JPS5947140B2 - Variable vane control device for twin-shaft gas turbine - Google Patents
Variable vane control device for twin-shaft gas turbineInfo
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- JPS5947140B2 JPS5947140B2 JP12321379A JP12321379A JPS5947140B2 JP S5947140 B2 JPS5947140 B2 JP S5947140B2 JP 12321379 A JP12321379 A JP 12321379A JP 12321379 A JP12321379 A JP 12321379A JP S5947140 B2 JPS5947140 B2 JP S5947140B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は二軸ガスタービンのバリアプルベーン制御装置
の改良、ことに自動車用のこの種装置の改良に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improvement in a barrier pull vane control system for a two-shaft gas turbine, and in particular to an improvement in this type of system for motor vehicles.
第1図および第2図は従来の熱交換器付二軸ガスタービ
ンとその制御装置を示す。1 and 2 show a conventional two-shaft gas turbine with a heat exchanger and its control device.
すなわち従来の二軸ガスタービンにおいては、大気から
の空気をコンプレッサ1で圧縮し、熱交換器4で排気の
熱で加熱してこれを燃焼器5に導く。That is, in the conventional two-shaft gas turbine, air from the atmosphere is compressed by the compressor 1, heated by the heat of the exhaust gas by the heat exchanger 4, and guided to the combustor 5.
燃焼器5には燃料ポンプ8からの燃料を、燃料調整弁駆
動機構Iで制御される燃料調整弁6を介して供給し、こ
こで燃焼せしめる。Fuel from a fuel pump 8 is supplied to the combustor 5 via a fuel adjustment valve 6 controlled by a fuel adjustment valve drive mechanism I, where it is combusted.
燃焼器5で生成する燃焼ガスはまずガスゼネタービン(
以下、ガスゼネと略す)2を駆動し、次にバリアプルベ
ーン8を介してパワータービン3を駆動した後、熱交換
器4を経て排出される。The combustion gas generated in the combustor 5 first passes through the gas generator turbine (
After driving a gas generator (hereinafter abbreviated as gas generator) 2 and then driving a power turbine 3 via a barrier pull vane 8, the gas is discharged through a heat exchanger 4.
パワータービン3は負荷11rcリンクされている。Power turbine 3 is linked to load 11rc.
なお、参照番号16はガスゼネ入ロガス温度検出器、1
4はガスゼネ回転数検出器、1stiパワ一タービン回
転数検出器、10はバリアプルベーン駆動機構である。In addition, reference number 16 is a log gas temperature detector with gas generator, 1
4 is a gas generator rotation speed detector, 1sti power-turbine rotation speed detector, and 10 is a barrier pull vane drive mechanism.
この二軸カスタービンの制御は上述の燃料調整弁駆動機
構7およびバリアプルベーン駆動機構10で行うが、そ
の制御装置が参照番号19で示されており、これの詳細
を第2図に示しである。Control of this two-shaft cast turbine is performed by the above-mentioned fuel adjustment valve drive mechanism 7 and barrier pull vane drive mechanism 10, and the control device is designated by reference numeral 19, and its details are shown in FIG. be.
第1図に示すよつ[この制御装置19は、アクセルペダ
ル12によりガスゼネ回転数設定器13で設定された定
常運転時ガスゼネ回転数設定値NG* と、ガスゼネ回
転数検出器14から得たガスゼネ回転数測定値Noと、
パワータービン回転数検出器15から得たパワータービ
ン回転数測定値NPと、ガスゼネ人ロガ、2温度検出器
16から得たガスゼネ入口温度T7の測定値〒7とを入
力する。As shown in FIG. Rotation speed measurement value No.
The power turbine rotation speed measurement value NP obtained from the power turbine rotation speed detector 15 and the measurement value 〒7 of the gas generator inlet temperature T7 obtained from the gas generator logger and 2 temperature detector 16 are input.
このrill置1装はこれらを適当に制御演算した後、
燃料流量指令値G、およびバリアプルベーン開度指令値
Voを出力し、それぞれコンバータ17および18を介
して前述の燃料調節弁駆動機構7およびバリアプルベー
ン駆動機構10に印加される。After this rill device 1 appropriately controls and calculates these,
A fuel flow rate command value G and a barrier pull vane opening command value Vo are outputted and applied to the aforementioned fuel control valve drive mechanism 7 and barrier pull vane drive mechanism 10 via converters 17 and 18, respectively.
