Institutionen för systemteknik
Department of Electrical Engineering
Examensarbete
Modellering av reserv- och nödkraftsystem i JAS 39
Gripen
Examensarbete utfört i Reglerteknik vid Tekniska högskolan vid Linköpings Universitet
av
Adrian Eilertsen
LiTH-ISY-EX--10/4438--SE
Linköping 2010
Department of Electrical Engineering Linköpings tekniska högskola
Linköpings universitet Linköpings universitet
Modellering av reserv- och nödkraftsystem i JAS 39
Gripen
Examensarbete utfört i Reglerteknik
vid Tekniska högskolan vid Linköpings Universitet
av
Adrian Eilertsen
LiTH-ISY-EX--10/4438--SE
Handledare: Ylva Jung
isy, Linköpings universitet
David Lindström Saab Aerosystems Patrik Björklund
Saab Aerosystems
Examinator: Svante Gunnarsson
isy, Linköpings universitet
Avdelning, Institution
Division, Department
Division of Automatic Control Department of Electrical Engineering Linköpings universitet
SE-581 83 Linköping, Sweden
Datum Date 2010-11-15 Språk Language Svenska/Swedish Engelska/English ⊠ Rapporttyp Report category Licentiatavhandling Examensarbete C-uppsats D-uppsats Övrig rapport ⊠
URL för elektronisk version
http://www.control.isy.liu.se http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:liu:diva-62341 ISBN — ISRN LiTH-ISY-EX--10/4438--SE
Serietitel och serienummer
Title of series, numbering
ISSN
—
Titel
Title Modellering av reserv- och nödkraftsystem i JAS 39 GripenModeling of Auxiliary and Emergency Power System in JAS 39 Gripen
Författare
Author Adrian Eilertsen
Sammanfattning
Abstract
Simulation is a vital tool during development of JAS 39 Gripen, since money and time can be saved.
The Auxiliary and Emergency Power System, AEPS, is a subsystem of the secondary power system in Gripen. It has the function of providing the aircraft with electrical and hydraulical power before activation and after deactivation of the main engine. The system also functions as backup in case of a safety critical problem in the main power supply system. The system basically consists of a control unit and an auxiliary gearbox. The gearbox is driven by an air turbine. An auxiliary generator and a hydraulic pump are mounted on the gearbox to provide the aircraft with electrical and hydraulical power. The airflow to the turbine is regulated by an Air Modulating Valve, AMV.
This report describes a new model of the AEPS. The model encompasses the logical control unit and a physical description of AMV, air turbine, auxiliary gearbox, auxiliary generator and the auxiliary hydraulic pump. The logical model is connected to the physical model whereby simulation of the whole system is made possible. The model is implemented in Matlab/Simulink.
This work provides a complete model of the AEPS which enables simulation of the dynamical processes. Verification was done by comparing simulation results with measurements from the real physical system. Satisfactory results are achieved, especially for inlet pressure for the air turbine and the speed of the auxiliary generator.
Nyckelord
Keywords Modellering, Simulering, Reglerteknik, Hjälpkraft, Logik, Turbinmodellering, JAS 39 Gripen
Abstract
Simulation is a vital tool during development of JAS 39 Gripen, since money and time can be saved.
The Auxiliary and Emergency Power System, AEPS, is a subsystem of the sec-ondary power system in Gripen. It has the function of providing the aircraft with electrical and hydraulical power before activation and after deactivation of the main engine. The system also functions as backup in case of a safety critical problem in the main power supply system. The system basically consists of a con-trol unit and an auxiliary gearbox. The gearbox is driven by an air turbine. An auxiliary generator and a hydraulic pump are mounted on the gearbox to provide the aircraft with electrical and hydraulical power. The airflow to the turbine is regulated by an Air Modulating Valve, AMV.
This report describes a new model of the AEPS. The model encompasses the logi-cal control unit and a physilogi-cal description of AMV, air turbine, auxiliary gearbox, auxiliary generator and the auxiliary hydraulic pump. The logical model is con-nected to the physical model whereby simulation of the whole system is made possible. The model is implemented in Matlab/Simulink.
This work provides a complete model of the AEPS which enables simulation of the dynamical processes. Verification was done by comparing simulation results with measurements from the real physical system. Satisfactory results are achieved, especially for inlet pressure for the air turbine and the speed of the auxiliary generator.
Sammanfattning
Simulering är ett viktigt verktyg under utveckling av JAS 39 Gripen, eftersom detta möjliggör att både pengar och tid kan sparas.
Reserv- och nödkraftsystemet Auxiliary and Emergency Power System, AEPS, som är en del av Gripens hjälpkraftsystem, har till uppgift att försörja flygplanet med el- och hydraulkraft före uppstart och efter nedstängning av huvudmotor. Sy-stemet fungerar även som backup vid bortfall av ordinarie kraftförsörjning. Grovt förenklat består systemet av en logisk kontrollenhet och en turbindriven reserv-växellåda. På reservväxellådan finns en reservgenerator och en reservhydraulpump för elkraft respektive hydraulkraftförsörjning. Luftflödet till turbinen regleras av
en så kallad Air Modulating Valve, AMV.
Den här rapporten beskriver en ny modell av AEPS. Modellen omfattar den logis-ka kontrollenheten och en fysilogis-kalisk beskrivning av systemets reglerventil, turbin, växellåda, reservgenerator och reservhydraulpump. Den logiska modellen kopplas samman med den fysikaliska och möjliggör simulering av hela systemet. Imple-menteringen görs i Matlab/Simulink.
Arbetet leder fram till en komplett modell för AEPS där dynamiska förlopp be-skrivs. Verifiering görs genom att jämföra simuleringar med mätningar från det fysiska systemet. Tillfredställande resultat uppnås, speciellt för tryck in till turbin och varvtal för reservgenerator.
Tack
Först och främst vill jag tacka min handledare på Saab, David Lindström för all hjälp och stöd under examensarbetets gång. Jag vill även tacka Patrik Björ-klund som också varit handledare på Saab. Ett stort tack riktas till Hans Ellström på Saab som bidragit med värdefulla svar på tekniska frågor angående modelle-ring. Jag vill även passa på att tacka mina rumskamrater på Saab, Bo Holmstedt och Ola Tybrandt för trevligt sällskap under arbetets gång. Även tack till övriga medarbetare på hjälpkraft, elkraft och bränsle för trevligt sällskap och en positiv arbetsinställning.
Jag vill varmt tacka min handledare på universitetet, Ylva Jung som framför allt hjälp mig med rapportskrivandet. Jag vill även rikta ett stort tack till min examinator Svante Gunnarsson för allt engagemang och intresse, och även för hjälp med rapportskrivandet.
Slutligen vill jag tacka Saab Aerosystems som gjort detta examensarbete möj-ligt och tillhandahållit en kreativ arbetsmiljö.
Innehåll
1 Inledning 3 1.1 Bakgrund . . . 3 1.2 Syfte . . . 4 1.3 Metod . . . 4 1.4 Begränsningar . . . 5 1.5 Disposition . . . 5 2 Systembeskrivning 7 2.1 Översikt . . . 7 2.2 Delsystem . . . 72.2.1 APESS - Auxiliary Power and Engine Starting System . . . 8
2.2.2 AEPS - Auxiliary and Emergency Power System . . . 9
2.2.3 AGB/PTS - Aircraft Gearbox / Power Transmission Shaft 9 2.2.4 Brandskydd för APU . . . 9 3 Systembeskrivning AEPS 11 3.1 Översikt . . . 11 3.2 Delkomponenter . . . 12 3.3 Luftdrift . . . 14 3.4 Termobatteridrift . . . 15
4 Logisk kontrollenhet AECU 19 4.1 Moder . . . 20 4.1.1 Väntmod . . . 20 4.1.2 Hjälpmod . . . 20 4.1.3 Nödmod . . . 20 4.2 Beslutsstruktur . . . 21 4.3 Modell . . . 22 4.3.1 Modellförenklingar . . . 23 4.3.2 Återkommande block . . . 23
4.3.3 Uppstart och initiering av AECU . . . 24
4.3.4 Indikering av flygplan parkerat . . . 25
4.3.5 Startvillkor för AEPS . . . 26
4.3.6 Operationsmod . . . 26
4.3.7 Aktivering av AEPS-turbin . . . 28 ix
4.3.8 TBS switch position . . . 29
4.3.9 Aktivering av TB1 . . . 30
4.3.10 Aktivering av TB2 . . . 31
4.3.11 Indikering av lågt lufttryck . . . 32
4.3.12 Indikering av övervarvning av reservväxellåda . . . 33
4.3.13 Indikering av lyckad luftstart av AEPS . . . 34
4.3.14 Indikering av misslyckad luftstart av AEPS . . . 34
4.3.15 Säkerhetsnedstängning av turbin i hjälpmod . . . 36
4.3.16 Indikering av underfrekvens . . . 37
4.3.17 Indikering av cyklisk underfrekvens . . . 38
4.3.18 Indikering av överfrekvens . . . 39 4.3.19 Indikering av underspänning . . . 40 4.3.20 Indikering av överspänning . . . 41 4.3.21 Indikering av reservgeneratorfel . . . 42 4.3.22 Aktivering av generatorkontrollrelä . . . 43 4.3.23 Aktivering av generatorkontaktrelä . . . 44 4.3.24 Återställning i nödmod . . . 45 4.4 Sammanfattning . . . 46 5 Fysikalisk modell 49 5.1 Inledning . . . 49 5.2 Motstånd . . . 52 5.3 Reglerventil . . . 52 5.4 Kontrollvolym . . . 54 5.5 Turbin . . . 55 5.5.1 Kontrollvolym steady-flow . . . 55 5.5.2 Effektivitet . . . 56 5.5.3 Massflöde . . . 57 5.5.4 Temperatur . . . 58 5.5.5 Moment . . . 59 5.6 Reservväxellåda . . . 59 5.6.1 Modell ur bindningsgraf . . . 60 5.6.2 Sammanfattning . . . 63 5.7 Reservgenerator . . . 64 5.8 Reservhydraulpump . . . 65 5.9 Regulator . . . 66 5.10 Implementering . . . 68
6 Verifiering och validering 71 6.1 Verifiering av uppstartsförlopp . . . 71
6.1.1 Testfall 1 . . . 72
6.1.2 Testfall 2 . . . 73
6.2 Validering med riggprovdata . . . 75
6.2.1 Testfall 3 . . . 76
6.2.2 Testfall 4 . . . 76
Innehåll xi
6.2.4 Slutsatser . . . 77
7 Resultat och förslag till fortsatt arbete 85 7.1 Resultat . . . 85
7.1.1 Logisk modell . . . 85
7.1.2 Fysikalisk modell . . . 85
7.2 Förslag till fortsatt arbete . . . 86
Tabell 1.Förkortningar
Förkortning Beskrivning
AECU Auxiliary and Emergency Control Unit AEPS Auxiliary and Emergency Power System AGB Aircraft Gearbox
AHP Auxiliary Hydraulic Pump AIU Aircraft Interface Unit AMV Air Modulating Valve
APECU Auxiliary Power Electronic Control Unit APESS Auxiliary Power and Engine Start System APU Auxiliary Power Unit
ATS Air Turbine Starter
ECS Environmental Control System EHP Emergency Hydraulic Pump
F low Flöde ur reservhydraulpump [l/min] FWS Fire Warning System
FXS Fire Extinguisher System GCU Generator Control Unit
GECU General system Electronic Control Unit J Tröghetsmoment [Nms2]
M Moment [Nm]
MGEN Main Generator
MHP1 Main Hydraulic Pumps 1 MHP2 Main Hydraulic Pumps 2
Min Moment in till fysikalisk delkomponent [Nm]
Mout Moment ut ur fysikalisk delkomponent [Nm]
Ngen Reservgeneratorvarvtal [rpm]
Nhyd Reservhydraulpumpvarvtal [rpm]
Nnom,x Nominellt varvtal för kugghjul/axel x i resrvväxellåda [rpm]
˙
m Massflöde [kg/s] ˙
min Massflöde in till fysikalisk delkomponent [kg/s]
˙
mout Massflöde ut ur fysikalisk delkomponent [kg/s]
P Tryck [Pa]
Pin Tryck in till fysikalisk delkomponent [Pa]
Pin,aeps Inloppstryck till AEPS [Pa] (anges i absoluttryck)
PMG Permanent Magnet Generator Pomg Omgivningtryck [Pa]
Pout Tryck ut ur fysikalisk delkomponent [Pa]
Tabell 2.Förkortningar, forts.
