発生機回転数との関係
を示す特性図、第３図はガス発生機回転数と出力
タービンの目標回転数との関係を示す特性図であ
る。 １……エンジン、２……FV変換回路、３……
関数発生器、４……減算回路、５……FV変換回
路、６……演算回路、７……燃料制御弁。
Claims (1)
- １ 互いに独立して回転するガス発生機と出力タ
ービンとを有するガスタービンエンジンの燃料制
御装置において、前記ガス発生機と前記出力ター
ビンの回転数を検出する手段と、少なくとも該ガ
ス発生機回転数に応じて前記出力タービンの目標
回転数を設定する手段と、該出力タービンの目標
回転数と前記出力タービン回転数との偏差に応じ
て燃料供給量をフイードバツク制御して前記出力
タービン回転数が前記目標回転数に維持されるよ
うに制御する手段とを備え、前記目標回転数設定
手段は、前記ガス発生機回転数が低回転域では前
記出力タービンの目標回転数を相対的に高く設定
するようにし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 |
|---|---|---|---|
| JP11596979A JPS5641423A (en) | 1979-09-10 | 1979-09-10 | Fuel controller for gas turbine engine |
| US06/184,902 US4380894A (en) | 1979-09-10 | 1980-09-08 | Fuel supply control system for a turbine engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11596979A JPS5641423A (en) | 1979-09-10 | 1979-09-10 | Fuel controller for gas turbine engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5641423A JPS5641423A (en) | 1981-04-18 |
| JPS6363733B2 true JPS6363733B2 (ja) | 1988-12-08 |
Family
ID=14675611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11596979A Granted JPS5641423A (en) | 1979-09-10 | 1979-09-10 | Fuel controller for gas turbine engine |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4380894A (ja) |
| JP (1) | JPS5641423A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58107328A (ja) * | 1981-12-21 | 1983-06-27 | ダイニツク株式会社 | 石膏ボ−ド用化粧紙の製造法 |
| US4498016A (en) * | 1983-08-04 | 1985-02-05 | Caterpillar Tractor Co. | Locomotive governor control |
| US4618931A (en) * | 1984-03-21 | 1986-10-21 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Gas generator fuel flow throttle control system |
| GB8730187D0 (en) * | 1987-12-24 | 1988-02-03 | Rolls Royce Plc | Overspeed limiter for gas turbine aeroengine |
| JP3039947B2 (ja) * | 1990-03-19 | 2000-05-08 | 株式会社日立製作所 | ガスタービンの燃料制御装置 |
| FR2681377B1 (fr) * | 1991-09-18 | 1995-01-20 | Snecma | Systeme de protection contre l'extinction d'une turbomachine en cas d'ingestion d'eau massive ou de greles. |
| JP3037804B2 (ja) * | 1991-12-02 | 2000-05-08 | 株式会社日立製作所 | ガスタービン燃焼器の制御方法及び制御装置 |
| JP3684208B2 (ja) * | 2002-05-20 | 2005-08-17 | 株式会社東芝 | ガスタービン制御装置 |
| US6708496B2 (en) * | 2002-05-22 | 2004-03-23 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Humidity compensation for combustion control in a gas turbine engine |
| US11525409B2 (en) | 2020-09-28 | 2022-12-13 | General Electric Company | Temperature based gas turbine control and method |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2163804B2 (de) * | 1971-12-22 | 1977-04-21 | Mtu Muenchen Gmbh | Regeleinrichtung fuer eine gasturbinenanlage zum antrieb eines kraftfahrzeugs |
| US3764814A (en) * | 1972-03-27 | 1973-10-09 | United Aircraft Corp | Control for auxiliary power unit |
| US3958415A (en) * | 1973-09-06 | 1976-05-25 | Lucas Aerospace Limited | Fuel control system for gas turbine engine |
| 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 |
| US3963372A (en) * | 1975-01-17 | 1976-06-15 | General Motors Corporation | Helicopter power plant control |
| JPS6018816B2 (ja) * | 1977-04-23 | 1985-05-13 | 日産自動車株式会社 | 発電用原動機の制御装置 |
-
1979
- 1979-09-10 JP JP11596979A patent/JPS5641423A/ja active Granted
-
1980
- 1980-09-08 US US06/184,902 patent/US4380894A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4380894A (en) | 1983-04-26 |
| JPS5641423A (en) | 1981-04-18 |
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