第2図に示す制御装置19において、参照番号20け位
相進み補償回路、21は関数発生器(定常運転時ガスゼ
ネ入口温度計画線)、22は燃料流量制御演算回路、2
3,2γ、28は比較器、24は加算器、25はPI調
節器、26はバリアプルベーン開度判定器、29は急加
減速時バリアプルベーン開度調節器、30け比例ゲイン
設定器である。In the control device 19 shown in FIG. 2, reference number 20 is a phase lead compensation circuit, 21 is a function generator (gas gene inlet temperature planning line during steady operation), 22 is a fuel flow rate control calculation circuit, 2
3, 2γ, 28 are comparators, 24 is an adder, 25 is a PI adjuster, 26 is a barrier pull vane opening determiner, 29 is a barrier pull vane opening adjuster during sudden acceleration/deceleration, 30-piece proportional gain setter It is.
なおこの図における記号T7*は定常運転時ガスゼネ入
口温度目標値、T2Cは位相進み補償後のガスゼネ入口
温度測定値、VTは定常運転時バリアプルベーン開度指
令信号、vNは急加減速時バリアプルベーン開度指令信
号、VGはバリアプルベーン開度指令信号(設計点開度
からの変化分)、VGmaXはバリアプルベーン開度上
限値、VGminはバリアプルベーン開度下限値、Δけ
急加減速判定基準を示すものである。In this figure, the symbol T7* is the gas general inlet temperature target value during steady operation, T2C is the gas general inlet temperature measurement value after phase lead compensation, VT is the barrier pull vane opening command signal during steady operation, and vN is the barrier during sudden acceleration/deceleration. Pull vane opening command signal, VG is barrier pull vane opening command signal (change from design point opening), VGmaX is barrier pull vane opening upper limit, VGmin is barrier pull vane opening lower limit, Δke This shows the acceleration/deceleration determination criteria.
制御装置19のバリアプルベーン1指令値vGの演算回
路について概略述べると、定常運転時には、低燃費維持
のため、ガスゼネ入口温度T7を計画線T 7*に沿っ
て制御するように、P I 調125でバリアプルベー
ン開度指令値VGを計算する。To briefly describe the calculation circuit for the barrier pull vane 1 command value vG of the control device 19, during steady operation, the P I adjustment is performed so that the gas generator inlet temperature T7 is controlled along the planned line T7* in order to maintain low fuel consumption. At step 125, a barrier pull vane opening command value VG is calculated.
一方、急加減速時には、調節器29によりバリアプルベ
ーン9 ヲ0N−OF F的に開閉する。On the other hand, during sudden acceleration and deceleration, the barrier pull vane 9 is opened and closed in a N-OF manner by the regulator 29.
なお、急加減速の判定基準となる、調節器29の不感帯
4は適当な値に設定するものとする。Note that the dead zone 4 of the regulator 29, which serves as a criterion for sudden acceleration/deceleration, is set to an appropriate value.
調節器29の出力は、定常運転時にはゼロとなる。The output of the regulator 29 is zero during steady operation.
加算器24とバリアプルベーン開度判定器26から構成
されるフィードバック・ループは、バリアプルベーン開
度指令信号VGを上限値VGmax1下限値VGm i
nの薄囲内に押さえるためのリミッタ機能を果たす。A feedback loop composed of an adder 24 and a barrier pull vane opening degree determiner 26 sets the barrier pull vane opening degree command signal VG to an upper limit value VGmax1 a lower limit value VGm i
It functions as a limiter to keep it within a thin range of n.
なお、コンバータ17.18は、それぞれ制御装置19
からの信号Gf 、vGを燃料調整弁駆動機構Iおよび
バリアプルベーン駆動機構10の操作信号に変換するた
めのものである。Note that the converters 17 and 18 each have a control device 19.
This is for converting the signals Gf and vG from the fuel adjustment valve drive mechanism I and the barrier pull vane drive mechanism 10 into operation signals.
第1図に示した熱交換器付二軸ガスタービンの急加減速
時の運転について、従来は第2図の調節器29によりバ
リアプルベーン9を0N−OFF的に一定角度(VNm
aX、VNmin)で開閉させる方法が用いられていた
。Regarding the operation of the two-shaft gas turbine with a heat exchanger shown in FIG. 1 during sudden acceleration/deceleration, conventionally the barrier pull vane 9 was set at a constant angle (VNm
aX, VNmin) was used.
この方法によると、急加減速時に第3図に示すような振
動現象を引き起こし、制御対象となるガスタービンの特
注によってはリミットサイクルになり、運転状態が不安
定になることがある。According to this method, a vibration phenomenon as shown in FIG. 3 is caused during sudden acceleration/deceleration, and depending on the custom-made gas turbine to be controlled, a limit cycle may occur and the operating state may become unstable.