Förkortning Beskrivning
pel Begärd elektrisk effekt ur reservgenerator [Watt]
pder Deriveringsoperator
pgen Uttagen effekt, reservgenerator [Watt]
phyd Uttagen effekt, reservhydraulpump [Watt]
q Förskjutningsoperator SPS Secondary Power System T Temperatur [K]
Tin Temperatur in till fysikalisk delkomponent [K]
Tin,aeps Temperatur in till AEPS [K]
Tout Temperatur ut ur fysikalisk delkomponent [K]
Ttime Tidskonstant [s]
u Styrsignal till reglerventil V Volym [m3]
Kapitel 1
Inledning
Vid normaldrift av JAS 39 Gripen sker el- och hydraulkraftförsörjning via en huvudgenerator och två huvudhydraulpumpar. Dessa är monterade på huvudväx-ellådan som i sin tur är ansluten till huvudmotorn.
Det betyder att ingen el- eller hydraulkraft finns tillgänglig från huvudgenera-tor och huvudhydraulpumpar innan huvudmohuvudgenera-torstart samt efter huvudmohuvudgenera-torned- huvudmotorned-stängning. I dessa lägen förser reserv- och nödkraftsystemet Auxiliary and Emer-gency Power System, AEPS, flygplanet med el- respektive hydraulkraft. Grovt förenklat består systemet av en logisk kontrollenhet samt en turbindriven reserv-växellåda. På reservväxellådan finns en reservgenerator och en reservhydraulpump. Luftturbinen drivs av tryckluft från en turbinmotordriven lastkompressor. Denna tillhör hjälpkraft- och motorstartssystemet Auxiliary Power and Engine Start Sy-stem, APESS.
AEPS förser även flygplanet med el- och hydraulkraft vid bortfall av ordinarie kraftförsörjning under flygning. Logiska signaler indikerar bortfall av huvudgene-rator, huvudhydraulpump eller huvudväxellåda.
Om turbindriften av reservväxellådan ej kan säkerhetsställas eller fel inträffar på reservgeneratorn, finns termobatterier som extra backup. Dessa kan endast använ-das under flygning då kraftförsörjningen är extra viktig.
Det här examensarbetet syftar till att successivt bygga en modellbeskrivning av AEPS. Modellen omfattar kontrollenhetens logiska operationer och en matematisk modell av de fysiska delarna i AEPS.
1.1 Bakgrund
På Saab Aerosystems i Linköping tillverkas och utvecklas JAS 39 Gripen, ett fjärde generationens stridsflygplan. Första flygningen skedde år 1988 och därefter dröj-de dröj-det 8 år innan flygplanet togs i aktiv tjänst i dröj-det svenska flygvapnet. JAS 39
Gripen är utvecklat för att kunna växla mellan jakt-, attack- och spaninguppdrag (därav beteckningen JAS). Den första versionen av Gripen som utvecklades var en ensitsig Gripen 39A och den tvåsitsiga skolversionen blev kallad Gripen 39B. Därefter följde andra krav för att kunna operera i internationella miljöer i form av lufttanktning, vapensystem, elektronik o.s.v. vilket resulterade i Gripen 39C/39D, där C-versionen är ensitsig och D tvåsitsig. I skrivande stund pågår utvecklingen av Gripen NG (Next Generation) där omfattande uppdateringar genomförs. Bland annat införs en kraftfullare motor, nya landningställ, ny radar m.m. Även räckvid-den och vapenlastmöjligheterna förbättras.
Under utvecklingen av Gripen NG finns ett behov av att simulera funktionalitet i ett tidigt stadium och därmed behövs en modellbeskrivning av hjälpkraftsystemet både på fysikalisk och logisk nivå. Fokus i det här examensarbetet ligger på att bygga en modell av AEPS.
1.2 Syfte
Syftet med examensarbetet är att bilda en modell av AEPS-systemet, vilket inklu-derar kontrollenhetens logiska operationer och turbin respektive reservväxellåda. Modellen skall hantera dynamiska förlopp, vilket möjliggör simulering av upp-startsförlopp. Målet är att modellen skall kunna användas i simuleringsverktyget SySim, där både fysiska och modellerade komponenter används.
Tidigare modeller:
- Logisk modell. Är begränsad då den endast beskriver de mest elementära funktionerna. När det gäller fysikalisk beskrivning antar den endast att tur-binen är på alternativt av.
- EASY5 modell. Innehåller fysikalisk beskrivning av ett flertal komponen-ter. I anslutning till varje delmodell finns en del av kontrollenhetens logiska operationer. Ingen verifiering eller validering har gjorts med denna modell.
1.3 Metod
Den logiska modellbeskrivningen av kontrollenheten bildas genom att studera [13], där nödvändiga logiska operationer beskrivs i textform. Därefter byggs en modell i Matlab/Simulink. Den fysikaliska modellen bildas genom att studera olika doku-ment angivna av tillverkaren där information om turbineffektivitet, turbinmass-flöde, tröghetsmoment för ingående komponenter i reservväxellåda o.s.v. beskrivs. Den fysikaliska modellen implementeras även denna i Matlab/Simulink.
Verifiering av modellen görs genom att jämföra modellsimuleringar med mätning-ar från riggprov. Slutligen sammanfogas den logiska modellen med den fysikaliska och möjliggör simulering av AEPS.
1.4 Begränsningar 5
1.4 Begränsningar
En del begränsningar införs i examensarbetet och dessa är:
- Den logiska modellbeskrivningen för kontrollenheten omfattar de logiska operationer som anses vara betydande för modellering av AEPS-systemet. - Inga bussignaler tas med i modellen. Dessa måste kompletteras för att
mo-dellen skall kunna införas i SySim.
- Reservgeneratorn modelleras endast utifrån en effektivitetskurva, vilket be-tyder att ingen reservgeneratorspänning modelleras. Därmed anges den elekt-riska effekten som en insignal till modellen.
1.5 Disposition
En översiktlig beskrivning för hela hjälpkraftsystemet och dess delkomponenter tas upp i kapitel 2. I kapitel 3 beskrivs reserv- och nödkraftsystemet AEPS mer ingående. Kontrollenhetens logiska beslut samt modellbeskrivning tas upp i kapi-tel 4. Fysikalisk modell, regulatorstruktur och implementering för AEPS beskrivs i kapitel 5. Verifiering av modellen beskrivs kapitel 6, där modellsimuleringar jäm-förs med mätningar från det fysiska systemet i riggprov. Rapporten avslutas med resultat och förslag till fortsatt arbete i kapitel 7.
Kapitel 2
Systembeskrivning
En kortfattad beskrivning över hela hjälpkraftssystemet ges i detta kapitel.
2.1 Översikt
Hjälpkraftsystemet förser flygplanet med elkraft, hydraulkraft och tryckluft utan behov av extern kraftkälla vid uppstart av flygplanet och vid bortfall av ordinarie kraftförsörjning. En stor del av systemet är installerat på vänster sida i bakkroppen på flygplanet. Huvudsyftet med hjälpkraftsystemet är att:
- Förse flygplanet med el- och hydraulkraft utan behov av extern kraftkälla under uppstart.
