Регулирование температуры газа в ГТД

Одним из важных требований к характеристикам управления ГТД является высокая точность поддержания (ограничения) заданной температуры газа на установившихся и переходных режимах его работы, так как качество регулирования на режимах, предельных по температуре газа, является важным для получения требуемых характеристик и сохранения ресурса двигателя. Погрешности регулирования температуры газа на установившихся режимах не должны превышать 5. .10 К, а на переходных режимах допустимая величина «заброса» температуры составляет 30. .50 К на время не более 0,5. .1с. При этом скорость изменения температуры газа на переходных режимах может достигать 500 К/с.

В качестве измерителей температуры газа в САУ используются термопары, которые для защиты от повреждений помещают в корпус (чехол). В таком конструктивном исполнении измеритель имеет достаточно большую инерционность, препятствующую получению требуемой динамической точности регулирования (ограничения) температуры газа при быстропротекающих переходных процессах в двигателе, например, таких как приемистость. Для улучшения динамических свойств регулятора температуры газа применяют алгоритмическую компенсацию инерционности измерителя, вводя в сигнал управления воздействие по производной от сигнала измерения. Повышение качества компенсации достигается путем коррекции параметров алгоритма по давлению воздуха за компрессором р или комплексу параметров.

Устойчивость регулирования температуры газа зависит от характеристик измерителя температуры, алгоритмов управления и способов согласования канала регулирования Т с другими каналами управления в САУ. Однако общей закономерностью является уменьшение области устойчивости регулирования при снижении инерционности канала регулирования различными способами (применением малоинерционных измерителей, введением компенсирующих устройств). Такая тенденция имеет место для двигателей различных типов во всех условиях полета.

Отмеченную закономерность иллюстрируют границы областей устойчивости регулятора температуры для одного из двигателей, показанные. На графиках используются следующие обозначения: — суммарный коэффициент усиления регулятора температуры коэффициент, характеризующий величину сигнала но производной в пропорционально-интегрально-дифференциальном (ПИД) регуляторе температуры газа; Тит — постоянная времени, характеризующая инерционность измерителя температуры газа. Штриховка направлена внутрь области устойчивости.

Эта особенность характеристик устойчивости регулирования определяет противоречия в требованиях к параметрам регулятора температуры газа, которые должны обеспечивать высокое качество регулирования на переходных режимах работы двигателя и необходимую точность на установившихся: необходимо иметь малую инерционность канала регулирования, что не позволяет реализовать достаточно высокий коэффициент усиления в нем для получения требуемой точности поддержания заданного значения Т на установившихся режимах.

Читать всё о газотурбинном двигателе

Avia.pro