また、これをコンプレッサ・マツプ上の作動線で見た場
合、第4図に示すように、従来では、振動的な作動線に
なる。Furthermore, when looking at this as an operating line on a compressor map, as shown in FIG. 4, conventionally it becomes an oscillating operating line.
まず、急加速時の挙動について考えると、急加速指令(
N G *N G >Δ)により、バリアプルベーン9
が急激に開かれると同時に、燃料の投入が始まり、ガス
ゼネ入口温度が上昇する。First, considering the behavior during sudden acceleration, the sudden acceleration command (
Due to N G *NG > Δ), barrier pull vane 9
At the same time as the gas generator is suddenly opened, fuel injection begins and the gas generator inlet temperature rises.
一方、ガスゼネタービン2け、流入する燃焼ガス温度の
上昇により回転速度を増していくが、慣性モーメントが
あるため急速には回転速度は増加しない。On the other hand, the rotational speed of the two gas generator turbines increases as the temperature of the incoming combustion gas increases, but the rotational speed does not increase rapidly because of the moment of inertia.
ガスゼネタービン2の回転数NGの上昇とともに、定常
運転時用のバリアプルベーン開度判定器26の効果があ
られれ、バリアプルベーン9の開度vGばしだいに減少
していく。As the rotational speed NG of the gas generator turbine 2 increases, the effect of the barrier pull vane opening degree determination device 26 for steady operation becomes less effective, and the opening degree vG of the barrier pull vane 9 gradually decreases.
ガスゼネ回転数NGの増加にともない、ガスゼネ回転数
の偏差(NG*−NG )ViLだいに減少し、ついに
はNG*−NG−Δとなる。As the gas general rotational speed NG increases, the deviation (NG*-NG)ViL of the gas general rotational speed gradually decreases and finally becomes NG*-NG-Δ.
これと同時に、調節器29の出力はゼロとなり、バリア
プルベーン9は急激に閉じられる。At the same time, the output of the regulator 29 becomes zero and the barrier pull vane 9 is abruptly closed.
バリアプルベーン9が閉シラれることによりガスゼネタ
ービン2は減速状態に入り、再びガスゼネ回転数の偏差
はN。By closing the barrier pull vane 9, the gas generator turbine 2 enters a deceleration state, and the deviation of the gas generator rotational speed is N again.
* NG〉Δの状態になるので、調節器29の出力は
vNmaxとなり、ガスゼネタービン2は再加速状態に
入る。Since the state is such that *NG>Δ, the output of the regulator 29 becomes vNmax, and the gas generator turbine 2 enters the re-acceleration state.
ガスゼネタービン2の再加速の結果、ガスゼネ回転数の
偏差(NG*−NG)が減少し、NG*−NGくΔとな
り、再び減速状態に陥る。As a result of the re-acceleration of the gas generator turbine 2, the deviation (NG*-NG) of the gas generator rotational speed decreases to NG*-NG Δ, and the system falls into a deceleration state again.
このようにして、ガスゼネタービン2は、加速・減速状
態を繰9返すため、不安定な運転状態に陥り、また、バ
リアプルベーン9の開度の変動のため、パワータービン
3の出力トルクも変動する欠点があった。In this way, the gas generator turbine 2 repeatedly accelerates and decelerates, resulting in an unstable operating state.Furthermore, due to fluctuations in the opening degree of the barrier pull vanes 9, the output torque of the power turbine 3 also decreases. There was a variable drawback.
また、急減速時にも同様にして振動現象を引き起こし、
サージングを起こすという欠点があった。Also, during sudden deceleration, vibrations occur in the same way,
It had the disadvantage of causing surging.
本発明の目的はこの従来装置の欠点を改善せんとするに
ある。The object of the present invention is to improve the drawbacks of this conventional device.
すなわち急加減速時に、ハンチング現象(バリアプルベ
ーン9の開度、ガスゼネタービン20回転数、パワータ
ービン3の出力トルクなど)を生ずることなく、また、
コンプレッサ1がサージ領域に突入することなく、すみ
やかにかつ安定に、ガスゼネ回転数NGをその目標値N
G*に追従させることを目的とする。That is, during sudden acceleration/deceleration, no hunting phenomenon (opening degree of barrier pull vane 9, gas generator 20 rotation speed, output torque of power turbine 3, etc.) occurs, and
Promptly and stably reduce the gas gener- ation speed NG to its target value N without the compressor 1 entering the surge region.
The purpose is to follow G*.