- Förse flygplanet med el- och hydraulkraft vid bortfall av ordinarie kraftför-sörjning.
- Starta huvudmotorn.
- Överföra kraft från huvudmotorn till huvudgenerator och huvudhydraul-system.
2.2 Delsystem
Hjälpkraftssystemet (SPS) består av fyra delsystem:
• APESS - Auxiliary Power and Engine Starting System • AEPS - Auxiliary and Emergency Power System
• AGB/PTS - Aircraft Gearbox / Power Transmission Shaft • Brandskydd för Auxiliary Power Unit, APU
I figur 2.1 ses de ingående delarna i hjälpkraftsystemet.
Figur 2.1.Översikt över hela hjälpkraftsystemet. Figur från [3].
2.2.1 APESS - Auxiliary Power and Engine Starting System
APESS består av en turbinmotor kopplat till en lastkompressor Auxiliary Po-wer Unit, APU, en logisk kontrollenhet Auxiliary PoPo-wer Electronic Control Unit, APECU, och en luftturbin som har till uppgift att starta huvudmotorn genom en luftstartapparat Air Turbine Starter, ATS. Kraftkällan består av lufttryck som byggs upp av lastkompressorn i APU:n. Tryckluften används som kraftförsörjning till turbinen som är kopplad till reservväxellådan i reserv- och nödkraftsystemet Auxiliary and Emergency Power System, AEPS, luftssystemet (ECS) och till start-turbinen för huvudmotorn Air Turbine Starter, ATS. APU:n är alltid aktiverad då flygplanet befinner sig i drift på marken, och den avvaktiveras vid normal-förfarande 12 sekunder efter lättning och aktiveras återigen vid sättning. I luften befinner den sig i så kallad “watch state” då den är beredd att starta vid motor-bortfall eller motor-bortfall av ordinarie kraftförsörjning.
2.2 Delsystem 9
2.2.2 AEPS - Auxiliary and Emergency Power System
Huvuduppgiften för denna del av hjälpkraftsystemet är att förse flygplanet med el- respektive hydraulkraft innan/under uppstart av huvudmotorn och under/efter nedstängning av huvudmotorn. Under flygning fungerar även systemet som backup vid bortfall av ordinarie kraftförsörjning.
Systemet består av en turbin kopplad till en reservväxellåda, och på växellådan sitter en reservgenerator och en reservhydraulpump. Turbinen drivs av luftflöde från APU:n eller huvudmotorn. Tre termobatterier finns som extra backup under flygning, varav ett batteri för elkraftförsörjning och två för hydraulkraft (dessa är kopplade till en eldriven hydraulpump). Batterierna aktiveras då normaldrift av AEPS ej kan säkerhetsställas, t.ex. då luftflödet från APU/motor är begränsat eller något annat fel inträffat, t.ex. reservgeneratorfel. Batterierna är plomberade och kan därmed bara aktiveras en gång.
2.2.3 AGB/PTS - Aircraft Gearbox / Power Transmission
Shaft
Huvudväxellådan (AGB) är ansluten till växellådan på huvudmotorn via PTS. På huvudväxellådan sitter:
- Startturbin för huvudmotorstart Air Turbine Starter, ATS
- Två huvudhydraulpumpar Main Hydraulic Pump 1, MHP1 och Main Hyd-raulic Pump 1, MHP2
- Huvudgeneratorn Main Generator, MGEN
Huvudsyftet med delsystemet är att överföra kraft från huvudmotorn till MHP1, MHP2 och MGEN. Systemet överför även kraft i andra riktningen. Detta sker vid huvudmotoruppstart då startturbinen ATS överför kraft till huvudmotorn.
2.2.4 Brandskydd för APU
Systemet används för att skydda APU:n från en eventuell brand eller överhettning. Två delsystem finns, där det ena används för brandvarning och det andra för släckning av brand.
FWS - Fire Warning System
En sensor finns installerad i APU-utrymmet och detekterar onormalt hög tempe-ratur. Larmsignalen skickas till enheten Aircraft Interface Unit, AIU som sedan skickar informationen vidare till APECU:n och varningspanelen. Då APU:n är i drift tolkas onormalt hög temperatur som en brand i APU-utrymmet medan om APU:n ej är i drift tolkas signalen som en överhettning i APU-utrymmet.
FXS - Fire Extinguisher System
Släckning av en eventuell brand i APU-utrymmet kan alltid aktiveras manuellt. Då huvudmotorn inte är i drift kan även släckning ske automatiskt. Brand-släckningen är blockerad av APECU:n om ingen larmsignal om brand/överhettning har påvisats.
Kapitel 3
Systembeskrivning AEPS
Hela AEPS tillverkas av [10]. Systemet har till uppgift att leverera el- respekti-ve hydraulkraft före/under huvudmotoruppstart och under/efter huvudmotorned-stängning. Systemet fungerar även som backup vid bortfall av ordinarie kraftför-sörjning under flygning. Hjälpkraften skapas genom att tryckluft från
motor/APU driver en turbin, och denna är ansluten till en växellåda som via ett antal kugghjul driver en reservhydraulpump och en reservgenerator. Kraft-försörjningen kan även säkerställas via ett termobatteri för elkraft och två termo-batterier för drift av en elhydraulpump. Detta sker endast då flygplanet befinner sig i luften och luftdriften av turbinen av någon anledning inte fungerar tillfreds-ställande (t.ex. vid pågående huvudmotoråterstart).
I detta kapitel beskrivs varje delkomponent i AEPS med motsvarande figur. De flesta av figurerna presenteras i slutet av kapitlet.
3.1 Översikt
I figur 3.2 ses de ingående delkomponenterna för AEPS. I figuren ses hur luftflödet från huvudmotor/APU förs in till systemet för att sedan regleras av en reglerventil, kallad Air Modulating Valve, AMV. Det reglerade luftflödet driver därefter lufttur-binen som i sin tur driver reservgenerator och reservhydraulpump via växellådan. I figuren ses även kontrollenheten som “styr” hela systemet. Termobatterierna för el- och hydraulkraftförsörjning kan ses överst i figuren, där hydraulkraftförsörj-ningen sker via den elektriska hydraulpumpen.
3.2 Delkomponenter
Kontrollenhet AECU - Auxiliary and Emergency Control Unit
Kontrollenheten kommunicerar med andra enheter dels genom busstrafik och dels genom logiska in- och utsignaler. Insignalerna ger information om aktuellt driftsfall som t.ex. bortfall av huvudgeneratorn eller om flygplanet befinner sig på marken. Kontrollenhetens uppgift är att utifrån dessa signaler besluta huruvida hjälp-/nöd-kraften skall aktiveras. Besluten påverkas även av AEPS interna signaler eftersom AECU:n mäter signaler som reservgeneratorvarvtal, tryckluft o.s.v. AECU:n in-nehåller även olika testprogram som exekveras vid initiering och under drift. Om något fel skulle inträffa skickas informationen på databussen och meddelar piloten via varningspanelen.
AMV - Air Modulating Valve
Regleringen av luftmassflöde till turbinen sker med en så kallad AMV. Figur 3.3 visar en skiss över denna. Principen är att en elektrisk motor sköter reglering (se figur 3.4) av ett mindre luftflöde in till AMV:n. I AMV:n finns en kammare där en tryckskillnad byggs upp beroende på det reglerade luftflödet, tryckskillnaden avgör storleken på det totala luftflödet genom AMV:n.
Turbin
Turbinen har till uppgift att driva reservväxellådan via en turbinaxel. Luftförsöj-ningen kommer antingen från motor eller APU och regleras av AMV:n. Turbinen är en enstegs radialturbin med axiellt utflöde, där utflödet sker på ovansidan av flygplanet. En bild på turbinen ses i figur 3.5.
Reservväxellåda
Reserväxellådan drivs av turbinaxeln och driver sedan via ett antal kugghjul re-servhydraulpump och reservgenerator. Figur 3.6 visar utseendet på reservväxellå-dan.
En förenklad skiss över de kugghjul som ingår i reservväxellådan enligt [12], ses i figur 3.1.
Varvtalen för kugghjulen i reservväxellådan enligt [12] följer enligt:
Turbinaxel Nnom,t= X1 [rpm]
Kugghjul 1 Nnom,1= X2 [rpm]
Kugghjul 2 Nnom,2= X3 [rpm]
Reservhydraulpump Nnom,hyd= X4 [rpm]
3.2 Delkomponenter 13 Kugghjul 1 Kugghjul 2 Turbinaxel Reservgenerator Reservhydraulpump
Figur 3.1.Kugghjulen i reservväxellådan i JAS 39 Gripen.
Reservgenerator
Reservgeneratorn är en trefasgenerator som leverar växelspänning på 114 Volt med frekvensen 400 Hz (vid det nominella varvtalet 12000 rpm). I generatorn sit-ter en trefas permanentmagnetgenerator (förkortas PMG) som via utväxling håller frekvensen 1200 Hz vid normaldrift. PMG:ns uppgift är att skapa elkraft för att magnetisera huvudmagneterna utan behov av extern elkraftkälla. Magnetiseringen regleras av AECU:n med återkoppling av reservgeneratorspänningen, d.v.s. spän-ningen på 114 Volt hålls konstant. Ett kontaktrelä som styrs av signalen GLCR (se tabell 4.43) finns för att aktivera elkraftförsöjningen från reservgeneratorn. Under uppstart sker följande:
1. Växellådan varvas upp. PMG-frekvensen << 1200 Hz. Ingen elkraftförsörj-ning.
2. PMG frekvens > 1065 Hz. Den genererade spänningen från PMG:n används för att magnetisera huvudmagneterna på reservgeneratorn, och det sker då ett kontaktrelä tillsluts (GCR sann). Reglering av magnetiseringen sker ge-nom återkoppling av reservgeneratorspänningen.
