содержание .. 47 48 49 50 ..
Турбовальный двигатель Д-136. Руководство по эксплуатации (2000 год) - часть 49
136
На работающем двигателе при увеличении частоты вращения загорается
сигнальная лампа отказа БПР - табло "ОТКАЗ БПР"
Рис. 102
136
При нажатой кнопке "ПЕРЕНАСТРОЙКА nСТ" и перемещении РУД с режима
земного малого газа на увеличение режима работы двигателя не загорается
сигнальная лампа табло "АВТОМАТИЧЕСКОЕ ОГРАНИЧЕНИЕ БПР"
Рис. 103
73.12.14
136
На работающем двигателе при нажатии на кнопку "КОНТРОЛЬ
БПР" не загорается сигнальная лампа отказа БПР - табло
"ОТКАЗ БПР"
Рис. 104
136
При перемещении РУД из положения "МАЛЫЙ ГАЗ" в положение "ВЗЛЕТ"
изменение уровня ограничения tТНД* не происходит
Рис. 105
136
При работе БПР в режиме ограничения температуры
температура газов за турбиной НД по прибору
отличается от температуры настройки ограничения
БПР
Рис. 106
136
При нажатии кнопки "ПЕРЕНАСТРОЙКА nСТ" на режиме
полетного малого газа не происходит останов двигателя
Рис. 107
73.15.00
БЛОК ПРЕДЕЛЬНЫХ РЕГУЛЯТОРОВ БПР-2
73.15.04
136
БЛОК ПРЕДЕЛЬНЫХ РЕГУЛЯТОРОВ БПР-2 - ОПИСАНИЕ И РАБОТА
1.
Общая часть
1.1.
Блок предельных регуляторов БПР предназначен для:
а) автоматического изменения расхода топлива двигателем с целью
ограничения заданной частоты вращения СТ, частоты вращения ротора ВД
и температуры выходящих газов за ТНД;
б) выдачи команды на электромагнит останова двигателя при превышении
предельной частоты вращения СТ или превышении предельной
температуры выходящих газов ТНД;
в) выдачи команды на клапан отключения синхронизатора мощности спарки
по частоте вращения СТ;
г) выдачи команды на отключение воздушного стартера СВ-36 по частоте
вращения ротора при запуске двигателя.
1.2.
По принципу работы БПР представляет собой электронный аналоговый
трехканальный регулятор с тремя входами и общим селективным выходом на
исполнительный механизм и содержит ряд устройств сравнения для
формирования дискретных команд.
БПР выполнен на полупроводниковых приборах, интегральных схемах и
электромагнитных реле.
2.
Описание
2.1.
БПР выполнен в одном корпусе, размещен на амортизированной монтажной
раме РМ-4 и подключается к электросистеме вертолета при помощи
соединителей.
Масса БПР не более 3,4 кг.
Внешний вид БПР см. 73.15.00, рис. 2.
2.2.
На корпусе БПР имеются:
а) силовой Ш2 и термокомпенсационный Ш1 соединители, служащие для
подсоединения блока;
б) контрольный Ш3 соединитель, служащий для контроля электрических
параметров блока;
в) клемма с гибкой перемычкой, служащая для заземления корпуса БПР.
2.3.
БПР состоит из следующих конструктивно обособленных субблоков (см. рис. 1):
а) субблока устройства нормирования УН-2;
б) субблока селектора C-1;
в) субблока дискретных команд ДК-2;
136
г) субблока усилителя выходного УВ-10;
д) субблока преобразователя напряжения ПН-7;
е) субблока устройства управления УУ-1;
ж) субблока задатчика регулируемых параметров ЗРП-1.
2.4.
Конструктивно все субблоки выполнены на двухсторонних печатных
платах с преимущественно односторонней установкой микросхем и
электро- и радиоэлементов, часть которых для повышения плотности
монтажа объединена в объемные модули.
2.5.
В БПР имеется возможность замены всех субблоков, за исключением
субблока ЗРП-1. Для замены субблоков в конструкции корпуса
предусмотрена съемная верхняя крышка. Для исключения возможности
неправильной установки субблока на субблоке и на основании БПР
установлены фиксированные планки.
2.6.
Субблок ЗРП-1 установлен под крышкой на передней панели корпуса.
2.7.
Тепловыделяющие электро- и радиоэлементы смонтированы на
специальных панелях, расположенных внутри корпуса, вблизи силового
соединителя.
2.8.
Доступ к регулировочным элементам осуществляется через отверстия в
крышке, расположенной на передней панели корпуса.
2.9.