本発明は、急加減速時のバリアプルベーンの開度調節に
加速側比例ゲインおよび減速側比例ゲインを独立に設定
できる不感帯付比例動作の調節器を使用し、この調節器
の減速側領域の前記減速側比例ゲインを回転数偏差の大
きい区間では大きく、回転数偏差の小さい区間では小さ
く設定したことを特徴とする、二軸ガスタービンのバリ
アプルベーン制御装置を提供するにある。The present invention uses a proportional action regulator with a dead band that can independently set the acceleration side proportional gain and deceleration side proportional gain to adjust the opening of the barrier pull vane during sudden acceleration/deceleration. There is provided a barrier pull vane control device for a two-shaft gas turbine, characterized in that the deceleration side proportional gain is set to be large in an area where the rotational speed deviation is large and small in an area where the rotational speed deviation is small.
この結果、本発明によれば、従来、急加減速時のバリア
プルベーン9の開度の調節に0N−OFF的動作の調節
器29を使用していたのを、加速・減速側の比例ゲイン
を独立に設定できる不感帯付比例動作の調節器31に置
き換えて、急加減速の程度を反映した連続的な制御を行
っているので、ガスゼネ回転数の偏差(NGI −NG
)が減少してNGI−NGキΔ1となったときに−・ン
チング現象を起こすことなく、またコンプレッサ1がサ
ージ領域に突入することなく、すみやかにガスゼネ回転
数NGをその目標値NG*に追従させることができるの
である。As a result, according to the present invention, the proportional gain on the acceleration/deceleration side replaces the conventional regulator 29 with 0N-OFF operation used to adjust the opening degree of the barrier pull vane 9 during sudden acceleration/deceleration. Since the controller 31 is replaced with a proportional action regulator 31 with a dead band that can be set independently, and continuous control is performed that reflects the degree of sudden acceleration/deceleration, the deviation of the gas generator rotation speed (NGI - NG
) decreases to Δ1, the gas generator rotational speed NG quickly follows its target value NG* without causing a pinching phenomenon or without compressor 1 entering the surge region. It is possible to do so.
本発明の好適な実施例であるバリアプルベーン制御装置
は、(1)急加減速時、急加減速の程度に応じてバリア
プルベーンの開度を指令する信号を発生する回路(なお
、この回路は、加速側と減速側で比例ゲインを独立に設
定でき、さらに、減速側領域で回転数偏差が大きい区間
では比例ゲインを犬きく、回転数偏差の小さい区間では
比例ゲインを小さく設定できる。A barrier-pull vane control device that is a preferred embodiment of the present invention includes (1) a circuit that generates a signal to command the opening degree of the barrier-pull vane according to the degree of sudden acceleration/deceleration during sudden acceleration/deceleration; The circuit can independently set the proportional gain on the acceleration side and the deceleration side, and furthermore, in the deceleration side region, the proportional gain can be set high in the section where the rotation speed deviation is large, and the proportional gain can be set small in the section where the rotation speed deviation is small.
また、定常運転時の出力はゼロとなる。Also, the output during steady operation is zero.
)と、(2)定常運転時、ガスゼネ、々−ピン回転数に
よって定まるガスゼネ入口温度計画値を目標値とし、ガ
スゼネ入口温度(但し、測定値に位相進み補償した結果
)を制御量として、両者の偏差を比例積分調節してバリ
アプルベーンの開度の指令信号を発生する回路と、(3
)前記回路1)。) and (2) During steady operation, the gas general inlet temperature plan value determined by the gas general and pin rotation speed is the target value, and the gas general inlet temperature (however, the result of phase advance compensation for the measured value) is the controlled variable. a circuit that generates a command signal for the opening of the barrier pull vane by proportionally and integrally adjusting the deviation of the
) Said circuit 1).
(2)の出力を加算しバリアプルベーンの開度を指令す
る信号を発生する回路と、(4)該回路3)の出力が上
下限の範囲内にあるかどうか判定し、限界値を起えた時
は、前記回路2)の比例積分調節器の入力部にフィード
バック信号を送出することにより前記回路3)の出力に
制限を加える回路とから成り、加速性能をそこなうこと
なく、かつサージングすることなく、すみやかに減速で
きるように、急加減速の大きさに応じたバリアプルベー
ン開度の調節を行い、また、ガスゼネ回転数の偏差が小
さくなった時に連続的に定常運転時の制御動作に移行で
きるようにしている。A circuit that adds the outputs of (2) and generates a signal to command the opening degree of the barrier pull vane, and (4) determines whether the output of circuit 3) is within the upper and lower limits and generates a limit value. and a circuit that limits the output of the circuit 3) by sending a feedback signal to the input part of the proportional-integral regulator of the circuit 2) when the acceleration is increased, thereby preventing surging without impairing acceleration performance. The barrier pull vane opening degree is adjusted according to the magnitude of sudden acceleration/deceleration so that the speed can be decelerated quickly without any problems. Also, when the deviation of the gas generator rotation speed becomes small, the control operation during steady operation is continuously performed. We are making it possible to migrate.