3. Reservgeneratorspänning > 105 V och PMG-frekvens > 1140 Hz. Kontakt-reläet för elkraftsförsöjning tillsluts (GLCR sann) och möjliggör kraftförsöj-ning av reservgenerator.
4. Reservgeneratorspänning = 114 V, PMG-frekvens = 1200 Hz, reservgenera-torhastighet = 12000 rpm.
3.3 Luftdrift
Luftdrift av AEPS sker då motor eller APU leverar tillräcklig tryckluft för turbin-drift av växellådan. Vid uppstart av huvudmotor sker turbinturbin-driften via tryckluft från APU:n medan i luften via huvudmotorn eller APU:n. Luftdriften avbryts un-der vissa förutsättningar, och dessa beror på om flygplanet befinner sig på marken eller i luften. På marken stängs turbinen ner för att skydda utrustningen då vissa fel inträffar. Oftast kan endast återstart ske efter att AECU:n återstartats. I luf-ten stängs turbinen endast ned under några få förutsättningar, vilket beror på att flygplanet befinner i ett säkerhetskritisk läge.
För nedstängning av turbin då flygplanet befinner sig på marken, krävs att någon av följande situationer inträffar:
- Tryckluften i inloppet till AEPS-systemet understiger 175 kPa. För att återstar-ta turbinen krävs att lufttrycket överstiger 210 kPa.
- Turbinen misslyckas att nå 50 % av den nominella hastigheten under upp-start, då detta sker inom en viss tidsgräns (se avsnitt 4.3.14). Ingen återstart av turbinen görs.
- Turbinen misslyckas att nå 95 % av den nominella hastigheten under upp-start, då detta sker inom en viss tidsgräns (se avsnitt 4.3.14). Ingen återstart av turbinen görs.
- Turbinhastigeheten sjunker 50 % av den nominella hastigheten (se avsnitt 4.3.14). Ingen återstart av turbinen görs.
- Övervarvning av reservväxellåda (se avsnitt 4.3.12). Turbinen återstartas då varvtalet åter sjunker till det tillåtna.
- Cyklisk underfrekvens (se avsnitt 4.3.17). Ingen återstart av turbinen (UFCYCF återställs endast under uppstart av AECU:n).
- Kritiskt fel, AECU. Ingen återstart av turbinen (signalen MICROFAIL åter-ställs endast vid uppstart av AECU:n).
- Bortfall av båda hastighetsmätningarna (PMG frekvens och hastighet på AEPS växellåda. Ingen återstart av turbinen (signalen NANPMF återställs endast vid uppstart av AECU:n).
- Lågt oljetryck i reservväxellåda, då det egentligen borde vara högt (signalen LOPTDL återställs endast vid uppstart av AECU:n).
- Hög oljetemperatur i reservväxellåda (signalen TOILF återställs endast vid uppstart av AECU:n).
För nedstängning av turbin då flygplanet befinner sig i luften, krävs att någon av följande situationer inträffar:
3.4 Termobatteridrift 15
- Tryckluften i inloppet till AEPS-systemet understiger 175 kPa. Återstart av turbinen då lufttrycket överstiger 210 kPa.
- Huvudmotorstart aktiv och driftstiden på elhydraulpumpen är mer än 30 sekunder. Återstart av turbinen då huvudmotorstart ej pågar eller då drifts-tiden på elhydraulpumpen är mindre än 30 sekunder.
3.4 Termobatteridrift
Problem med luftdrift av AEPS innebär begränsad eller ingen kraftförsörjning från reservgenerator och reservhydraulpump. I dessa fall aktiveras termobatterierna, vilket eller vilka som aktiveras beror på aktuellt fel. Som tidigare nämnts kan termobatterierna endast aktiveras i luften. En ytterliggare förutsättning är att en switch på markpanelen skall vara i rätt position. Aktivering av termobatteri för elkraftförsörjning sker även då reservgeneratorfel uppstår upprepade gånger. Se mer om detta i avsnitt 4.3.10 och 4.3.9.
Termobatteri för elkraftsförsörjning Termobatterier för hydraulkraftförsörjning Elektrisk hydraulpump TB1 TB1 TB2 EHP AECU Reservhydraulpump Reserv-generator AMV Reserv-växellåda Turbin Luft från APU Luft från huvudmotor Till ECS Oljekylare Tryckomvandlare Momentmotor för reglering Kontrollenhet Kommunikation med flygplanssystem
3.4 Termobatteridrift 17
Luft till momentmotor-
regulator Reglerad luft från momentmotor- regulator
Figur 3.3.AMV:n som reglerar luftflödet till AEPS-turbinen. Figur från [3].
Luft från AMV
Reglerad luft till AMV Momentmotor
Figur 3.4.Den elektriska momentmotorn som reglerar luftflödet till AMV:n. Figur från
Luft från APU eller huvudmotor
Luftutlopp
Figur 3.5.AEPS-turbinen som driver reservväxellådan. Figur från [3].
Figur 3.6.Reservväxellådan som driver reservgeneratorn och reservhydraulpumpen.
Kapitel 4
Logisk kontrollenhet AECU
Den logiska kontrollenheten (AECU) har till uppgift att styra hela AEPS-systemet. Den avgör, beroende på de aktuella omständigheterna, om reservkraften skall ak-tiveras, t.ex. om huvudgeneratorn slutar leverera tillräckligt med elkraft. Enheten har även till uppgift att kommunicera med andra system, då den via dessa får in-formation om reservkraften skall aktiveras. AECU:n har följande uppgifter enligt [6]:
- Reglera tryckluften till turbinen för reservväxellådan. - Övervaka reservgeneratorns hastighet.
- Aktivera och kontrollera reservgeneratorn. - Aktivera termobatterierna.
- Övervaka och utföra tester av AEPS.
- Kommunicera med ACS (Aircraft Computer System). Kontrollenheten är kopplad till följande enheter:
- Reservväxellådans sensorer för hastighet, oljetryck och temperatur.
- AMV:ns momentmotor (se figur 3.4), där reglering av luftflödet genom AMV:n sker genom att variera den elektriska strömmen till momentmotorn.
- Tryckomvandlaren i luftingången till AEPS-systemet, vilken mäter lufttryc-ket som verkar på turbinen.
- APECU och GCU (Generator Control Unit) som förser AECU:n med aktuell hastighet för AGB.
- General system Electronic Control Unit, GECU, genom en logisk signal som talar om att HP1 fungerar.
- Switch på markpanelen (EMERGENCY POWER switch), där en logisk sig-nal till kontrollenheten ger information om läget på switchen.
- Termobatterierna, för att starta tändningskretsarna.
4.1 Moder
AECU:n arbetar i tre olika moder väntmod, hjälpmod eller nödmod, vilket beskrivs i [6] och [13].
4.1.1 Väntmod
När AECU:n befinner sig i väntmod är inte hjälp- eller nödkraften aktiv, d.v.s. turbinen och termobatterierna är ej aktiverade, och AECU:n väntar på villkor för att starta upp. Väntmoden är aktiv då huvudkraftförsörjningen fungerar som den skall, d.v.s. efter huvudmotorstart och att inget fel inträffat. Den är även aktiv en kort stund under uppstart av AECU:n, då egna initieringstestprogram exekveras.
4.1.2 Hjälpmod
Denna mod är aktiv vid behov av el- eller hydraulkraft då flygplanet befinner sig på marken och framförs med en hastighet under ca 18 km/h. Hjälpmoden är aktiv framförallt före/under motorstart och under/efter motornedstängning, men kan även aktiveras om ordinarie försörjning skulle bli begränsad under taxning. I hjälpmoden startas alltså turbinen upp och kraftförsörjning erhålls från reservge-neratorn och reservhydraulpumpen. Turbinen stängs ner om t.ex. övervarvning av växellådan inträffar, om det inte finns tillräckligt högt lufttryck för att driva tur-binen, om turbinen inte varvas upp tillräckligt snabbt o.s.v. Dessa fel tas hänsyn till på marken för att skydda utrustningen, se kapitel 3.3.
4.1.3 Nödmod
Nödmoden kan endast aktiveras i luften eller om flygplanet befinner sig på marken och hastigheten är över ca 18 km/h. Moden aktiveras i dessa fall vid bortfall av ordinarie kraftförsörjning. Tre olika nödmoder finns:
Nödmod luft
Denna nödmod aktiveras då det finns tillräckligt med lufttryck från huvudmotor för att aktivera turbinen. Därmed kan el- och hydraulkraft genereras av reservge-neratorn resp. reservhydraulpumpen.
Nödmod TB
Vid motorbortfall i luften förloras ordinarie el- och hydraulkraftsförsörjning, och även tryckluften från motorn går förlorad. Det innebär att APU:n måste starta upp för att generera tryckluft för återstartningsförsök av huvudmotorn. I dessa lägen
4.2 Beslutsstruktur 21
levereras ingen tryckluft till AEPS-turbinen, vilket betyder att termobatterierna måste aktiveras för el- och hydraulkraftsförsörjningen av flygplanet. AECU:n går då in i nödmod TB. Även andra villkor finns för att AECU:n skall gå in i nödmod TB, och dessa beskrivs i avnsitt 4.3.9 och 4.3.10.
Nödmod luft och TB
Då nödmod TB aktiverats levereras enbart el- resp. hydraulkraft av termobatte-rierna. Dock så kan tryckluften från motor/APU återgå till tillräcklig nivå för att driva turbinen, då går AECU:n in i nödmod luft och TB. Eftersom termobatteri-erna inte kan stängas av sker kraftförsörjning från dessa tills effekten avverkats.
4.2 Beslutsstruktur
Figur 4.1 och 4.2 visar de beslut som kontrollenheten gör enligt [6].
