31. Канал измерения и регулирования температуры газа

Установившиеся и неустановившиеся режимы работы двигателя ограничиваются определенной рабочей областью изменения параметров; поэтому система автоматического регулирования должна допускать лишь такие отклонения от заданной линии рабочих режимов, которые не выходили бы из допустимой области.

Эта область для ТРД ограничивается максимальным числом оборотов, максимальной температурой газа, границей помпажа и границей устойчивого горения топлива в камере сгорания.

Для того чтобы установить ТРД на заданный режим работы, необходимо поддерживать определенное значение числа оборотов и температуры газов перед турбиной.

Возможная структурная схема ограничителя температуры газа приведена на рисунке 2.

Рис. 2. Структурная схема ограничителя температуры газа:

I – компенсатор ЭДС холодного спая термопары; II – задатчик температуры ограничителя; III – нелинейный корректирующий контур;

ШИМ – широтно-имупульсный модулятор; УМ – усилитель мощности; ИМ – исполнительный механизм; СМ – сервомотор.

Аппаратура регулирования авиационной силовой остановки работает в, тяжелых условиях, например в диапазоне температур от –60 до +80С. Это накладывает жесткие условия на выбор электрорадиоэлементов, режимов их работы, создает особенности при использовании датчиков первичной информации. Так, для компенсации ЭДС холодного спая термопары используется медное сопротивление Rt, устанавливаемое в место крепления холодного спая термопар. С помощью сопротивления R0  Rt задается такой ток через сопротивление Rt, что в диапазоне рабочих температур изменение напряжения на Rt, за счет изменения его температурного сопротивления практически полностью компенсирует ЭДС холодного спая термопары.

Сигнал с термопары сравнивается с сигналом задатчика построенного на делителе сопротивлении R1, R2, R2’, R2” с источником эталонного напряжения - стабилитроном. Погрешность всего регулятора во многом опре­деляется погрешностью задатчика, поэтому он строится из самых стабильных элементов. Резисторы R1 и R2 также должны обладать малым температурным уходом. Полученный сигнал разности усиливается МДМ усилителем, обладающим малым дрейфом нулевого уровня. Усиленный сигнал поступает на нелинейное корректирующее звено. Необходимость применения нелинейного корректирующего контура вызвана тем, что при больших забросах температуры необходимо скомпенсировать инерционность термопары и обес­печит быстрый слив топлива, а на режимах стабилизации отключение производной позволяет обеспечить устойчивость и помехозащищенность канала регулирования температуры газа. Сформированный сигнал с помощью модулятора преоб­разуется в широтно-импульсные сигналы, коэффициент запол­нения которых пропорционален управляющему напряжению. Работа исполнительного механизма в широтно-импульсном режиме позволяет исключить вредное влияние «плавания» нулевого положения штока исполнительного механизма на работу системы, а также произвести линеаризацию харак­теристик узлов «сопло – заслонка» и «сервомотор». Сигнал с ШИМ поступает на усилитель мощности, в нагрузку которого включены обмотки исполнительного механизма. От схемы усилителя мощности во многом зависят динамические характеристики исполнительной части. Как правило, усилитель мощности запитывается от источника тока со схемой форсирования, что позволяет увеличить крутизну нарастания ток в обмотках исполнительного механизма и расширить его полосу пропускания. Шток исполнительного механизма совместно с соплом, установленным на гидравлическом агрегате, образуют управляющий элемент исполнительного сервомотора.