23. Основные принципы построения сау температуры газа гтд.

В качестве управляющих факторов, с помощью которых оказывается воздействие на температуру газа в ГТД, выбирается расход топлива в основную камеру сгорания G_т или площадь критического сечения сопла F_с, или при неизменном F_с = const – расход топлива в форсажную камеру сгорания G_тф.

При выборе управляющих факторов необходимо учитывать, что САУ температурой газа работает одновременно с САУ частотой вращения. При выборе управляющих факторов и их распределении в многомерных системах, которыми являются САУ ГТД, должны учитываться качество процессов управления, возможный диапазон изменения режимов и возможная реализация заданных программ управления.

Сильное влияние на температуру газа оказывает расход топлива в основной камере сгорания. Тогда частота вращения должна была бы регулироваться путем изменения площади сечения реактивного сопла . Но при управлении частотой вращения n за счет изменения не обеспечивается необходимая глубина дросселирования (диапазон измененияn). Поэтому наиболее приемлемым вариантом построения САУ является вариант, когда на частоту вращения действует изменение расхода топлива, а на температуру газа – изменение площади реактивного сопла. При этом необходимо учитывать также перекрестные связи, возникающие в этих каналах управления, когда расход топлива оказывает влияние еще и на температуру газов, а площадь реактивного сопла – на частоту вращения. Из этого следует вывод, что канал по частоте вращения оказывает сильное влияние на канал по температуре газов, что может привести к колебательным процессам по температуре.

Варианты включения регуляторов температуры газов в САУ ГТД:

1. с воздействием на расход топлива в основной камере сгорания путем изменения настройки всережимного регулятора частоты вращения;

2. с воздействием на створки реактивного сопла ;

3. с воздействием на расход топлива в основной камере сгорания непосредственно (через селектор каналов) или при неизменном F_с = const – на расход топлива в форсажную камеру сгорания .

Первый способ, как правило, не обеспечивает высокого качества управления из-за низкого быстродействия, т.к. величина коэффициента усиления регулятора температуры получается небольшой по соображениям устойчивости.

Второй способ также не обеспечивает быстродействия из-за инерционности сервомотора, управляющего положением створок реактивного сопла.

В интегральных САУ ГТД чаще всего используется третий способ.

Структурная схема САУ температурой газа ГТД с воздействием на расход топлива в основную камеру сгорания представлена на рис. 2.3, где ГТД – газотурбинный двигатель (объект управления), ДТ – датчик температуры (термопара), КУ – корректирующее устройство, РТ – регулятор температуры,– заданное значение температуры;F – возмущение по расходу топлива.

Рис. 2.3. Структурная схема САУ температурой газа ГТД

Основными требованиями к характеристикам САУ температурой газа ГТД являются следующие:

1. статическая погрешность стабилизации температуры газа не более +0.5%;

2. переходные процессы по температуре газа должны быть монотонными или близкими к ним;

3. время регулирования переходных процессов не более 2…3 с;

4. величина перерегулирования не более 2…4 %.