Start Bortfall av huvudkraft-försörjning? Ja Slut Nej Nödmod Nej Hjälpmod Ja På marken? Säkerhets-nedstängning? Ingen kraft-försörjning Nej Ja Finns tillräcklig tryckluft? Nej Kraftförsörjning, luft Ja Slut Slut Pågår huvud-motorstart? Bortfall av huvud-hydraulförsörjning? Finns tillräcklig tryckluft? För lite tryckluft för att driva turbinen
Kraftförsörjning, luft Bortfall av huvud-generator? Ja Nej Ja Nej Forts Aktivera termo-batterier för elhydraulpump Ja Nej Aktivera termo-batteri för elkraftförsörjning Ja Slut Nej
Misslyckad
luftstart? Ja
Reservväxellåda kan ej förse kraft
Nej Fortsätt med återstart försök av turbin Forts Nödmod luft Nej Nej Bortfall av huvud-hydraulförsörjning? Fungerar reserv-generator korrekt? Slut Aktivera termo-batterier för elhydraulpump Ja Bortfall av huvud-generator? Ja Aktivera termo-batteri för elkraftförsörjning Bortfall av huvud-generator? Ja Nej Ja Nej Aktivera termo-batteri för elkraftförsörjning Slut Fortsätt kraft- försörjning, luft Slut Slut Fortsätt kraft- försörjning, luft Fortsätt kraft- försörjning, luft
Figur 4.2.Beslutsstruktur för AECU, forts.
4.3 Modell
Den logiska modellen bildas genom att betrakta [13], där logiska operationer be-skrivs i textform. De olika logiska funktionerna modelleras därefter i egna block i Matlab/Simulink. Därefter kopplas dessa samman med hänsyn till in- och ut-signalerna till en komplett modell för AECU:n. Modellen beskriver slutligen den beslutstrukturen som visades i figur 4.1 och 4.2.
Signaler som beskrivs i fortsättningen är logiska om inget annat anges. En del logiska funktioner används ofta. Därför bildas dessa i egna block i ett bibliotek, vilket möjliggör att funktionen enkelt kan användas flera gånger. In- och utsigna-ler definieras för varje delmodell i form av tabelutsigna-ler. Många av signautsigna-lerna slutar på gemensamma förkortningar och dessa är:
..TD Tidsförskjuten signal
4.3 Modell 23
4.3.1 Modellförenklingar
I verkliga systemet finns korrigeringar för mätsignaler som tryck, spänning, gene-ratorhastighet o.s.v. då dessa är orimliga. I många fall korrigeras detta genom att använda den senaste rimliga mätningen. Dessa funktioner bortses från i modell-beskrivningen. De korrigerade signalerna som används i modellen approximeras enligt:
- SPEED: Hastighet för reservgenerator sätts till mätsignalen SPEEDRAW. - PBLEED: Inloppstryck till AEPS sätts till mätsignalen PBLEEDI. - VMIN: Reservgeneratorspänning sätts till mätsignalen VMINI.
En del fel sätts med felflaggor och dessa är:
- TOILF: Hög oljetemperatur i reservväxellåda.
- LOPTDL: Lågt oljetryck i reservväxellåda då det egentligen borde vara högt. Detta fel orsakas förmodligen av att oljetrycksswitchen (LOP) fastnat i öppet läge.
- NANPMF: Bortfall av båda hastighetsmätningarna (PMG-frekvens och has-tighet på AEPS-växellåda.
- MICROFAIL: Kritiskt fel i AECU.
Vissa fel antas inte kunna förekomma, dessa är:
- Fel i tryckomvandlaren. PBLEEDOORTDL falsk. Alltså ingen indikering av fel i tryckmätning.
- Differentiellt strömfel. Därmed sätts DPTDFLT till alltid falsk.
4.3.2 Återkommande block
De återkommande blocken som används i modellen beskrivs i tabell 4.1. Dessa block skapas i ett eget bibliotek i Simulink.
Tabell 4.1.Återkommande block som används i modellen
Block Beskrivning
One_shot Detekterar positiv flank på insignalen U och sätter utsignalen till sann under T sekunder oberoende av insignalen.
Time_Delay Blocket fördröjer en positiv flank på insignalen u i T sek, under förutsättningen att insignalen bibehålls sann i mer än T sek. Då insignalen är falsk sätts utsignalen omedelbart falsk. I verkliga kontrollenheten är tidsförskjutningarna mer komplexa, se [13] för mer information.
Set_Reset_F Blocket sätter utsignalen till sann då insignalen set är sann, oberoende av insignalen rst. Utsignalen hålls därefter sann då set och rst är falska, men blir falsk då rst är sann och set är falsk.
Set_Reset Blocket är i princip detsamma som som Set_Reset_F ovan, TD_Set skillnaden är att insignalen set är fördröjd T sekunder. Set_Reset Samma funktion som Set_Reset TD_Set med den skillnad TD_Reset att tidsfördröjningen sker på resetsignalen.
4.3.3 Uppstart och initiering av AECU
Då AECU:n startas skall datorn gå in i en uppstartsrutin, och denna ser till att alla RAM-minnen sätts till kända tillstånd. En tidsfördröjning på 200 ms ser till att insignaler från flygplanet hinner initieras till korrekta värden. In- och utsignaler ses i tabell 4.2 respektive tabell 4.3, och logikschemat visas i figur 4.3.
Tabell 4.2.Insignaler för uppstart och initiering av AECU
Insignaler Beskrivning
SPEEDRAW Reservgeneratorhastighetsmätning [rpm]
(Mäts vid reservgeneratorn, 12000 rpm vid normalt driftsfall) PMGRAW PMG-frekvensmätning [Hz] (1200 Hz vid normalt driftsfall)
Tabell 4.3.Utsignaler för uppstart och initiering av AECU
Utsignaler Beskrivning PWRUPTD AECU uppstartad
4.3 Modell 25 PWRUPTD 2 PINT 1 Time _Delay U T Out1 set rst y Set _Reset_F >2 >1 NOT 4 OR 3 OR 10 Unit : 1808 Unit : 18007 Unit : false6 Unit : 200 e−35 PMGRAW 2 SPEEDRAW 1 <SPEEDRAW > <PMGRAW> PWRUPTD PINT PINT PINT
Figur 4.3.Logikschema för uppstart och initiering av AECU.
4.3.4 Indikering av flygplan parkerat
Blocket beskriver om flygplanet är parkerat, och det avgörs genom att kontrollera vikten på huvudhjulen och markhastigheten. Flygplanet definieras som parkerat då det finns vikt på båda hjulen och markhastigheten är under ca 18 km/h. In-och utsignalerna ses i tabell 4.4 respektive tabell 4.5. I figur 4.4 ses logikschemat.
Tabell 4.4.Insignaler för indikering av flygplan parkerat
Insignaler Beskrivning
WOWL Vikt på hjul vänster WOWR Vikt på hjul höger
GRSPH Markhastighet > 18 km/h
Tabell 4.5.Utsignaler för indikering av flygplan parkerat
Utsignaler Beskrivning PARKED Flygplan parkerat
PARKED 1 Set _Reset TD_Set U T Out Set _Reset TD_Reset1 U T Out Set _Reset TD_Reset U T Out AND 6 NOT 5 AND 4 Unit : 650 e−33 Unit : 68e−32 Unit : 68e−31 GRSPH 3 WOWR 2 WOWL 1 WOWLTD WOW PARKED <WOWR > WOWRTD <WOWL > <GRSPH > GRSPHTD
4.3.5 Startvillkor för AEPS
Startvillkor för AEPS beskriver då reservkraft behövs, och det sker då huvudhyd-raulpump, huvudgenerator eller huvudväxellåda ej fungerar tillfredsställande. In-och utsignaler kan ses i tabell 4.6 respektive tabell 4.7, In-och logikschemat kan ses i figur 4.5.
Tabell 4.6.Insignaler för startvillkor för AEPS
Insignaler Beskrivning
MHYDOK Huvudhydraulpump ok MGENOK Huvudgenerator ok
AGB1OK Huvudväxellåda ok signal 1 AGB2OK Huvudväxellåda ok signal 2
Tabell 4.7.Utsignaler för startvillkor för AEPS
Utsignaler Beskrivning START Reservkraft begärs
START 1 NOT 2 AND 1 AGBOK 2 4 AGBOK 1 3 MGENOK 2 MHYDOK 1 <MHYDOK > <MGENOK> <AGBOK1> <AGBOK2> START
Figur 4.5.Logikschema för startvillkor för AEPS.
4.3.6 Operationsmod
Aktuell operationsmod beskriver om AECU:n befinner sig i vänt-, hjälp- eller nöd-mod.
Väntmodenär alltid aktiv så länge ingen startbegäran gjorts (START är falsk),
och den är även aktiv under uppstart då WDT-test (watch dog timer test) utförs.
Hjälpmodenaktiveras under förutsättning att flygplanet är på marken (PARKED
sann), startbegäran gjorts (START sann) och AECU:n startat upp (PWRUPTD sann). AUX_ENABLE säkerhetsställer att WDT-testet utförts innan hjälpmoden
4.3 Modell 27
aktiveras vid uppstart.
Nödmoden aktiveras vid behov av kraftförsörjning (START sann), flygplanet
befinner sig i luften (PARKED falsk) och AECU:n har startats upp (PWRUPTD sann).
In- och utsignaler ses i tabell 4.8 respektive tabell 4.9, och figur 4.6 visar lo-gikschemat.
Tabell 4.8.Insignaler för aktuell operationsmod
Insignaler Beskrivning
DO_WDT_TEST Watch Dog Timer Test pågår START Startbegäran av reservkraft PARKED Flygplanet parkerat PWRUPTD AECU uppstartad
PINT AECU online efter strömavbrott
Tabell 4.9.Utsignaler för aktuell operationsmod
Utsignaler Beskrivning
OPMODE Aktuell operationsmod [Enumerator]
OPMODE 1 Initial condition : 0 z 15 set rst y Set _Reset_F OR 8 Detect true to false U Y boolean 19 Unit : false10 4 == EMERGENCY Chart AUX_ENABLE DO_WDT_TEST START PARKED PWRUPTD OPMODE START 5 PARKED 4 PWRUPTD 3 PINT 2 DO_WDT_TEST 1 <PINT> <DO_WDT_TEST> <DO_WDT_TEST> AUX_ENABLE AUX_ENABLE OPMODE OPMODE OPMODE <START> <PARKED> <PWRUPTD >
Figur 4.6.Logikschema för aktuell operationsmod.