Электрический монтаж между субблоками осуществляется с помощью
объемного жгута. Подсоединение субблоков к жгуту осуществляется с
помощью соединителей типа ГРПМ1-31.
2.10. БПР предназначен для работы со следующими датчиками:
- датчиком частоты вращения ротора ВД - бесприводным импульсным
датчиком ДТА-10;
- датчиком частоты вращения СТ - ДТА-10;
- блоком термопар (две группы по шесть параллельно включенных
термопар, соединенных последовательно).
С выхода БПР выдаются импульсы напряжения со скважностью,
пропорциональной рассогласованию по температуре выходящих газов,
или рассогласованию по частоте вращения ротора ВД, или
рассогласованию по частоте вращения СТ на исполнительный механизм
ИМ-21А топливного регулятора.
Нулевому рассогласованию по каждому параметру соответствует
выходной сигнал БПР со скважностью 50%.
Команда на останов двигателя выдается БПР путем подключения
питания от бортсети
(27 В±1O%) к электромагнитному клапану
останова МКТ-20 на блоке насосов.
Команда на отключение стартера выдается БПР путем размыкания цепи
постоянного тока (27 В±10%) питания АПД-45А.
73.15.04
136
Функциональная схема
Рис. 1
136
2.11. БПР работоспособен в процессе и после внешних воздействий, указаных в табл. 1.
Таблица 1
Воздействующий фактор
Значение величины
воздействующего фактора
(1) Вибрационные назрузки в диапазоне частот
5…300 Гц
максимальное ускорение
5g
(2) Ударные нагрузки:
максимальное ускорение
12g
(3) Линейные нагрузки:
максимальное ускорение
4g
(4) Относительная влажность при температуре
98%
+35°С
350 мм рт.ст.
(5) Пониженное атмосферное давление
+60°С
(6) Повышенная температура рабочая
+80°С
Предельная
-60°С
(7) Пониженная температура рабочая
-60°С
Предельная
2.12. Основные технические данные БПР в состоянии поставки приведены в табл. 2:
Таблица 2
Характеристика
Величина
(1) Ограничиваемая частота вращения ротора ВД
14400 об/мин
14640 Гц
(2) Погрешность ограничения частоты врашения
±220 об/мин
ротора ВД
±224 Гц
9200 об/мин
(3) Ограничиваемая частота вращения СТ
7360 Гц
(4) Погрешность ограничения частоты вращения
±150 об/мин
СТ
±120 Гц
6000±300 об/мин
(5) Частота вращения ротора ВД, при которой
выдается команда на отключение стартера
6100±305 Гц
9600±150 об/мин
(6) Частота вращения СТ, при которой выдается
команда на отключение синхронизатора
7630±120Гц
(7) Ограничиваемая температура выходящих
600°С
газов за ТНД на режимах работы двигателя
(положение РУД αРУД = 0°…22°
136
Продолжение табл. 2
Характеристика
Величина
(8) Погрешность ограничения температуры выходящих газов
±12°С
за ТНД на режимах работы двигателя (положение РУД
αРУД = 0°…22°)
(9) Ограничиваемая температура выходящих газов за ТНД на
710°С
режимах работы двигателя (положение РУД αРУД =
22°…115°)
(10) Погрешность ограничения температуры выходящих газов
±12°С
за ТНД на режимах работы двигателя (положение РУД
αРУД = 22°…115°)
(11) Диапазон регулировок ограничиваемой частоты
±800 об/мин
вращения ротора ВД
±813 Гц
(12) Диапазон регулировок ограничиваемой частоты
±300 об/мин
врашения СТ
±240 Гц
(13) Диапазон регулировок настройки температуры
±50°С
выходящих газов за ТНД на режимах работы двигателя
(положение РУД αРУД = 22°…115°)
(14) Диапазон регулировок настройки ограничения
±70°С
температуры выходящих газов за ТНД на режимах
работы двигателя (положение РУД αРУД = 0°…22°)
(15) Частота вращения СТ, при которой выдается
10150±150 об/мин
самоблокирующаяся команда на останов двигателя
8120±120 Гц
Самoблокировка снимается при обестoчивании БПР
(16) Температура выходящих газов за ТНД, при которой
760±15°С
выдается самоблокирующаяся команда на останов
двигателя
Самоблокировка снимается при обесточивании БПР
(17) Гистерезис выдачи команд на отключение стартера
120±24 об/мин
122±25 Гц
29±12 об/мин
(18) Гистерезис выдачи команд на отключение
синхронизации мощности
23±10 Гц
27 В±10%
(19) Питание по двум автономным каналам напряжением
При аварийном режиме напряжение питания с
Не менее 18В
сохранением выполняемых функций БПР, погрешность
при этом по пп. (2), (4), (8), (10), (15), (16), (17), (18)
увеличивается на 50%
73.15.04
136
Продолжение табл. 2
Характеристика
Величина
(20) Ток, потребляемый БПР при подключенном исполнительном
1±0,5 A
механизме ИМ-21А и напряжении питания 27 В±10%
ПРИМЕЧАНИЕ: При перестройке температуры огранчения на участке αРУД =
22°…115° изменяется настройка на участке αРУД = 0°...22°.