以下添付図面第5図に例示した本発明の好適な一実施例
について詳述する。A preferred embodiment of the present invention illustrated in FIG. 5 of the accompanying drawings will be described in detail below.
本発明の要旨は、制御装置19において、第2図の調節
器29を、第5図に示すように、加速・減速側で独立に
比例ゲインが設定できる急加減速時バリアプルベーン開
度調節器31に置き換えたことである。The gist of the present invention is that, in the control device 19, the regulator 29 shown in FIG. This is because it was replaced with the container 31.
なお、この調節器31は、減速側領域で、回転数偏差が
大のときに比例ゲインを大きく、偏差率のときに比例ゲ
インを小さく設定できるものである。In addition, this regulator 31 can set the proportional gain to be large when the rotational speed deviation is large and to be small when the deviation rate is large in the deceleration side region.
第5図にかいて、第2図と同一要素は、同一参照番号で
示しである。In FIG. 5, elements that are the same as in FIG. 2 are designated by the same reference numerals.
ここで、調節器31の不感帯の幅(2Δ1)、比例調節
部のゲイン(加速時・・・KNO?減速時・・・KNl
1KN2 ;KNl<KH2)、減速側領域の比例ゲ
イン変更点(−Δ2)、上下限値、および比例ゲイン設
定器30のゲインは、所定の加速性能を維持し、コンプ
レッサ1がサージ領域に突入することなく、すみやかに
減速できるように、適轟に設定しである。Here, the width of the dead zone of the regulator 31 (2Δ1), the gain of the proportional adjustment section (at acceleration...KNO? At deceleration...KNl
1KN2; KNl<KH2), the proportional gain change point (-Δ2) in the deceleration side region, the upper and lower limit values, and the gain of the proportional gain setter 30 maintain the predetermined acceleration performance and the compressor 1 enters the surge region. The speed should be set at an appropriate speed so that the speed can be decelerated quickly without any problems.
次に、第4図および第6図を参照しつつ作用について述
べると、調節器31は、ガスゼネ回転数の偏差(NGI
−NG )と急加減速判定基準(Δl)との大小により
、急加減速時には急力日減速の大きさくING*−NG
l−Δ1)に応じたバリアプルベーン9の開度を指令し
、比例ゲイン設定器30は、前記調節器31の出力を調
節する。Next, to describe the operation with reference to FIGS. 4 and 6, the regulator 31 controls the deviation (NGI) of the gas
-NG) and the sudden acceleration/deceleration judgment criterion (Δl), the magnitude of the sudden deceleration will be ING*-NG during sudden acceleration/deceleration.
1-Δ1), and the proportional gain setter 30 adjusts the output of the regulator 31.
また、lNG*−NGI<Δ1のときは、調節器31の
出力はゼロである。Further, when lNG*-NGI<Δ1, the output of the regulator 31 is zero.
いま、ガスタービンが定常的に運転されている時に、急
減速のためアクセルペダル12が急激に開放され、その
まま保持された状態を考える。Now, consider a situation in which the gas turbine is operated steadily, and the accelerator pedal 12 is suddenly released due to sudden deceleration and is held as it is.
すなわち、設定器13はアクセルペダル12 vc連動
しているので、設定器13の出力NG*けステップ状に
減少することになる。That is, since the setting device 13 is interlocked with the accelerator pedal 12 vc, the output of the setting device 13 decreases in steps of NG*.
この結果、ガスゼネ冊蔽数の偏差(NGI−NG)は、
ING*−NG1〉Δ1となるので、調節器31は、急
減速の太きさく lNG* NGI−Δl)に応じて
バリアプルベーン9の開度指令信号vN(vNくO)を
出力する。As a result, the deviation of the gas generation number (NGI-NG) is
Since ING*-NG1>Δ1, the regulator 31 outputs the opening command signal vN (vNkuO) of the barrier pull vane 9 in accordance with the thickness of the sudden deceleration (1NG*NGI-Δl).
回転数偏差が大きい間(ING*−NG1〉Δ2)は、
比例ゲインを太きく(KN2)して、バリアプルベーン
9をできるだけ速やかに閉じて、ガスゼネタービン2の
減速を促進させる。While the rotation speed deviation is large (ING*-NG1>Δ2),
The proportional gain is increased (KN2) to close the barrier pull vane 9 as quickly as possible to promote deceleration of the gas generator turbine 2.