Blocket chart i figur 4.6 beskriver ett tillståndsdiagram, och diagrammet kan ses i figur 4.7.
[PWRUPTD] 1 {OPMODE=EMERGENCY;} 2 [START] 1 2 [PARKED] 1 2 2 [AUX_ENABLE] 1
[!DO_WDT_TEST && PWRUPTD] 1
{OPMODE=AUXILIARY;} 2
{OPMODE=STANDBY;}
Figur 4.7.Tillståndsdiagram för aktuell operationsmod.
4.3.7 Aktivering av AEPS-turbin
För att turbinen skall aktiveras krävs det att AECU:n befinner sig i hjälp- eller nödmod. Dock aktiveras denna inte under vissa förutsättningar, beroende på ak-tuell operationsmod (beskrevs även i avsnitt 3.3).
I hjälpmod hindras turbinaktivering av signalen AUXSD (AEPS Safety Shut-down se avsnitt 4.3.15). Denna ser till att turbinen stängs ner för att skydda AEPS:en. Eftersom flygplanet befinner sig på marken så får detta inga allvarliga konsekvenser. Även för lågt lufttryck för turbindrift hindrar turbinen från att ak-tiveras (LAPTD sann).
I nödmod görs ingen säkerhetsnedstängning av turbinen. Dock finns det vissa fall som hindrar turbinen från att aktiveras: om huvudmotorstart pågår (upp till 8.5 min och driftstiden på elektriska hydraulpumpen är mer än 30 sekunder) eller om lufttrycket är för lågt för att driva turbinen (LAPTD sann) och inget fel in-träffat på tryckmätningen (PBLEEDOORTDL falsk). Signalen EAIRINH (Inhibit for Emergency Air Mode) blir i dessa fall sann.
In- och utsignaler för aktivering av turbin visas i tabell 4.10 respektive tabell 4.11, och logikschemat ses i figur 4.8.
Tabell 4.10.Insignaler för aktivering av AEPS-turbin
Insignaler Beskrivning
OPMODE Aktuell operationsmod
ESA_1 Huvudmotorstart aktiv, från flygplan
ESA_2 Samma som ESA_1 men mätt från en annan krets EHPRUN Drift av elhydraulpump, mer än 30 sekunder kvar PBLEEDOORTDL Tryckmätning utanför rimligt område
LAPTD Lågt lufttryck för turbindrift
4.3 Modell 29
Tabell 4.11.Utsignaler för aktivering av AEPS-turbin
Utsignaler Beskrivning
TURBIN_ON Starta AEPS-turbin
EAIRINH Nedstängning av AEPS-turbin i nödmod
EAIRINH 2 TURBINE _ON 1 Time _Delay U T Out1 AND 8 NOT 7 NOT 6 AND 5 AND 4 AND 3 AND 2 NOT 17 NOT 16 OR 11 NOT 10 OR 1 Unit : 8.5*60 9 == EMERGENCY14 12 == AUXILIARY LAPTD 7 PBLEEDOORTDL 6 AUXSD 5 EHPRUN 4 ESA _2 3 ESA _1 2 OPMODE 1 <ESA_1> <ESA_2> ENGSA <PBLEEDOORTDL > ENGSATD <EHPRUN > EAIRINH <OPMODE> <OPMODE> <OPMODE> <LAPTD> <LAPTD> <AUXSD> TURBINE _ON OPMODE=EMERGENCY OPMODE=AUXILIARY
Figur 4.8.Logikschema för aktivering av AEPS-turbin.
4.3.8 TBS switch position
En TBS switch finns på markpanelen på flygplanet, och när denna är påslagen skall inte termobatterierna kunna aktiveras. En insignal till AECU:n indikerar po-sitionen på switchen. I AECU:n läses insignalen av två olika kretsar där TBSSW_1 och TBSSW_2 ger information om aktuell switchposition.
I tabell 4.12 och tabell 4.13 kan in- respektive utsignaler ses. Figur 4.9 visar lo-gikschemat.
Tabell 4.12.Insignaler för TBS switch position
Insignaler Beskrivning
TBSSW_1 TBS Switch position, från flygplan
Tabell 4.13.Utsignaler för TBS switch position
Utsignaler Beskrivning
TBSWOFF Termobatterier avaktiverade
TBSWOFF 1 AND 1 TBSSW _2 2 TBSSW _1 1 <TBSSW_1> <TBSSW_2> TBSWOFF
Figur 4.9.Logikschema för TBS switch position.
4.3.9 Aktivering av TB1
Aktivering av TB1 innebär att två termobatterier levererar elkraft till den elektris-ka hydraulpumpen. Aktiveringen sker endast i nödmod och då signal indikerar att huvudhydraulförsörjningen (MHYDOK falsk) eller huvudväxellådan (AGBOK1 eller AGBOK2 falsk) ej fungarar tillfredställande. Andra förutsättningar är att hinder för uppstart av turbinen är aktiv (EAIRINH sann) eller att uppstart av turbinen misslyckats (ADSFL sann). Termobatterierna måste även vara aktiverade från markpanelen (TBSWOFF falsk). In- och utsignaler ses i tabell 4.14 respektive tabell 4.15. I figur 4.10 ses logikschemat.
Tabell 4.14.Insignaler för aktivering av termobatterier för elhydraulpump
Insignaler Beskrivning
MHYDOK Huvudhydraultryck ok AGBOK1 Huvudväxellåda ok, signal 1 AGBOK2 Huvudväxellåda ok, signal 2
EAIRINH Hinder för uppstart av AEPS-turbin ADSFL Uppstart av turbin misslyckats OPMODE Aktuell operationsmod
TBSWOFF Termobatterier avaktiverade från markpanel
Tabell 4.15.Utsignaler för aktivering av termobatterier för elhydraulpump
Utsignaler Beskrivning
4.3 Modell 31 TB 1ACT 1 Set _Reset TD_Reset2 U T Out Set _Reset TD_Reset1 U T Out Set _Reset TD_Reset U T Out
set Set _No_Reset y 15 OR 9 AND 8 NOT 7 NOT 5 NOT 4 OR 3 NOT 14 AND 13 AND 12 Unit : 68e−36 Unit : 68e−32 Unit : 68e−31 11 == EMERGENCY TBSWOFF 7 AGBOK 2 6 AGBOK 1 5 MHYDOK 4 ADSFL 3 EAIRINH 2 OPMODE 1 <MHYDOK > <AGBOK1> <AGBOK2> MHYDOKTD AGBOK1TD AGBOK2TD <EAIRINH > <ADSFL > <OPMODE> HYDFAIL OPMODE=EMERGENCY TB1REQ <TBSWOFF > TB1ACT
Figur 4.10.Logikschema för aktivering av termobatterier för elhydraulpump.
4.3.10 Aktivering av TB2
Aktivering av termobatteriet för elkraftsförsörjning sker vid bortfall av huvudge-neratorn (MGENOK falsk), bortfall av elektrisk försörjning av reservgehuvudge-neratorn (ELECFAIL sann), nödmod aktiv och termobatterier aktiverade från markpanelen (TBSWOFF falsk). In- och utsignaler ses i tabell 4.16 respektive tabell 4.17, och figur 4.11 visar logikschemat.
Tabell 4.16.Insignaler för aktivering av termobatteri för elkraftsförsörjning
Insignaler Beskrivning MGENOK Huvudgenerator ok OPMODE Aktuell operationsmod GLCR Generatorkontaktrelä
EAIRINH Hinder för upptsart av AEPS-turbin ADSFL Uppstart av turbin misslyckats RESET2 Två återställningar utförda i nödmod
UFTRP Cyklisk underfrekvens, signalen återställs i väntmod TBSWOFF Termobatterier avaktiverade från markpanel
Tabell 4.17.Utsignaler för aktivering av termobatteri för elkraftsförsörjning
Utsignaler Beskrivning
TB2ACT Aktivera termobatteri för elkraftsförsörjning
AGOFF TB2ACT 1 Time_Delay U T Out1 Set_Reset TD_Reset U T Out setSet_No_Reset y 13 AND 9 OR 8 AND 6 NOT 5 NOT 2 NOT 12 AND 11 AND 10 Unit: 15 7 Unit: 68e−3 1 4 == EMERGENCY TBSWOFF 8 UFTRP 7 RESET2 6 ADSFL 5 GLCR 4 MGENOK 3 EAIRINH 2 OPMODE 1 <MGENOK> MGENOKTD <OPMODE> <GLCR> OPMODE = EMERGENCY OPMODE = EMERGENCY AGOFFTD <EAIRINH> ELECFAIL <TBSWOFF> TB2ACT <RESET2> <ADSFL> <UFTRP>
Figur 4.11.Logikschema för aktivering av termobatteri för elkraftsförsörjning.
4.3.11 Indikering av lågt lufttryck
Då lufttrycket för AEPS-turbinen understiger 175 kPa sätts signalen LAPTD till sann. För att denna skall nollställas, d.v.s. sättas till falsk, krävs det att trycket överstiger 210 Kpa. Observera att lufttrycket anges här i skillnadstryck från om-givningstrycket. Vid lågt lufttryck aktiveras aldrig AEPS-turbinen (avsnitt 4.3.7). In- och utsignaler för lågt lufttryck ses i tabell 4.18 respektive tabell 4.19, och figur 4.12 visar logikschemat.
