DE1928746C3 - Ignition system for gas turbines - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündanlage für Gasturbinen mit einem ersten Kondensator, einer Einrichtung zum Aufladen des Kondensators, einer mit zwei Ausgangsanschlüssen und dem Kondensator in Reihe geschalteten, spannungsempfindlichen Vorrichtung, die durchschlägt und leitet, wenn die Spannung am Kondensator einen Sollwert erreicht derart, daß sich der Kondensator über eine Zündvorrichtung entlädt, die an die Ausgangsanschlüsse angeschlossen ist, sowie mit einem zweiten, zum ersten Kondensator parallelgeschalteten Kondensator, der durch eine entsprechende Einrichtung bei Erhöhung des Bedarfs an von der Zündanlage gelieferter Energie aufgeladen werden kann.The invention relates to an ignition system for gas turbines with a first capacitor, a device for charging the capacitor, one with two output terminals and the capacitor in series, voltage sensitive device, the breaks down and conducts when the voltage across the capacitor reaches a setpoint value such that the Capacitor discharges through an ignition device connected to the output terminals, as well as with a second capacitor connected in parallel to the first capacitor, which is replaced by a corresponding Device can be charged when the demand for energy supplied by the ignition system increases can.

Aus der GB-PS 9 29 070 ist eine Schaltung bekannt, bei deren Verwendung einer Funkenstrecke zwei verschieden große Energiemengen zugeführt werden können. Das niedrigere Energieniveau wird dabei dadurch erreicht, daß nur einer von zwei Kondensatoren über die Sekundärwicklung eines von zwei Transformatoren aufgeladen wird. Wird das höhere Energieniveau benötigt, wird zusätzlich der zweite der beiden Kondensatoren von dem zweiten Transformator aufgeladen. Dabei ist es wesentlich, daß mittels einer Sperrzündbrücke beide Kondensatoren im wesentlichen gleichzeitig über dip Funkenstrecke entladen werden. Zu diesem Zweck weist die Sperrzündbrücke eine Hauptelektrode und zwei Hilfselektroden auf. An die beiden Hilfselektroden sind die beiden Kondensatoren angeschlossen, so daß diese gleichzeitig entladen werden können, aber während des Ladevorganges galvanisch voneinander getrennt sind. Bei Verwendung einer solchen Sperrzündbrücke ergeben sich aber in der Praxis Schwierigkeilen. Theoretisch wird zwar beim Auftreten einer Entladung zwischen einer Hilfselektrode und einer Hauptelektrode auch eine Entladung zwischen der anderen Hilfselektrode und der Hauptelektrode ausgelöst, praktisch findet aber keine gleichzeitige Entladung statt, insbesondere wenn die Anlage bereits einige Zeit in Betrieb war. Dies führt dazu, daß zunächst ein Kondensator beginnt sich zu entladen und daß während dieses Entladevorgangs die Entladung des zweiten Kondensators beginnt. Das bedeutet, daß nur für einen kurzen Über- !appur-.gszeitraum das erwünschte hohe Energieniveau erreicht wird und daß während der übrigen Zeit nur die Energie jeweils eines der beiden Kondensatoren zur Verfügung stehtFrom GB-PS 9 29 070 a circuit is known in which two different spark gaps are used large amounts of energy can be supplied. The lower energy level is thereby achieves that only one of two capacitors across the secondary winding of one of two transformers being charged. If the higher energy level is required, the second of the two capacitors is also required charged by the second transformer. It is essential that by means of a blocking ignition bridge both capacitors are essentially discharged simultaneously via a dip spark gap. To this end the blocking ignition bridge has a main electrode and two auxiliary electrodes. To the two auxiliary electrodes the two capacitors are connected so that they can be discharged at the same time, but during are galvanically separated from each other during the charging process. When using such a blocking ignition bridge however, difficulties arise in practice. Theoretically, it is true when a discharge occurs between an auxiliary electrode and a main electrode there is also a discharge between the other auxiliary electrode and the main electrode triggered, but practically no simultaneous discharge takes place, in particular if the system has already been in operation for some time. This leads to the fact that initially a capacitor begins to discharge and that during this discharge process the discharge of the second capacitor begins. This means that the desired high energy level can only be achieved for a short period of time is achieved and that during the rest of the time only the energy of one of the two capacitors for available

