涡轴发动机起动电机地面扭矩特性计算分析

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1、设、研究、分析l2o15．~-第叩，期。'Des~n～Research&AnalysisI涡轴发动机起动电机地面扭矩特性计算分析苗禾状，李宁坤，袁长波(中国飞行试验研究院，陕西西安710089)摘要：起动发电机在涡轴发动机的起动过程中作为起动机带转发动机工作。主要介绍了起动发电机在涡轴发动机地面起动过程的扭矩特性计算方法，为提高起动扭矩特性的精度和稳定性，采用一阶惯性滤波方法对转予加速度数据进行了数字滤波，最后，以某型涡轴发动机为例，通过采用上述方法，得到了较为满意的扭矩特性，可为设计提供参考。关键词：涡轴

2、发动机起动发电机扭矩特性一阶惯性数字滤波中图分类号：V233．6文献标识码：A文章编号：1002—6886(2015)03—0059—04Calculationandanalysisofthegroundtorquecharacterofstarter—-generatorforturboshaftengineMIAOHezhuang，LINingkun，YUANChangboAbstract：Starter—generatorisusedforstartertodriveturboshaftengineo

3、perationduringstarting．Thispapermainlyintro-ducesthecalculationmethodofthetorquecharacterofstarter—generatorduringtheturboshaftenginestartsontheground．Toenhaneetheprecisionandstabilityoftorquecharacterduringstarting，thisstudydiddigitalfilteringforrotoracce

4、lerationdatabyusingamethodoffirst—orderinertiafiltering．Atlast，ittookacertaintypeofturboshaftengineasanexampleandgotasatisfiedresultbythemethod．Itprovidesrefereneeforfuturedesign．Keywords：turboshaftengine；starter—generator；torquecharacter；first—orderinerti

5、afiltering图1中，凡为点火转速，凡：为起动机脱开转速，0引言为发动机慢车转速。MMc／r／m航空发动机起动过程通常分为三个阶段，如图1所示¨J。图1为起动过程中扭矩特性随转速的变化关系。第1阶段为冷转动状态，即燃烧室没有点火，由起动机带动转子的转速由零加速到涡轮开始产生功率的转速；第Ⅱ阶段，燃烧室开始工作，由涡轮产生功率的转速到起动机脱开的转速；第Ⅲ阶段，起动机停止工作，由起动机脱开转速至慢车转D速。在以上三阶段的起动过程中，第1、Ⅱ两个阶段为起动机带动发动机工作的阶段，第Ⅲ阶段为发动图1起动过程

6、中扭矩随转速的变化关系机独立工作阶段_3J。因此，研究起动机的扭矩特性主要是指航空发动机起动的I和Ⅱ两个阶段的扭矩起动机主要分为电起动机、燃气涡轮起动机和特性，扭矩特性表征了海平面条件下起动机扭矩随冷气涡轮起动机。通常，涡轴发动机主要使用起动发发动机转子转速的变化关系。电机作为起动机使用。·59·观弋嬲’IMo删dern器ry本文主要研究了起动发电机在涡轴发动机地面起动过程的扭矩特性计算方法，为提高起动扭矩特性的精度和稳定性，采用一阶惯性滤波方法对转子加速度数据进行了数字滤波，最后，以某型涡轴发动机为例，通

7、过采用上述方法，得到了较为满意的扭矩特性。1起动发电机扭矩特性计算起动发电机的扭矩计算公式为]：×××(1)图2发动机转速n经过差分计算后得到的其中：．，。为起动发电机带动发动机旋转件的最大有转子加速度随时间变化关系效质量惯性矩，单位为kg·in；to为起动发电机的3一阶惯性数字滤波方法转动角速度，单位为r／s。若起动发电机与燃气发生器之间的传动比为参阅相关资料J，本文采用一阶惯性数字滤波尺，则：方法来对转子加速度进行数字滤波。由文献[8]可得到一阶惯性滤波方法计算表达式：r××(尺×鲁)Y=a×+(1一口

8、)×Y一1(4)JcrR~式中Y称为上一时刻经滤波后输出的数据值，：一一30×、，——d——t(，＼2，)I称为当前时刻的数据采样值，a称为一阶惯性滤波将扭矩换算到海平面条件下，变化为：系数。一阶魄性滤波主要适用于有高频和低频干扰信M。c"。0：=101325×(3)号的滤波方法。另外，一阶惯性滤波系数0可以是定其中，P为发动机进口总压，单位Pa。值，也可以是根据不同算法在程序中计算得到。2对转子加速度进行数字滤