Tabell 4.18.Insignaler för indikering av lågt lufttryck
Insignaler Beskrivning
PBLEED Inloppstryck till AEPS [Pa]
4.3 Modell 33
Tabell 4.19.Utsignaler för indikering av lågt lufttryck
Utsignaler Beskrivning
LAPTD För lågt lufttryck för turbindrift PBLEEDOORTDL Mätfel i tryckomvandlare, alltid falsk
LAPTD 2 PBLEEDOORTDL 1 Time_Delay1 U T Out1 set rst y Set_Reset_F Unit: 108e−3 4 Unit: false 1 < 175000 3 > 210000 2 PBLEED 1 LAPTD <PBLEED> PBLEEDOORTDL
Figur 4.12.Logikschema för indikering av lågt lufttryck.
4.3.12 Indikering av övervarvning av reservväxellåda
Då reservgeneratorvarvtalet överstiger 13500 rpm tolkas det som övervarvning av reservväxellåda (OSPEED blir sann). Övervarvningen innebär att turbinen gör en säkerhetsnedstängning (se avsnitt 4.3.15). In- och utsignaler ses i tabell 4.20 respektive tabell 4.21, och logikschemat visas i figur 4.13.
Tabell 4.20.Insignaler för indikering av övervarvning av reserväxellåda
Insignaler Beskrivning
SPEED Reservgeneratorvarvtal [rpm]
Tabell 4.21.Utsignaler för indikering av övervarvning av reservväxellåda
Utsignaler Beskrivning
OSPEED Övervarvning reservväxellåda
OSPEEDTDL Övervarvning reservväxellåda (Tidsförskjuten och “latched ” signal), används ej i modellen
OSPEED 2 OSPEEDTDL 1 set rst y Set _Reset_F u T y Delay _T Sampeltid Unit : false3 Unit : 168 e−32 > 135004 SPEED 1 OSPEEDTD OSPEEDTDL <SPEED> OSPEED
Figur 4.13.Logikschema för indikering av övervarvning av reservväxellåda.
4.3.13 Indikering av lyckad luftstart av AEPS
Då PMG-frekvensen överstiger 1140 Hz (UFREQPICKUP sann) anses uppstart av AEPS vara lyckad. En räknare som mäter tiden mellan att turbinen aktiveras och att UFREQPICKUP blir sann finns i AECU:n, men denna tas dock inte med i modellen. In- och utsignaler ses i tabell 4.22 respektive tabell 4.23, och i figur 4.14 ses logikschemat.
Tabell 4.22.Insignaler indikering av för lyckad luftstart av AEPS
Insignaler Beskrivning
UFREQPICKUP Undre gräns av frekvensen på reservgeneratorn uppnådd TURBIN_ON Turbin aktiverad
Tabell 4.23.Utsignaler för indikering av lyckad luftstart av AEPS
Utsignaler Beskrivning
SUCCSTARTL Start av AEPS lyckats
SUCCSTARTL 1 set rst y Set _Reset_F NOT 2 TURBINE _ON 2 UFREQPICKUP 1
<TURBINE _ON> SUCCSTARTL
<UFREQPICKUP >
<UFREQPICKUP >
Figur 4.14.Logikschema för indikering av lyckad luftstart av AEPS.
4.3.14 Indikering av misslyckad luftstart av AEPS
Luftstart av AEPS anses som misslyckad om reservgeneratorvarvtalet inte hinner nå upp till ett angivet varvtal inom en viss tid. Tiden beror på aktuell oljetem-peratur i reservväxellådan. Efter lyckad start av turbinen (SUCCSTARTL sann)
4.3 Modell 35
kan även fel inträffa om varvtalet sjunker under ett tröskelvärde.
ADSF1 blir sann då turbinvarvtalet misslyckats att nå 50 % av det nominella
varvtalet inom tiden:
0,4 sekunder om OILT ≥ 0◦C
0,7 sekunder om -20◦C ≤ OILT < 0◦C
1,2 sekunder om OILT < −20◦C
ADSF2 blir sann då turbinvarvtalet misslyckats att nå 95 % av det nominella
varvtalet inom tiden:
1,3 sekunder om OILT ≥ 0◦C
1,6 sekunder om -20◦C ≤ OILT < 0◦C
2,9 sekunder om OILT < −20◦C
Dock så antas att oljetemperaturen (OILT) är större än -20◦C och mindre än 0 ◦C , detta eftersom ingen modellbeskrivning görs för oljetemperaturen.
ADSF3 blir sann om turbinvarvtalet sjunker under 50 % av det nominella efter
lyckad luftstart.
AUXDFL blir sann om någon av ADSF1, ADSF2 eller ADSF3 är sann. AUXDFL indikerar misslyckad luftstart och kan därefter inte nollställas. ADSFL blir sann i nödmod under förutsättningen att EAIRINH är falsk. ADSFL kan nollställas (se logikschema figur 4.15 ). Tabell över in- och utsignaler ses i tabell 4.24 respektive tabell 4.25, och i figur 4.15 visas logikschemat.
Tabell 4.24.Insignaler för indikering av misslyckad luftstart av AEPS
Insignaler Beskrivning
SPEED Reservgeneratorhastighet [rpm] TURBIN_ON Turbin aktiverad
SUCCSTARTL Lyckad luftstart AEPS OPMODE Aktuell operationsmod EARINH Hinder för luftstart i nödmod
Tabell 4.25.Utsignaler för indikering av misslyckad luftstart av AEPS
Utsignaler Beskrivning
AUXDFL Misslyckad luftstart i hjälpmod ADSFL Misslyckad luftstart i nödmod
ADSFL 2 AUXDFL 1 Initial condition: 0 z 1 23 Time_Delay2 U T Out1 Time_Delay1 U T Out1 Time_Delay U T Out1 set rst y Set_Reset_F set rst y Set_Reset_F set rst y Set_Reset_F set rst y Set_Reset_F set rst y Set_Reset_F set rst y Set_Reset_F AND 7 NOT 6 NOT 4 AND 3 NOT 21 OR 20 NOT 2 AND 19 NOT 18 NOT 17 AND 14 OR 13 NOT 12 AND 10 AND 1 [ADSF2_TD] [ADSF1_TD] [ADSF2_TD] [ADSF1_TD] Unit: −5 24 Unit: false 16 Unit: 68e−3 11 15 == EMERGENCY > 6000 22 Chart OILT ADSF1_TD ADSF2_TD EAIRINH 5 TURBINE_ON 4 OPMODE 3 SPEED 2 SUCCSTARTL 1 <TURBINE_ON> <TURBINE_ON> <TURBINE_ON> <TURBINE_ON> <TURBINE_ON> HSPEED HSPEED <SUCCSTARTL> <SUCCSTARTL> <SUCCSTARTL> <SUCCSTARTL> ADSF1 ADSF2 ADSF3 Air_Drive_Failure Air_Drive_Failure Air_Drive_Failure AUXDFL OPMODE=EMERGENCY ADSFL ADSFL ADSF_Reset OILT
Figur 4.15.Logikschema för indikering av misslyckad luftstart av AEPS.
4.3.15 Säkerhetsnedstängning av turbin i hjälpmod
Då hjälpmoden är aktiv skall turbinen stängas ner då vissa fel inträffar. Eftersom flygplanet befinner på marken (PARKED sann) leder inte det till några kritiska konsekvenser. I tabell 4.26 ses olika fel som leder till att turbinen gör en säker-hetsnedstängning. I modellen beskrivs många av dessa fel som felflaggor (se avsnitt 4.3.1). Utsignalen AUXSD (tabell 4.27) blir sann då turbinen skall stängas ner i hjälpmod. Logikschemat ses i figur 4.16.
4.3 Modell 37
Tabell 4.26.Insignaler för säkerhetsnedstängning av turbin i hjälpmod
Insignaler Beskrivning
NANPMF Bortfall av båda hastighetsmätningarna (PMG-frekvens och hastighet på AEPS-växellåda) LOPTDL Lågt oljetryck i reservväxellåda då det
egentligen borde vara högt OSPEED Övervarv på AEPS-växellåda
TOILF Hög oljetemperatur för AEPS-växellåda MICROFAIL Kritiskt fel, AECU
AUXDFL Misslyckad luftstart AEPS UFCYCF Cyklisk underfrekvens
Tabell 4.27.Utsignaler för säkerhetsnedstängning av turbin i hjälpmod
Utsignaler Beskrivning
AUXSD Säkerhetsnedstängning av turbin i hjälpmod
AUXSD 1 OR 2 OR 1 UFCYCF 7 MICROFAIL 6 TOILF 5 LOPTDL 4 NANPMF 3 AUXDFL 2 OSPEED 1 <NANPMF > <LOPTDL> <OSPEED> <TOILF> <MICROFAIL > <AUXDFL> <UFCYCF > AUXSD
Figur 4.16.Logikschema för säkerhetsnedstängning av turbin i hjälpmod.
4.3.16 Indikering av underfrekvens
Indikering av låg PMG-frekvens används i samband med att reservgeneratorn skall aktiveras (se avsnitt 4.3.22 och 4.3.23) och för att påvisa reservgeneratorfel. Sig-nalen UFREQLOWER ger en indikation på att PMG:n har nått en tillräcklig fre-kvens för att magnetisera reservgeneratormagneterna (sker då UFREQLOWER blir falsk). UFREQPICKUP ger information om att PMG-frekvensen är större än
1140 Hz, vilket är samma sak som att reservgeneratorfrekvensen är större än 380 Hz. Signalen används för att indikera lyckad luftstart av AEPS (se avsnitt 4.3.13) och som villkor då generatorkontaktreläet skall tillslutas (se avsnitt 4.3.23). In-och utsignaler kan ses i tabell 4.28 respektive tabell 4.29, In-och logikschemat ses i figur 4.17.
