Принцип действия электрических устройств системы управления воздухозаборниками по величине приведенной частоты вращения ротора ГТД

На рис. 5 приведена схема электрогидравлической системы типа ЭСУВ, реализующей программное управление конусом и створка­ми воздухозаборника в зависимости от величины ω_пр.:

Рисунок 5. Структурная схема электрогидравлической системы типа ЭСУВ

Выходной сигнал датчика приведенной частоты вращения ДПЧ, пропорциональный ωпр, сравнивается с сигналом обратной связи, снимаемым с потенциометров обратной связи конуса (ПОСК) или створок (ПОСС).

Напряжение сигнала рассогласования поступает на вход фазо-чувствительного усилителя ФЧУ и затем - на вход усилителя постоянного тока (УПТ), на выходе которого включено релейно-коммутационное устройство (РКУ). Релейно-коммутационное устройство осуществляет включение соответствующих обмоток элекгрогидрокранов конуса (ЭГК) или створок (ЭГКС). Последние управляет подачей рабочей жидкости в полости сервомеханизмов конуса (СМК) или створок (СМС).

Со штоками сервомеханизмов соединены щетки специальных по­тенциометров, с которых снимаются напряжения на указатели положения конуса (УПК) и створок (УПС). Подключение в мостовую схему датчика приведенной частоты вращения соответствующих потенциометров обратной связи производится с помощью переключающего устройства (ПУ).

Датчик приведенной частоты вращения представляет собой счетно-решающее устройство, принципиальная схема которого изображена на рис. 4.

Рисунок 4. а – упрощённая схема датчика системы типа СРВМУ

В плечи моста переменного тока включены дроссель Др с индуктивностью L, проволочные термосопротивления Rт1 и Rт2, резисторы R1-R4, R7-R10 и потенциометры обратной связи R5, R6. В точки 1-2 диагонали моста подключена задающая обмотка Wз тахогенератора, от которой осуществляется питание моста. К точкам 3-4 второй диагонали моста подключена опорная обмотка Wо тахогенератора и первичная обмотка трансформатора Tpl. Тахогенератор представляет собой двухфазный генератор переменного тока с возбуждением от постоянного магнита, ротор которого через редуктор связан с валом компрессора двигателя.

Задающая Wз и опорная Wо обмотка тахогенератора смещены пространственно друг относительно друга так, что вектор напряжения опережает по фазе вектор напряжения на угол /2, Параметры этих обмоток выбраны таким образом, что . Напряжение на индуктивном сопротивлении дросселя пропорционально частоте напряжения питания и, следовательно, физической частоте вращения компрессора. Напряжение на термосопротивлении зависит от температуры заторможенного потока воздуха на входе в компрессор. Для векторов и всегда выполняется условие | . Величина и фаза напряжения между точками 3-4 моста при фиксированном положении щетки потенциометра обратной связи зависят от соотношения напряжений | . Напряжение сравнивается с опорным напряжением , а выходное напряжение моста , равное геометрической сумме + подводится к первичной обмотке трансформатора Tpl

Пусть параметры моста и режим работы авиадвигателя таковы, что выполняется условие = . Тогда векторная диаграмма напряжений в элементах датчика будет иметь вид, представленный на рис. 6,а. Здесь угол между и равен /2, а сами векторы опираются на вектор , как на диаметр окружности (номера точек на диаграмме соответствуют номерам точек на рис. 6). Из диаграммы видно, что = + =0

Рисунок 6. Диаграммы измерительного моста

Рисунок 7. Принципиальная схема датчика приведенной частоты вращения

Увеличение частоты вращения компрессора (ωПР > ω0) приводит к возрастанию индуктивного сопротивления дросселя и, следовательно, к возрастанию напряжения . Этот процесс отображается смещением точки 3 на векторной диаграмме (рис. 6,б) по полуокружности вправо. Аналогичное смещение точки 3 имеет место при уменьшении температуры заторможенного потока воздуха перед компрессором, когда уменьшаются величины сопротивления RТ и напряжения .Таким образом, при увеличении приведенной частоты вращения ωпр фазовый угол ψ между векторами напряжений , и становится меньше /2. В результате на выходе моста появляется напряжение , тангенциальная составляющая которого совпадает по направлению с вектором .

Определение фазы тангенциальной составляющей напряжения , ее усиление и выпрямление осуществляются фазочувствительным усилителем, выполненным по двухполупериодной схеме на двух транзисторах TI и T2 (рис. 7).

Нагрузкой фазочувствительного усилителя являются последовательно включенные резисторы R27 и R29, напряжение URH которых подается на вход усилителя постоянного тока. Резистор R27 с из­меняемым сопротивлением служит для регулирования величины зоны нечувствительности и получения устойчивого режима работы системы.

Дальнейшее усиление напряжения URH происходи с помощью усилителя постоянного тока, собранного по балансной схеме на транзисторах ТЗ и Т4 (рис. 7). Нагрузкой транзисторов являются обмотки двух высокочувствительных поляризованных реле ПР1 и ПР2. При отсутствии напряжения URH транзисторы закрыты и обмотки реле отключены.

При увеличении приведенной частоты вращения полярность на­пряжения URH на выходе фазочувствительного усилителя такова, что открыт транзистор ТЗ и обмотка реле ПР1 находится под напряжением. С уменьшением приведенной частоты вращения открывается транзистор Т4 и под напряжением оказывается обмотка реле ПР2. Поляризованные реле управляют включением сервомеханизмов, которые перемещают ко­нус (створки) и щетки потенциометров R6 или R5. Таким образов, точка 4 на векторной диаграмме рис. 6 перемещается в сторону уменьшения величины сигнала , т.е. в рассматриваемом случае вправо. Для нового равновесного состояния векторная диаграмма имеет вид, показанный на рис. 6,в. Оставшаяся составляющая напряжения - >0 перпендикулярна вектору и поэтому не оказывает влияния на работу системы.

При уменьшении приведенной частоты вращения (ωПР < ω0) точка 3 на векторной диаграмме смещается по полуокружности влево и фазовый угол ψ между векторами и становится больше /2. В этом случае тангенциальная составляющая напряжения на выходе моста находится в противофазе с вектором .