Um diesen Nachteil zu vermeiden, wurde eine Schaltung nach der US-PS 31 27 540 geschaffen. Wie aus F i g-1 dieser Druckschrift hervorgeht, speist eine Schaltung eine Funkenstrecke mit zwei verschiedenen Energieniveaus. Wie beim Gegenstand der anderen bekannten Schaltung sind zwei Kondensatoren vorgesehen, die sich aber über je eine eigene Sperrzündbrücke entladen. Jede Sperrzündbrücke ist mit einer Steuerelektrode versehen. Die Steuerelektroden sind als um die Röhrenkolben der Sperrzündbrücke herumgelegte Meiallbänder ausgebildet und stehen jeweils mit den Hauptelektroden der anderen Sperrzündbrücke in Verbindung. Die zuerst zündende Sperrzündbrücke gibt daher einen Steuerimpuls an die andere Sperrzündbrücke ab, wodurch auch diese in den leitenden Zustand übergeführt wird. In der Praxis hat sich gezeigt, daß diese Schaltung zwar eine Verbesserung gegenüber der anderen bekannten Schaltung darstellt, daß aber trotzdem eine leichte Verzögerung zwischen den Entladungen der beiden Kondensatoren nicht zu vermeiden ist. Außerdem erfordert ein Schaltungsaufbau nach dieser Druckschrift wegen der zusätzlichen Bauelemente mehr Platz.To avoid this disadvantage, a circuit was made created according to US-PS 31 27 540. As can be seen from FIG. 1 of this document, one feeds Switching a spark gap with two different energy levels. As with the subject of the other known Two capacitors are provided for the circuit, but each has its own blocking ignition bridge unload. Each blocking ignition bridge is provided with a control electrode. The control electrodes are as around the tubular pistons of the locking ignition bridge formed around Meiallbands and each stand with the Main electrodes of the other blocking ignition bridge in connection. The first blocking ignition bridge to ignite is there therefore a control pulse is sent to the other blocking ignition bridge, which also puts it in the conductive state is convicted. In practice it has been shown that this circuit is an improvement over the other known circuit, but that there is still a slight delay between the Discharge of the two capacitors cannot be avoided. In addition, requires circuit construction according to this publication because of the additional components more space.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zündanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Entladung der beiden Kondensatoren exakt gleichzeitig erfolgt, ohne daß dazu ein erhöhter Aufwand an Bauelementen und damit auch ein erhöhter Platzbedarf entsteht. Based on this prior art, the invention is based on the object of providing an ignition system of the to create the type mentioned at the beginning, in which the discharge of the two capacitors takes place exactly at the same time, without an increased expenditure on components and thus also an increased space requirement.

Diese Aufgabe wird durch eine mit den beiden Kondensatoren in Reihe geschaltete Gleichrichterdiode gelöst, die derart angeordnet ist, daß ein Stromfluß vom ersten zum zweiten Kondensator verhindert wird, und die die gleichzeitige Entladung der beiden Kondensatoren über die Zündvorrichtung erzwingt, wenn ein hoher Energiebedarf vorliegt.This task is solved by a rectifier diode connected in series with the two capacitors, which is arranged so that a current flow from the first to the second capacitor is prevented, and which forces the simultaneous discharge of the two capacitors via the igniter, if a high one There is an energy requirement.