一方、燃料流量演算回路22で、所定の燃料流量Gfが
演算され、燃焼器への供給燃料が減少するとともに、ガ
スゼネ入口温度T7が下降していく。On the other hand, the fuel flow rate calculation circuit 22 calculates a predetermined fuel flow rate Gf, and as the fuel supplied to the combustor decreases, the gas generator inlet temperature T7 decreases.
この結果、ガスゼネ・タービン2の回転数NGが下降し
、それとともに回転数偏差ING*−NG+はしだいに
減少する。As a result, the rotational speed NG of the gas generator turbine 2 decreases, and the rotational speed deviation ING*-NG+ gradually decreases accordingly.
回転数偏差が小さくなると(Δ1(lNG*−NGI(
Δ2)、比例ゲインを小さく (KN r ;KN 1
<KN 2 )することにより、減速時のコンプレッサ
のサージ領域突入を防止できる。When the rotation speed deviation becomes smaller, (Δ1(lNG*-NGI(
Δ2), reduce the proportional gain (KN r ; KN 1
<KN 2 ), it is possible to prevent the compressor from entering the surge region during deceleration.
そして、さらに減速されて、I N G *NG 14
1になると、定常運転時のバリアプルベーン開度の調節
動作に連続的に移行することができる。Then, the speed is further reduced and I N G *NG 14
When it becomes 1, it is possible to continuously shift to the adjustment operation of the barrier pull vane opening degree during steady operation.
急加速時の制御動作も同様にして行われるが、調節器3
1の加速時比例ゲインKNOは、減速時比例ゲイン(K
N 1 、KN 2 )と独立に設定できるので、加速
性能がそこなわれることはない。The control operation during sudden acceleration is performed in the same way, but the controller 3
The acceleration proportional gain KNO of 1 is the deceleration proportional gain (K
(N 1 , KN 2 ) can be set independently, so acceleration performance will not be impaired.
次に定常運転時(ガスゼネ回転数の偏差がING*−N
GI(Δl)は、調節器31の出力はゼロなので、バリ
アプルベーン9の開度の調節は、調節525によっての
み行われる。Next, during steady operation (the deviation of the gas generator rotation speed is ING*-N)
Since the output of the regulator 31 is zero for GI (Δl), the opening degree of the barrier pull vane 9 is adjusted only by the adjustment 525.
いま、ガスゼネ入口温度測定値(位相進み補償した結果
)T7Cが、ガスゼネ入口温度計画値T7*より低い場
合を考える。Now, consider a case where the gas general inlet temperature measurement value (result of phase lead compensation) T7C is lower than the gas general inlet temperature planned value T7*.
比較器23の出力は正となり、加算器24を介して調節
器25に入力される。The output of the comparator 23 becomes positive and is input to the regulator 25 via the adder 24.
加算器24のもう一方の入力信号は、比較器27の出力
VGが上・下限値の範囲内にあればゼロである。The other input signal of the adder 24 is zero if the output VG of the comparator 27 is within the upper and lower limit values.
調節125VCより比例積分調節され、出力信号VTは
増加する。The output signal VT is increased by proportional-integral adjustment from the adjustment 125VC.
調節器25の出力vTは比較器27 Q−)側端子に入
力されるため、比較器27の出力vGは減少する。Since the output vT of the regulator 25 is input to the Q-) side terminal of the comparator 27, the output vG of the comparator 27 decreases.
このためコンバータ18、バリアプルベーン駆動機構1
0を介して、バリアプルベーン9け閉じる方向に操作さ
れる。Therefore, the converter 18, the barrier pull vane drive mechanism 1
0, the barrier pull vane 9 is operated in the closing direction.
バリアプルベーン9の開度が減少すると、ガスゼネター
ビン2を通過する燃焼ガスの流量が減少するため、ガス
ゼネ入口温度T7は上昇する。When the opening degree of the barrier pull vane 9 decreases, the flow rate of combustion gas passing through the gas generator turbine 2 decreases, and thus the gas generator inlet temperature T7 increases.
逆に、T2C〉T7*の場合は、調節器25の出力vT
は減少し、バリアプルベーン9の開度を増加させる方向
に作用し、ガスゼネ入ロ温度T7Vi下降する。Conversely, if T2C>T7*, the output vT of the regulator 25
decreases, acting in the direction of increasing the opening degree of the barrier pull vane 9, and the gas generator inlet temperature T7Vi decreases.