Поэтому после изменения настройки на участке αРУД
=
22°…115° требуется скорректировать настройку на участке
αРУД = 0°...220.
3.
Работа
3.1. Функциональная схема БПР приведена на рис. 1.
3.2. Первичная обработка сигналов с датчиков информации осуществляется в
субблоке УН-2.
3.3. Сигнал с блока термопар еТ поступает на вход усилителя постоянного тока
МДМ, выполненного с целью уменьшения дрейфа нуля и повышения
помехозащищенности по схеме с модуляцией-демодуляцией и
гальванической развязкой входных цепей от выходных. На вход этого же
усилителя поступает сигнал уставки U°Т2, который определяет уровень
ограничения ТТНД на участке. αРУД = 22°…115°, и напряжение компенсации
КХС, вырабатываемые субблоком ЗРП-1.
термо-ЭДС холодного спая U°
На выходе усилителя МДМ получается усиленный сигнал
где К'Т - коэффициент усиления усилителя МДМ.
3.4. Частотные сигналы с датчиков частоты вращения nСТ и nВД преобразуются
в субблоке УН-2 в напряжения UСТ и UВД, пропорциональные частотам fСТ и
f
СТ , которые определяются по формулам:
где ZСТ и ZВД - числа зубьев индукторов датчиков, соответствуют nСТ и nВД.
Преобразование частоты вращения в напряжение осуществляется в
преобразователях ПЧН-1, выполненных по схеме конденсаторного
частотомера. Для повышения помехозащищенности их входные цепи также
гальванически развязаны от выходных.
136
Напряжения UСТ и UВД соответственно равны
UСТ=fСТ•KСТ; UВД= fВД•KВД,
где KСТ и •KВД - коэффициенты преобразования по nСТ и nВД.
3.5. С выходов устройства нормирования УН-2 сигналы UТ, UСТ и UВД поступают
на входы субблока селектора C-1, в котором формируется требуемый закон
регулирования.
3.6. Субблок C-1 образован тремя каналами усиления.
Каждый канал состоит из предварительного усилителя
(У1, УЗ, У5) и
суммирующего усилителя с селективным выходом
(У2, У4, У6),
коэффициенты усиления У2, У6 равны единице.
3.7. На вход предварительного усилителя У1 канала регулирования температуры
поступает сигнал UТ с выхода УН-2. Для компенсации инерционности
термопары между выходом У1 и входом У2 дополнительно включены
дифференцирующие цепи, одна из них с ограничением. В результате на
входе У2 формируется сигнал
где К"Т - коэффициент усиления У1;
ТТ1 - постоянная времени корректирующего контура;
ТТНД
- предельная температура работы корректирующего контура с
ограничением;
ТТ2 - постоянная времени корректирующего контура с ограничением.
С целью повышения устойчивости системы нелинейный корректирующий
контур отключается на режиме ограничения температуры.
Сигналом от датчика αРУД при αРУД = 0°...220 замыкается ключ K1.
В результате на вход усилителя У2 подается напряжение уставки от
задатчика ЗРП-1, определяющее уровень ограничения температуры на
данном участке αРУД . Одновременно подается блокирующий сигнал на
устройство анализа, предотвращающий выдачу ложной команды "Отказ" при
запуске двигателя.
3.8. На вход УЗ канала ограничения частоты вращения СТ поступает сигнал UСТ
с выхода УН-2 и напряжение уставки UСТ° с ЗРП-1, определяющее уровень
ограничения nСТ. Усиленный разностный сигнал
где к"СТ - коэффициент усиления усилителя УЗ, поступает на вход У4.
73.15.04
136
Для улучшения динамических свойств канала ограничения nСТ между
выходом УЗ и входом У4 включена дифференцирующая цепь.
В результате на входе У4 формируется сигнал
где ТСТ - постоянная времени корректирующего контура в канале ограничения nСТ.