Bei der erfindungsgemäßen Zündanlage wird die gleichzeitige Entladung der beiden Kondensatoren nicht durch unterschiedliche Sekundärspannungen der beiden Transformatoren negativ beeinflußt. Entscheidend für den Zündzeitpunkt ist die Spannung am ersten Kondensator. Sofern die den ersten Kondensator aufladende Sekundärspannung des Transformators kleiner als die Sekundärspannung des den zweiten Kondensator aufladenden Transformators ist, findet ein Ladungsausgleich über die Gleichrichterdiode statt, so daß der Ladezustand beider Kondensatoren exakt gleich ist.In the ignition system according to the invention, the two capacitors are discharged simultaneously not adversely affected by different secondary voltages of the two transformers. Decisive for the ignition point is the voltage on the first capacitor. Provided that the first capacitor is charging The secondary voltage of the transformer is less than the secondary voltage of the second capacitor charging transformer is, a charge equalization takes place via the rectifier diode, so that the State of charge of both capacitors is exactly the same.

Die Erfindung ist im nachfolgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung istThe invention is described below on the basis of an exemplary embodiment with reference to the drawing explained in more detail. In the drawing is

F i g. 1 ein Schaltschema der Zündanlage undF i g. 1 a circuit diagram of the ignition system and

F i g. 2 eine Abwandlung des in F i g. 1 gezeigten Schaltschemas.F i g. 2 shows a modification of the one shown in FIG. 1 shown circuit diagrams.

Gemäß F i g. 1 weist die Anlage zwei Ausgangsanschlüsse 10 und 11 auf, die im Betrieb mit einer Zündvorrichtung 12 einer Gasturbine verbunden sind. Die Zündvorrichtung 12 ist mit einem besonderen Versorgungsstromkreis versehen, zu dem ein Induktor 13 gehört, der mit der Zündvorrichtung und den Anschlüssen 10 und 11 in Reihe geschaltet ist. An die Anschlüsse istAccording to FIG. 1, the system has two output connections 10 and 11, which in operation with an ignition device 12 are connected to a gas turbine. The ignition device 12 has a special supply circuit provided, to which an inductor 13 belongs, with the ignition device and the connections 10 and 11 is connected in series. At the connections is

ein Diodengleichrichter 14 angeschlossen, wobei dessen Anode mit dem Anschluß 11 verbunden ist.a diode rectifier 14 connected, its Anode is connected to the terminal 11.

Der Anschluß 11 ist mit einem Ende jeder der Sekundärwicklungen zweier Transformatoren 15 und 16 verbunden, und das andere Ende der Sekundärwicklung des Transformators 15 ist Ober einen Diodengleichrichter 17 und eine Sperrzündbrücke 18 in Reihe mit dem Anschluß !0 verbunden. Die Anode des Diodengleichrichters 17 ist mit der Sekundärwicklung verbunden. Ferner ist ein erster Kondensator 19 zwischen den An-Schluß 11 und einen Punkt zwischen dem Diodengleichrichter 17 und de: Sperrzündbrücke 18 geschaltet, und zu diesem Kondensator ist ein Abzapfwidet stand 20 parallel geschaltet.The terminal 11 is with one end of each of the secondary windings two transformers 15 and 16 connected, and the other end of the secondary winding of the transformer 15 is above a diode rectifier 17 and a blocking ignition bridge 18 in series with the Port! 0 connected. The anode of the diode rectifier 17 is connected to the secondary winding. Furthermore, a first capacitor 19 is between the connection 11 and a point between the diode rectifier 17 and de: blocking ignition bridge 18 connected, and a tapping widget is connected to this capacitor 20 connected in parallel.

Das andere Ende der Sekundärwicklung des Trans- *5 formators 16 ist über Diodengleichrichter 21 und 22 mit einem Punkt zwischen dem Diodengleichrichter 17 und der Sperrzündbrücke 18 verbunden. Ein Punkt zwischen den Diodengleichrichtem 21 und 22 ist mit einer Platte eines weiteren Kondensators 23 verbunden, dessen andere Platte mit dem Anschluß 11 verbunden ist. Ferner ist zum Kondensator 23 ein AbzapfwiderstandThe other end of the secondary winding of the Trans- * 5 formators 16 is via diode rectifiers 21 and 22 with a point between the diode rectifier 17 and the blocking ignition bridge 18 connected. A point between the diode rectifiers 21 and 22 is marked with a Plate of a further capacitor 23 is connected, the other plate of which is connected to the terminal 11. There is also a tapping resistor for the capacitor 23

24 parallel geschaltet.24 connected in parallel.