Tabell 4.28.Insignaler för indikering av underfrekvens
Insignaler Beskrivning PMGFREQ PMG-frekvens
Tabell 4.29.Utsignaler för indikering av underfrekvens
Utsignaler Beskrivning
UFREQLOWER PMG-frekvens < 1065 Hz (samma som att reserv-generatorfrekvensen är mindre än 355 Hz ) UFREQUPTD PMG-frekvens < 1110 Hz
UFREQ Felindikering orsakad av låg frekvens UFREQTBS PMG-frekvens < 1020 Hz UFREQPICKUP PMG-frekvens > 1140 Hz UFREQPICKUP 5 UFREQTBS 4 UFREQ 3 UFREQUPTD 2 UFREQLOWER 1 Time _Delay U T Out1 OR 6 Unit : 3 3 > 1140 5 < 1020 4 < 1110 2 < 1065 1 PMGFREQ 1 <PMGFREQ> <PMGFREQ> <PMGFREQ> <PMGFREQ> <PMGFREQ> UFREQLOWER UFREQUP UFREQUPTD UFREQTBS UFREQ UFREQPICKUP
Figur 4.17.Logikschema för indikering av underfrekvens.
4.3.17 Indikering av cyklisk underfrekvens
Cyklisk underfrekvens inträffar då postiv flank detekteras på UFREQTBS (PMG frekvens < 1020 Hz) och att UFREQTBS är sann inom ett 5-sekunders intervall 10 sekunder efter att postitiv flank detekterats. I hjälpmoden blir konsekvensen att
4.3 Modell 39
turbinen gör en säkerhetsnedstängning (AUXSD blir sann), medan i nödmoden påverkas reservgeneratorinkopplingen (se avsnitt 4.3.23). Insignalerna beskrivs i tabell 4.30 och utsignalerna i tabell 4.31. Logikschemat ses i figur 4.18 och blocket One_shot beskrivs i avsnitt 4.3.2.
Tabell 4.30.Insignaler för indikering av cyklisk underfrekvens
Insignaler Beskrivning
UFREQTBS PMG-frekvens < 1020 Hz SBRESET Återställning i väntmod
Tabell 4.31.Utsignaler för indikering av cyklisk underfrekvens
Utsignaler Beskrivning
UFTRP Cyklisk underfrekvens, signalen återställs i väntmod
UFCYCF Cyklisk underfrekvens, återställs vid återuppstart av AECU
UFTRP 2 UFCYCF1 set rst y Set _Reset_F set rst y Set _Reset_F One _Shot 1 U T Out One _Shot U T Out AND 4 Detect true to false U Y boolean 2 Unit : false5 Unit : 53 Unit : 101 SBRESET 2 UFREQTBS 1 <UFREQTBS > UFCYCFTIMER UFCYCFTIMEROS UFTRP UFTRP UFCYCF <SBRESET>
Figur 4.18.Logikschema för indikering av cyklisk underfrekvens.
4.3.18 Indikering av överfrekvens
Överfrekvens inträffar då PMG-frekvensen är över 1320 Hz och GCR är sann. Återställning sker vid positiv flank på GCR. In- och utsignaler beskrivs i tabell 4.32 respektive tabell 4.33, och logikschemat ses i figur 4.19.
Överfrekvens tillhör reservgeneratorfel (AGFLT, se avsnitt 4.3.21), och två åter-ställningsförsök görs av dessa fel under nödmod (se avsnitt 4.3.24).
Tabell 4.32.Insignaler för indikering av överfrekvens
Insignaler Beskrivning PMGFREQ PMG-frekvens GCR Generatorkontrollrelä
Tabell 4.33.Utsignaler för indikering av överfrekvens
Utsignaler Beskrivning OFREQTDL Överfrekvens OFREQTDL 1 Time _Delay U T Out1 set rst y Set _Reset_F AND 4 Detect Rise Positive Initial condition 0 U > 0 & NOT U/z > 0 boolean 3 Unit : 32 > 1320 1 GCR 2 PMGFREQ 1 <GCR > OFREQ OFREQTD OFREQTDL <PMGFREQ>
Figur 4.19.Logikschema för indikering av överfrekvens.
4.3.19 Indikering av underspänning
Låg reservgeneratorspänning innebär att spänningen på den lägsta fasen på reserv-generatorn understiger 100 Volt (UVOLTTDL blir sann). Signalen UVOLTPICK-UP blir sann då reservgeneratorspänningen överstiger 105 Volt och informationen används då generatorkontaktreläet skall aktiveras (se avsnitt 4.3.23). Återställning görs vid positiv flank på GCR. In- och utsignaler ses i tabell 4.34 respektive tabell 4.35, och logikschemat ses i figur 4.20.
Underspänning tillhör reservgeneratorfel (AGFLT, se avsnitt 4.3.21), och två åter-ställningsförsök görs av dessa fel under nödmod (se avsnitt 4.3.24).
Tabell 4.34.Insignaler för indikering av underspänning
Insignaler Beskrivning
VMIN Accepterad reservgeneratorspänning [Volt] (lägsta fasen) GCR Generatorkontrollrelä
4.3 Modell 41
Tabell 4.35.Utsignaler för indikering av underspänning
Utsignaler Beskrivning
UVOLTPICKIP Reservgeneratorspänning > 105 Volt UVOLTTDL Underspänning, VMIN < 100 Volt
UVOLTPICKUP 2 UVOLTTDL 1 Time _Delay U T Out1 set rst y Set _Reset_F AND 3 Detect Rise Positive Initial condition 0 U > 0 & NOT U/z > 0 boolean 5 Unit : 34 < 100 2 > 1051 GCR 2 VMIN 1 UVOLTPICKUP UVOLT <GCR > UVOLTTD UVOLTTDL <VMIN>
Figur 4.20.Logikschema för indikering av underspänning.
4.3.20 Indikering av överspänning
Hög reservgeneratorspänning inträffar då spänningen på lägsta fasen på reservge-neratorn överstiger 121 Volt. Återställning görs vid positiv flank på GCR. Insig-nalerna beskrivs i tabell 4.36 och utsigInsig-nalerna i tabell 4.37, och logikschemat kan ses i figur 4.21.
Överspänning tillhör reservgeneratorfel (AGFLT, se avsnitt 4.3.21), och två åter-ställningsförsök görs av dessa fel under nödmod (se avsnitt 4.3.24).
Tidsförskjutningen för OVOLT i figur 4.21 är satt till det konstanta värdet 0.1, men i praktiken varierar denna beroende på reservgeneratorspänningen. Se mer information i [13].
Tabell 4.36.Insignaler för indikering av överspänning
Insignaler Beskrivning
VMIN Accepterad reservgeneratorspänning [Volt] (lägsta fasen) GCR Generatorkontrollrelä
Tabell 4.37.Utsignaler för indikering av överspänning
Utsignaler Beskrivning
OVITDL Överspänning, VMIN > 121 Volt
Observera att tidsförskjutningen för OVOLT inte är den riktiga .
Approximeras till en konstant eftersom ingen modell över spänningen finns .
OVITDL 1 Time _Delay 1 U T Out1 set rst y Set _Reset_F AND 4 Detect Rise Positive 1 Initial condition 0 U > 0 & NOT U/z > 0 boolean 3 Unit : 0.1 2 > 1211 GCR 2 VMIN 1 <GCR > <GCR > OVOLT OVITD OVITDL <VMIN>
Figur 4.21.Logikschema för indikering av överspänning.
4.3.21 Indikering av reservgeneratorfel
Signalen AGFLT representerar så kallade “latched fault” (se avsnitt 4.3.2) som har med reservgeneratorfel att göra. In- och utsignaler beskrivs i tabell 4.38 respektive tabell 4.39, och logikschemat kan ses i figur 4.22.
Tabell 4.38.Insignaler för indikering av reservgeneratorfel
Insignaler Beskrivning OFREQTDL Överfrekvens
UVOLTTDL Låg reservgeneratorspänning OVITDL Hög reservgeneratorspänning DPTDFLT Differentiellt strömfel, alltid falsk
Tabell 4.39.Utsignaler för indikering av reservgeneratorfel
Utsignaler Beskrivning AGFLT Reservgeneratorfel
4.3 Modell 43 AGFLT 1 OR 1 Unit: false 3 OVITDL 3 UVOLTTDL 2 OFREQTDL 1 <OFREQTDL> <UVOLTTDL> <OVITDL> DPTDFLT AGFLT
Figur 4.22.Logikschema för indikering av reservgeneratorfel.
4.3.22 Aktivering av generatorkontrollrelä
Signalen GCR öppnar och stänger generatorreläet, och då reläet stängs magnetise-ras huvudmagneterna på reservgeneratorn med hjälp av elkraft från PMG:n. För detta krävs att PMG-frekvensen är tillräckligt hög (UFREQLOWER falsk), tur-binen aktiverad och att inget reservgeneratorfel inträffat (AGFLT falsk). Signalen ERESET fungerar som en återställning i nödmod då reservgeneratorfel inträf-fat(AGFLT sann). Denna blir aktiv under återstartningsförsök av reservgenera-torn (se avsnitt 4.3.24). En kvittens på att reläpositionen är den önskade skickas till AECU:n. I modellen förenklas denna genom att enbart skicka tillbaka GCR-signalen. In- och utsignaler ses i tabell 4.40 respektive tabell 4.41, och logikschemat visas i figur 4.23.
Som tidigare nämnts (avsnitt 3.2) finns det en regulatur i AECU:n som har till upp-gift att reglera magnetiseringen av huvudmagneterna på reservgeneratorn. Denna ingår inte i modellbeskrivningen.
Tabell 4.40.Insignaler för aktivering av generatorkontrollrelä
Insignaler Beskrivning
AGFLT Reservgeneratorfel (Latched Fault) ERESET Återställning i nödmod
UFREQLOWER PMG-frekvens < 1020 Hz TURBINE_ON Turbin aktiverad