にで、バリアプルベーン開度判定器26と加算器24か
ら構成されているフィードバックループのvGに対する
リミッタ機能について説明する。Next, the limiter function for vG of the feedback loop composed of the barrier vane opening degree determiner 26 and the adder 24 will be explained.
いま、バリアプルベーン開度信号vGが上限値vGma
Xを越えたとすると、開度判定器26は、信号vGの上
限値からの超過分(vG ’cmax)に比例した正の
フィードバック量を加算器24に送出する。Now, the barrier pull vane opening signal vG is the upper limit value vGma
If X is exceeded, the opening degree determiner 26 sends to the adder 24 a positive feedback amount proportional to the excess amount (vG'cmax) of the signal vG from the upper limit value.
この結果、調節器25の入力値が増加し、比例積分調節
された出力■Tも増加するので、結局、比較器27の出
力vGは上限値を超過した分だけ減少し、信号vGけ上
限値vGmaXで押えられる。As a result, the input value of the regulator 25 increases, and the proportional-integral-adjusted output ■T also increases, so that the output vG of the comparator 27 decreases by the amount exceeding the upper limit, and the signal vG equals the upper limit. It can be held down by vGmaX.
但し、厳密に言えば、VGけ上限値vGmaxを僅かに
越えた値で押さえられるが、これは判定器26のゲイン
、調節器25のゲイン、積分時間によって定まる。However, strictly speaking, the VG value can be suppressed to a value slightly exceeding the upper limit value vGmax, but this is determined by the gain of the determiner 26, the gain of the regulator 25, and the integration time.
上述の構成によれば、定常運転時のバリアプルベーン開
度調節器とは別に、急加減速時用の不感帯付き比例調節
動作(加速側比例ゲインKNOと減速側比例ゲインKN
ltKN2が独立に設定できる。According to the above configuration, in addition to the barrier pull vane opening adjuster during steady operation, there is a proportional adjustment operation with a dead band for sudden acceleration/deceleration (acceleration side proportional gain KNO and deceleration side proportional gain KN).
ltKN2 can be set independently.
)のバリアプルベーン開度調節器を設け、急加速側、急
減速側の比例ゲインを独立にそれぞれ適正な値に設定し
、両調節器の出力を加算した結果テ、バリアプルベーン
の開度を変更する。) is installed, the proportional gains on the rapid acceleration side and the sudden deceleration side are set to appropriate values independently, and the outputs of both regulators are added to determine the opening of the barrier pull vane. change.
これにより、加速性能をそこなわず、かつ、コンプレッ
サがサージ領域に突入することなく、すみやかに減速で
きるような、急加減速の大きさに応じたバリアプルベー
ンの開度調節が行える。As a result, the opening degree of the barrier pull vane can be adjusted in accordance with the magnitude of sudden acceleration/deceleration so that acceleration performance is not impaired and the compressor can be decelerated quickly without entering the surge region.
また、ガスゼネ回転数の偏差が小さくなったときに、連
続的に定常運転時の制御動作に移行することができるの
である。Furthermore, when the deviation in the gas generator rotational speed becomes small, it is possible to continuously shift to the control operation during steady operation.
第1図は熱交換器付二軸ガスタービンの系統図、第2図
はその制御回路の系統図、第3図は第2図の制御回路各
部における波形を示す図、第4図はコンプレッサ修正流
量比対コンプレッサ圧縮比の線図、第5図は本発明によ
る制御回路の系統図、第6図は第5図の制御回路各部に
おける波形を示す図である。
1・−・・・・コンプレッサ、2・・・・・−ガスゼネ
タービン、3・・・・・・パワータービン、4・−・・
−・熱交換器、5・・・・・・燃焼器、6・・・・・・
燃料調整弁、γ・・・・・・燃料調整弁駆動機構、8・
・・・・・燃料ポンプ、9−・・・−・バリアプルベー
ン、10−・・−・バリアプルベーン駆動機構、11・
・・−・負荷、12・・−・・・アクセル・ペダル、1
3・・・・・・ガスゼネ回転数設定器、14・・・・・
・ガスゼネ回転数検出器、15・・・・・・パワーター
ビン回転数検出器、16・・・・・・ガスゼネ入ロガス
温度検出U17,18・・・・・・コンバータ、19・
・−・・燃料・バリアプルベーン制御装置、20・・・
−・・位相進み補償回路、21・・・・・・関数発生器
(定常運転時ガスゼネ入口温度計画線)、22・・・・
・・燃料流量制御演算回路、23゜27.28・・・・
・・比較器、24・・・・・・加算檄 25・・・・・
・PI調節器、26・・・・・・バリアプルベーン開度
判定へ29・・・・・・急加減速時バリアプルベーン開
度調節器、30・・・・・・比例ゲイン設定器。Figure 1 is a system diagram of a two-shaft gas turbine with a heat exchanger, Figure 2 is a system diagram of its control circuit, Figure 3 is a diagram showing waveforms at various parts of the control circuit in Figure 2, and Figure 4 is a compressor modification. FIG. 5 is a diagram of flow rate ratio versus compressor compression ratio, FIG. 5 is a system diagram of a control circuit according to the present invention, and FIG. 6 is a diagram showing waveforms at various parts of the control circuit of FIG. 1... Compressor, 2... Gas generator turbine, 3... Power turbine, 4...