Die Primärwicklung des Transformators 15 ist mit einer Wechselstromquelle 25 verbindbar, und die Pri- *5 märwicklung des Transformators 16 ist über einen Schalter 26 mit der gleichen Stromquelle verbindbar.The primary winding of the transformer 15 can be connected to an alternating current source 25, and the pri- * 5 The winding of the transformer 16 can be connected to the same power source via a switch 26.

Im Betrieb lädt sich der Kondensator 19 bei geöffnetem Schalter 26 und bei angeschlossener StromquelleIn operation, the capacitor 19 charges when the switch 26 is open and when the power source is connected

25 über den Diodengleichrichter 17 auf, bis ein Punkt erreicht ist, bei dem die Sperrzündbrücke 18 durchschlägt. Wenn das geschieht, entlädt sich der Kondensator 19 durch die Zündvorrichtung 12, und die Größe der Energie hängt von der Kapazität des Kondensators 19 und von der Spannung ab, bei der das Durchschlagen erfolgt.25 via the diode rectifier 17 until a point is reached at which the blocking ignition bridge 18 breaks down. When that happens, capacitor 19 discharges through igniter 12, and so does size the energy depends on the capacitance of the capacitor 19 and on the voltage at which the breakdown he follows.

Wenn die zur Zündvorrichtung gelieferte Energie erhöht werden muß, wird der Schalter 26 geschlossen, und während sich der Kondensator 19 über den Diodengleichrichter 17 auflädt, lädt sich der Kondensator 23 über den Diodengleichrichter 21 auf. Wenn die Spannung am Kondensator 19 ausreicht, um ein Durchschlagen der Sperrzündbrücke 18 zu bewirken, entladen sich beide Kondensatoren durch die Zündvorrichtung, wobei der Kondensator 23 wirksam über den Diodengleichrichter 22 zum Kondensator 19 parallel geschaltet wird. Vorteilhafterweise sollen die an den Sekundärwicklungen entstehenden Spannungen gleich sein, entscheidend ist das aber nicht, da beispielsweise dann, wenn die an den Sekundärwicklungen des Transformators 16 entstandene Spannung etwas geringer als die Spannung ist. die an der Sekundärwicklung des Transformators 15 erzeugt wird, beide Kondensatoren gleichzeitig durch die Zündvorrichtung entladen. Falls die an der Sekundärwicklung des Transformators 16 erzeugte Spannung höher als die Spannung ist, die an der Sekundärwicklung des Transformators 15 erzeugt wird, fließt während des Aufladens Strom durch den Diodengleichrichter 22, der ein Aufladen des Kondensators 19 bewirkt. Durch diese Anordnung spricht die Sperrzündbrücke 18 nur auf die Spannung an, die sich an dem Kondensator 19 bildet, und deshalb bleibt die Zündfolge im wesentlichen konstant, gleichgültig, ob der Schalter 26 offen oder geschlossen ist.When the energy supplied to the igniter needs to be increased, switch 26 is closed, and while the capacitor 19 charges through the diode rectifier 17, the capacitor charges 23 via the diode rectifier 21. When the voltage on capacitor 19 is sufficient to breakdown to effect the blocking ignition bridge 18, both capacitors discharge through the ignition device, the capacitor 23 effectively being parallel to the capacitor 19 via the diode rectifier 22 is switched. Advantageously, the voltages developing on the secondary windings should be the same However, this is not decisive, because, for example, when the on the secondary windings of the transformer 16 the resulting tension is slightly lower than the tension. the one at the secondary winding of the Transformer 15 is generated, both capacitors are discharged simultaneously by the ignition device. If the voltage generated across the secondary winding of the transformer 16 is higher than the voltage applied to the secondary winding of the transformer 15 is generated, current flows through the during charging Diode rectifier 22, which causes the capacitor 19 to be charged. It is through this arrangement that the Blocking ignition bridge 18 only applies to the voltage that forms across capacitor 19, and therefore remains the Firing order essentially constant, regardless of whether switch 26 is open or closed.