Сигналом от кнопки "ПЕРЕНАСТРОЙКА nСТ " замыкается ключ К2,
подключающий по входу усилителя УЗ напряжение UС, которое занижает
уставку ограничения частоты вращения СT при контроле блока на
работающем двигателе. При этом снижается настройка ограничения частоты
вращения ротора СТ, настройка выдачи команды на отключение
синхронизатора и настройка останова двигателя по частоте вращения ротора
свободной турбины на одну и ту же величину, равную 3000±60 об/мин.
3.9. На вход У5 канала ограничения частоты вращения ротора ВД поступает
сигнал UВД с выхода УН-2 и напряжение уставки U°ВД с ЗРП-1,
определяющее уровень ограничения nВД.
Усиленный разностный сигнал
UВД = (UВД - UВД°) ⋅ К"ВД ,
где К"ВД - коэффициент усиления усилителя У5, поступает на вход У6.
Для улучшения динамических свойств канала ограничения nВД между
выходом У5 и входом У6 включена дифференцирующая цепь.
В результате на входе У6 формируется сигнал
где ТВД
- постоянная времени корректирующего контура в канале
ограничения nВД. 3.10. Выходы усилителей с селективным выходом
У2, У4, У6 соединяются.
При этом образуется функция селектирования по максимуму и выходной
сигнал селектора определяется той регулируемой величиной, которая имеет
наибольшую разность с уставкой (по абсолютной величине), т.е.
К”СТ коэффициент усиления усилителя У4.
136
3.11. Сигнал с выхода селектора поступает на вход широтно-импульсного
модулятора ШИМ-1, входящего в состав субблока УВ-10.
Широтно-импульсный модулятор ШИМ-1 выполнен по схеме интегратора с
релейной обратной связью и имеет нелинейную зависимость скважности
выходных импульсов от частоты их следования (при значениях скважности,
близких к нулю или единице, частота уменьшается, стремясь к нулю).
Широтно-модулированный сигнал усиливается по мощности усилителем
мощности УМ-4, выполненным по схеме электронного ключа со схемой
ограничения тока короткого замыкания, и поступает на исполнительный
механизм ИМ-21А.
При увеличении сигнала с выхода селектора от -1 до +1 В скважность сигнала
управления исполнительным механизмом ИМ-21А изменяется от 0 до 100%
по линейному закону. При этом большие значения скважности соответствуют
меньшему расходу топлива.
3.12.Преобразовательный тракт агрегата от входов датчиков до выхода на
исполнительный механизм, а также цепи датчиков и исполнительного
механизма контролируются
встроенной
системой
автоконтроля,
конструктивно входящей в состав субблока УВ-10.
Анализ состояния узлов и цепей осуществляется с помощью устройства
анализа системы автоконтроля, в которое поступают сигналы с выходов
обоих
ПЧН, с выхода ШИM-1 и ЭДС самоиндукции с обмотки
исполнительного механизма.
Устройство анализа работает по принципу допускового контроля разности
потенциалов на выходах преобразователей частоты в напряжение и
интервалов времени между импульсами ЭДС самоиндукции обмоток
исполнительного механизма, в случае превышения ими предельных
установленных величин выдает команды "отказ" и "сброс режима" ("СР"), а
также размыкает ключ К4, обесточивая исполнительный механизм, и
вырабатывает сигналы запрета на выдачу команд на клапан останова
двигателя, клапан отключения синхронизации мощности спарки, сигнальную
лампу "АВТОМАТИЧЕСКОЕ ОГРАНИЧЕНИЕ БПР", предотвращая ложные
срабатывания.
С помощью устройства опроса, также входящего в систему автоконтроля, на
вход нормирующего усилителя канала Т*ТНД и на входы усилителей У4 и У6
каналов nСТ и nВД селектора подаются стимулирующие сигналы,
обеспечивающие автоколебательный режим работы БПР. Работа устройства
опроса синхронизируется сигналом с выхода широтно-импульсного моду-
лятора. При коэффициентах заполнения в диапазоне I0%<s<90% устройство
опроса стимулирующие сигналы не формирует. При выходе коэффициента
заполнения за указанные пределы формируются стимулирующие сигналы
верхнего или нижнего опроса и при отсутствии неисправностей возникает
автоколебательный режим работы со значениями коэффициента заполнения
около 5...10% (нижний опрос) или 90...95% (верхний опрос). При нажатии на
кнопку "КОНТРОЛЬ БПР" на устройство анализа поступает сигнал, ими-
тирующий отказ. Таким образом осуществляется контроль выдачи команды
на клапан снижения и лампу сигнализации отказа.
3.13. Дискретные команды "Клапан останова двигателя", "Клапан отключения
синхронизации", "Отключение стартера" и "Режим ограничения БПР"
формируются в субблоке ДК-2.
73.15.04
содержание .. 47 48 49 50 ..