- Heat exchanger, 5... Combustor, 6...
Fuel adjustment valve, γ...Fuel adjustment valve drive mechanism, 8.
... Fuel pump, 9-...- Barrier pull vane, 10-... Barrier pull vane drive mechanism, 11.
...Load, 12 ...Accelerator pedal, 1
3... Gas generator rotation speed setting device, 14...
・Gas general rotation speed detector, 15...Power turbine rotation speed detector, 16...Gas general input log gas temperature detection U17, 18...Converter, 19.
...Fuel/barrier pull vane control device, 20...
-...Phase lead compensation circuit, 21...Function generator (gas generator inlet temperature planning line during steady operation), 22...
・・Fuel flow rate control calculation circuit, 23°27.28・・・・
... Comparator, 24 ... Addition 25 ...
・PI adjuster, 26... To judge barrier pull vane opening 29... Barrier pull vane opening adjuster during sudden acceleration/deceleration, 30... Proportional gain setting device.
Claims (1)
転数の関数として設定したガスゼネタービン入口温度計
画値とガスゼネタービン入口温度実測値との偏差を比例
積分調節して定常運転時のバリアプルベーン開度指令値
を求める回路と、ガスゼネタービン回転数の設定値と実
測値との偏差により急加減速時のバリアプルベーン開度
指令値を求める回路と、前者および後者の回路の出力信
号全加算してバリアプルベーン開度指令値を求める回路
とから成るバリアプルベーン制御装置において、急加減
速時急加減速の大きさに応じてバリアプルベーンの開度
調節を行うための加速側比例ゲインおよび減速側筒1お
よび第2比例ゲインを独立に設定できる不感帯付比例動
作の調節器を使用し、この調節器の減速側領域において
回転数偏差の大きい区間では前記第2比例ゲインを、回
転数偏差の小さい区間では前記第2比例ゲインより小さ
い前記第1比例ゲインを設定したことを特徴とする、二
軸ガスタービンのバリアプルベーン制御装置。1 The barrier pull vane during steady operation is adjusted by proportional-integral adjustment of the deviation between the gas generator inlet temperature plan value set as a function of the gas generator rotation speed and the gas generator turbine inlet actual measured value in the control device of the two-shaft gas turbine. A circuit that calculates the opening command value, a circuit that calculates the barrier pull vane opening command value during sudden acceleration/deceleration based on the deviation between the set value and the measured value of the gas gene turbine rotation speed, and all output signals of the former and latter circuits. In a barrier pull vane control device consisting of a circuit that calculates the barrier pull vane opening command value by adding the value, the acceleration side proportional control is used to adjust the opening of the barrier pull vane according to the magnitude of the sudden acceleration/deceleration during sudden acceleration/deceleration. A proportional action regulator with a dead band that can independently set the gain and the reduction side cylinder 1 and second proportional gains is used. A barrier pull vane control device for a two-shaft gas turbine, wherein the first proportional gain is set to be smaller than the second proportional gain in an area where the numerical deviation is small.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12321379A JPS5947140B2 (en) | 1979-09-27 | 1979-09-27 | Variable vane control device for twin-shaft gas turbine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12321379A JPS5947140B2 (en) | 1979-09-27 | 1979-09-27 | Variable vane control device for twin-shaft gas turbine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5647627A JPS5647627A (en) | 1981-04-30 |
JPS5947140B2 true JPS5947140B2 (en) | 1984-11-16 |
Family
ID=14854992
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12321379A Expired JPS5947140B2 (en) | 1979-09-27 | 1979-09-27 | Variable vane control device for twin-shaft gas turbine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5947140B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5910742A (en) * | 1982-07-08 | 1984-01-20 | Toyota Motor Corp | Control device for gas turbine engine |
US11168612B2 (en) | 2018-09-21 | 2021-11-09 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Signal processing for variable geometry mechanism control |
-
1979
- 1979-09-27 JP JP12321379A patent/JPS5947140B2/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5647627A (en) | 1981-04-30 |
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