In der in F i g. 2 gezeigten Abwandlung ist ein Wählschalter 27 vorgesehen, und der Schalter 26 ist weggelassen. In der dargestellten Schaltstellung gestattet der Wahlschalter lediglich ein Erregen des Transformators 15, und infolgedessen wird nur der Kondensator 19 aufgeladen. Damit erhält man den niedrigeren Energiewert. Wenn sich der Wahlschalter in der Alternativ-Schaltstellung befindet, wird nur der Transformator 16 erregt, und dieser Transformator lädt beide Kondensatoren 19 und 23 auf. Damit erhält man den höheren Energiewert. Der Wahlschalter kann ferner eine Ausschalt-Stellung aufweisen, die man einschaltet, wenn die Anlage nicht in Gebrauch ist.In the in F i g. The modification shown in FIG. 2 is a selector switch 27 is provided and the switch 26 is omitted. In the switching position shown, the Selector switch only energizes the transformer 15, and as a result only the capacitor 19 is charged. This gives the lower energy value. When the selector switch is in the alternative switch position only transformer 16 is energized and that transformer charges both capacitors 19 and 23 on. This gives the higher energy value. The selector switch can also have a switch-off position that you turn on when the system is not in use.

Es versteht sich, daß die Kondensatoren von einer Gleichstromquelle aus aufgeladen werden können, falls sich das als zweckmäßiger erweist. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel kann es sich bei den Diodengleichrichtem 17 und 21 im übrigen um brückenverbundene Gleichrichtereinheiten handeln.It will be understood that the capacitors can be charged from a DC power source, if this proves to be more appropriate. In the exemplary embodiment described, the diode rectifiers 17 and 21 are also bridge-connected rectifier units.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Zündanlage für Gasturbinen mit einem ersten Kondensator, einer Einrichtung zum Aufladen des Kondensators, einer mit zwei Ausgangsanschlüssen und dem Kondensator in Reihe geschalteten, spannungsempfindlichen Vorrichtung, die durchschlägt und leitet, wenn die Spannung am Kondensator einen Sollwert erreicht, derart, daß sich der Kondensator über eine Zündvorrichtung entlädt, die au die Ausgangsanschlüsse angeschlossen ist, sowie mit einem zweiten, zum ersten Kondensator parallelgeschalteten Kondensator, der durch eine entsprechende Einrichtung bei Erhöhung des Bedarfs an von der Zündanlage gelieferter Energie aufgeladen werden kann, gekennzeichnet durch eine mit den beiden Kondensatoren (19, 23) in Reihe geschaltete Gleichrichterdiode (22), die derart angeordnet ist, daß ein Stromfluß vom ersten (19) zum zweiten Kondensator (23) verhindert wird, und die die gleichzeitige Entladung der beiden Kondensatoren (19, 23) über die Zündvorrichtung (12) erzwingt, wenn ein hoher Energiebedarf vorliegt.Ignition system for gas turbines with a first capacitor, a device for charging the capacitor, a voltage-sensitive device connected in series with two output connections and the capacitor, which breaks down and conducts when the voltage across the capacitor reaches a target value, in such a way that the capacitor overflows an igniter discharges, the au output terminals is connected and can be charged with a second, in parallel with the first capacitor capacitor supplied by an appropriate means with an increase in the demand for the ignition energy, characterized by the two capacitors (19 , 23) series-connected rectifier diode (22), which is arranged in such a way that a current flow from the first (19) to the second capacitor (23) is prevented, and which enables the simultaneous discharge of the two capacitors (19, 23) via the ignition device ( 12) if there is a high energy demand gt. 2525th