主要内容

定量泵

机液动力转换装置

  • 库:
  • 模拟/流体/液压(等温)/泵和电机

  • 固定排量泵块

描述

定量泵Block表示一种从机械旋转网络中提取能量并将其输送到液压(等温液体)网络的设备。泵排量是固定在一个常数值,您指定通过位移参数。

港口T而且P表示泵的进口。港口年代表示泵传动轴。在正常操作时,从端口获得的压力T港口P如果在港口的角速度是正的年代也是正的。这种操作模式在这里被称为提出了泵

操作模式

共有四种操作模式可供选择。工作模式取决于端口的压力增益T港口PΔp)和左港角速度年代ω)。的操作模式图将模式映射到Δ的象限p-ω图表。模式被标记为1-4:

  • 模式1:正向泵-正轴角速度产生正压力增益。

  • 模式2:反向电机-负压降(图中显示为正压增益)产生负轴角速度。

  • 模式3.:反向泵-负轴角速度产生负压力增益。

  • 模式4:正向电机-正压降(图中显示为负压增益)产生正轴角速度。

与系统响应时间相比,泵的响应时间可以忽略不计。假设泵几乎在瞬间达到稳态,并将其视为准稳态部件。

块变量和损失参数化

该泵模型考虑了泄漏和摩擦造成的功率损失。泄漏是内部的,只发生在泵的进口和出口之间。该块计算泄漏流量和摩擦扭矩使用您选择的五个损失参数。中使用块变量选择参数化分析数据或表格数据情况下,泄漏和摩擦参数化参数。

损失参数化

该块提供了三个可供选择的Simscape™变体。要更改活动块变体,请使用建模选项参数。可用的变体有:

  • 分析数据或表格数据-从基于标称参数或表格数据的分析模型中获得机械和体积效率或损失。使用泄漏和摩擦参数化参数选择确切的输入类型。

  • 输入效率-通过物理信号输入端口直接提供机械和体积效率。

  • 输入的损失-通过物理信号输入端口直接提供机械和体积损失。机械损失定义为内摩擦力矩。体积损失定义为内泄漏流量。

流量和驱动扭矩

泵产生的容积流量为

理想的 + 泄漏

地点:

  • 为净容积流量。

  • 理想的是理想容积流量。

  • 泄漏为内漏容积流量。

为泵提供动力所需的驱动扭矩为

τ τ 理想的 + τ 摩擦

地点:

  • τ为净驱动扭矩。

  • τ理想的是理想的驱动扭矩。

  • τ摩擦为摩擦力矩。

理想流量和理想扭矩

理想的容积流量为

理想的 D ω

而理想的驱动扭矩为

τ 理想的 D Δ p

地点:

  • D的指定值是否为位移块参数。

  • ω是转轴的瞬时角速度。

  • Δp是从入口到出口的瞬时压力增益。

泄漏流量和摩擦力矩

内部泄漏流量和摩擦力矩的计算取决于所选择的块型。如果块变量为分析数据或表格数据,计算也取决于泄漏和摩擦参数化参数设置。块变量和参数化设置有五种可能的排列方式。

案例1:分析效率计算

如果活动块变量为分析数据或表格数据泄漏和摩擦参数化参数设置为分析,泄漏流量为

泄漏 K 惠普 Δ p

摩擦力矩是

τ 摩擦 τ 0 + K TP | Δ p | 双曲正切 4 ω ω 阈值

地点:

  • K惠普为层流管道的Hagen-Poiseuille系数。该系数由指定的标称参数计算得出。

  • KTP的指定值是否为摩擦力矩与压力增益系数块参数。

  • τ0的指定值是否为空载转矩块参数。

  • ω阈值为电机-泵转换的阈值角速度。阈值角速度是一个内部设置的分数的指定值公称轴角速度块参数。

哈根-泊瑟叶系数由标称流体参数和组分参数通过方程确定

K 惠普 ν 笔名 ρ v ρ 笔名 ω 笔名 D 马克斯 Δ p 笔名 1 η v,笔名

地点:

  • ν笔名的指定值是否为公称运动粘度块参数。这是指定名义容积效率的运动粘度。

  • ρ笔名的指定值是否为名义流体密度块参数。这是指定名义容积效率的密度。

  • ω笔名的指定值是否为公称轴角速度块参数。这是指定名义容积效率的角速度。

  • ρ为所附液压(等温液体)网络中的实际流体密度。的指定值可能与此密度不同名义流体密度块参数。

  • v是与流体网络相关的流体的运动粘度。

  • Δp笔名的指定值是否为公称压力增益块参数。这是指定名义容积效率的压降。

  • ηv,笔名的指定值是否为名义条件下的容积效率块参数。这是与指定的标称条件相对应的容积效率。

案例2:效率表数据

如果活动块变量为分析数据或表格数据泄漏和摩擦参数化参数设置为表格数据-体积和机械效率,泄漏流量为

泄漏 泄漏、泵 1 + α 2 + 泄漏,电机 1 α 2

摩擦力矩是

τ 摩擦 τ 摩擦,泵 1 + α 2 + τ 摩擦、运动 1 α 2

地点:

  • α是泵-泵过渡的数值平滑参数。

  • 泄漏、泵为泵模式下的泄漏流量。

  • 泄漏,电机为电机模式下的泄漏流量。

  • τ摩擦,泵为泵态下的摩擦力矩。

  • τ摩擦、运动为电机模式下的摩擦力矩。

平滑参数α是由双曲函数给出的

α 双曲正切 4 Δ p Δ p 阈值 · 双曲正切 4 ω ω 阈值

地点:

  • Δp阈值的指定值是否为电机-泵转换的压降阈值块参数。

  • ω阈值的指定值是否为电机-泵转换的角速度阈值块参数。

泄漏流量由效率表数据通过公式计算得到

泄漏、泵 1 η v 理想的

在泵模式下,通过方程

泄漏,电机 1 η v

电机模式,其中:

  • ηv体积效率是通过插值还是外推得到的容积效率表,e_v(dp,w)参数数据。

同样,摩擦力矩由效率表数据通过公式计算

τ 摩擦,泵 1 η τ

在泵模式下,通过方程

τ 摩擦、运动 1 η τ 理想的

电机模式,其中:

  • η机械效率是通过插值还是外推得到的机械效率表,e_m(dp,w)参数数据。

案例3:丢失表格数据

如果活动块变量为分析数据或表格数据泄漏和摩擦参数化参数设置为表格数据-体积和机械损失,泄漏流速率方程为

泄漏 泄漏 Δ p ω

摩擦力矩方程是

τ 摩擦 τ 摩擦 Δ p ω

在哪里泄漏Δpω而且τ摩擦Δpω体积损失和机械损失是通过插值或外推得到的吗体积损失表,q_loss(dp,w)而且机械损失表,扭矩损失(dp,w)参数数据。

案例4:高效物理信号输入

如果活动块变量为输入效率,泄漏流量和摩擦扭矩计算与效率表格数据(案例2)所述相同。体积和机械效率查找表被通过端口EV和EM指定的物理信号输入所取代。

案例5:物理信号输入丢失

如果块变量为输入的损失,泄漏流量和摩擦扭矩计算与损失表数据(案例3)所述相同。体积和机械损失查找表被通过LV和LM端口指定的物理信号输入所取代。

特征曲线可视化

如果块变量被设置为分析数据或表格数据,您可以根据模拟数据和组件参数绘制各种性能、效率和损失曲线。使用块的上下文敏感菜单绘制特征曲线。右键单击该块以打开菜单并进行选择液体>情节的特点.一个测试带打开,说明如何生成曲线。

假设

  • 流体的压缩性可以忽略不计。

  • 由于惯性、摩擦力和弹簧力对泵轴的载荷可以忽略不计。

港口

输入

全部展开

物理信号输入端口为容积效率系数。输入信号有一个上界在最大容积效率参数值和的下界最小容积效率参数值。

依赖关系

只有当块变量被设置为时,该端口才会公开输入效率

物理信号输入端口为机械效率系数。输入信号有一个上界在最大机械效率参数值和的下界最低机械效率参数值。

依赖关系

只有当块变量被设置为时,该端口才会公开输入效率

物理信号输入端口为容积损失,定义为泵入口之间的内泄漏流量。

依赖关系

只有当块变量被设置为时,该端口才会公开输入的损失

物理信号输入端口为机械损耗,定义为旋转泵轴上的摩擦力矩。

依赖关系

只有当块变量被设置为时,该端口才会公开输入的损失

保护

全部展开

液压(等温液)保液口,代表泵出口。

液压(等温液)保存口代表泵的进口。

机械旋转保存口,代表泵轴。

参数

全部展开

暴露的块参数取决于活动块变量。看到块变量和损失参数化

设置区块的机械和体积效率或损失的变量。

版本1:分析数据或表格数据

每单位轴旋转角度位移的流体体积。模拟时位移固定在此值。指定的值必须大于零。

参数化用于计算由于内部泄漏和摩擦造成的流量和扭矩损失。的分析参数化依赖于通常可从组件数据表中获得的名义参数。其余的表格式方案依靠查找表将压降和角速度与组件效率或损失联系起来。表格选项包括:

  • 表格数据-体积和机械效率

  • 表格数据-体积和机械损失

旋转轴的角速度,在此速度下部件的名义容积效率已知。通常在制造商的数据表中公布标准操作条件的标称参数。块体使用该参数计算,采用简单的线性函数计算泄漏流量和摩擦力矩。

依赖关系

启用此参数时泄漏和摩擦参数化参数设置为分析

从进口到出口的压力增益,此时部件的名义容积效率已知。通常在制造商的数据表中公布标准操作条件的标称参数。块体利用这个参数,用一个简单的线性函数,计算出内漏流量。

依赖关系

启用此参数时泄漏和摩擦参数化参数设置为分析

液压油的运动粘度,在此粘度下元件的名义容积效率已知。通常在制造商的数据表中公布标准操作条件的标称参数。块体利用这个参数,用一个简单的线性函数,计算出内漏流量。

依赖关系

启用此参数时泄漏和摩擦参数化参数设置为分析

液压油的质量密度,在此密度下,元件的标称容积效率已知。通常在制造商的数据表中公布标准操作条件的标称参数。块体利用这个参数,用一个简单的线性函数,计算出内漏流量。

依赖关系

启用此参数时泄漏和摩擦参数化参数设置为分析

容积效率,定义为在指定的名义条件下,实际与理想容积流量的比率。通常在制造商的数据表中公布标准操作条件的标称参数。块体利用这个参数,用一个简单的线性函数,计算出内漏流量。

依赖关系

启用此参数时泄漏和摩擦参数化参数设置为分析

克服密封摩擦和诱导机械轴旋转所需的扭矩。这个力矩是总摩擦力矩中与载荷无关的光滑力矩。

依赖关系

启用此参数时泄漏和摩擦参数化参数设置为分析

机械轴上的摩擦力矩与从进口到出口的压力增益之间的比例常数。

依赖关系

启用此参数时泄漏和摩擦参数化参数设置为表格数据-体积和机械效率

组件端口无效压力的模拟警告模式。选择警告当压力低于最小指定值时通知。在压力低于液压油饱和蒸汽压,导致汽蚀发生的模型中,该警告是有用的。

压力有效范围的下界。如果压力低于指定值,则发出警告。

依赖关系

启用此参数时检查下侧压力是否违反最低有效条件参数设置为警告

-元素压力增益矢量,在其中指定效率表格数据。向量的大小,,必须为2或更大。向量元素不需要均匀间隔。但是,它们的值必须从左到右单调递增。

依赖关系

启用此参数时泄漏和摩擦参数化参数设置为表格数据-体积和机械效率

N-轴角速度的元素矢量,用于指定效率表格数据。向量的大小,N,必须为2或更大。向量元素不需要均匀间隔。但是,它们的值必须从左到右单调递增。

依赖关系

启用此参数时泄漏和摩擦参数化参数设置为表格数据-体积和机械效率

——- - - - - -N在指定流体压力增益和轴角速度下的体积效率矩阵。效率必须在0-1的范围内。而且N是指定查找表向量的大小:

  • 向量元素的个数是效率的压力增益矢量dp参数。

  • N向量元素的个数是效率的轴角速度矢量,w参数。

依赖关系

启用此参数时泄漏和摩擦参数化参数设置为表格数据-体积和机械效率

——- - - - - -N对应于指定流体压力增益和轴角速度的机械效率矩阵。效率必须在0-1的范围内。而且N是指定查找表向量的大小:

  • 向量元素的个数是效率的压力增益矢量dp参数。

  • N向量元素的个数是效率的轴角速度矢量,w参数。

依赖关系

启用此参数时泄漏和摩擦参数化参数设置为表格数据-体积和机械效率

从进口到出口的压力增益,低于此值,组件开始在泵送模式和电动模式之间转换。双曲双曲正切函数变换泄漏流量和摩擦力矩,使过渡过程连续、平稳。

依赖关系

启用此参数时泄漏和摩擦参数化参数设置为表格数据-体积和机械效率

轴角速度,低于该组件开始在泵送和电机模式之间转换。双曲双曲正切函数变换泄漏流量和摩擦力矩,使过渡过程连续、平稳。

依赖关系

启用此参数时泄漏和摩擦参数化参数设置为表格数据-体积和机械效率

在表列数据范围之外的操作条件的模拟警告模式。选择警告当流体压力增益或轴角速度超出指定表格数据时通知。该警告不会导致模拟停止。

依赖关系

启用此参数时泄漏和摩擦参数化参数设置为表格数据-体积和机械效率表格数据-体积和机械损失

-压力增益的元素矢量,在其中指定损失表格数据。向量的大小,,必须为2或更大。向量元素不需要均匀间隔。但是,它们的值必须从左到右单调递增。

依赖关系

启用此参数时泄漏和摩擦参数化参数设置为表格数据-体积和机械损失

N-轴角速度的元素矢量,用于指定组件损失数据。向量的大小,N,必须为2或更大。向量元素不需要均匀间隔。但是,它们的值必须从左到右单调递增。

依赖关系

启用此参数时泄漏和摩擦参数化参数设置为表格数据-体积和机械损失

——- - - - - -N在指定流体压力增益和轴角速度下的体积增益矩阵。容积损失在这里定义为A端口和B端口之间的内漏容积流量。而且N是指定查找表向量的大小:

  • 向量元素的个数是损失的压力增益矢量dp参数。

  • N向量元素的个数是损失轴角速度矢量w参数。

依赖关系

启用此参数时泄漏和摩擦参数化参数设置为表格数据-体积和机械损失

——- - - - - -N在指定流体压力增益和轴角速度下的机械损失矩阵。机械损失在这里被定义为由于密封件和内部部件的摩擦力矩。而且N是指定查找表向量的大小:

  • 向量元素的个数是损失的压力增益矢量dp参数。

  • N向量元素的个数是损失轴角速度矢量w参数。

依赖关系

启用此参数时泄漏和摩擦参数化参数设置为表格数据-体积和机械损失

版本2:输入效率

每单位轴旋转角度位移的流体体积。模拟时位移固定在此值。指定的值必须大于零。

容积效率的最小允许值。物理信号端口EV的输入在指定值处饱和。如果输入信号低于最小体积效率,则将体积效率设置为最小体积效率。

容积效率的最大允许值。物理信号端口EV的输入在指定值处饱和。如果输入信号高于最大体积效率,则将体积效率设置为最大体积效率。

机械效率的最小允许值。物理信号端口EM的输入饱和于指定值。如果输入信号低于最小机械效率,则将机械效率设置为最小机械效率。

机械效率最大允许值。物理信号端口EM的输入饱和于指定值。如果输入信号高于最大机械效率,则机械效率设置为最大机械效率。

从进口到出口的压力增益,低于此值,组件开始在电动和泵送模式之间转换。双曲双曲正切函数变换泄漏流量和摩擦力矩,使过渡过程连续、平稳。

轴角速度,在此以下,组件开始在电动和泵送模式之间转换。双曲双曲正切函数变换泄漏流量和摩擦力矩,使过渡过程连续、平稳。

组件端口无效压力的模拟警告模式。选择警告当压力低于最小指定值时通知。在压力低于液压油饱和蒸汽压,导致汽蚀发生的模型中,该警告是有用的。

压力有效范围的下界。如果压力低于指定值,则发出警告。

依赖关系

启用此参数时检查下侧压力是否违反最低有效条件参数设置为警告

版本3:输入的损失

每单位轴旋转角度位移的流体体积。模拟时位移固定在此值。指定的值必须大于零。

从进口到出口的压力增益,低于此值,组件开始在电动和泵送模式之间转换。双曲双曲正切函数变换泄漏流量和摩擦力矩,使过渡过程连续、平稳。

轴角速度,在此以下,组件开始在电动和泵送模式之间转换。双曲双曲正切函数变换泄漏流量和摩擦力矩,使过渡过程连续、平稳。

泵送模式以外的操作条件的模拟警告模式。如果泵转换到驱动模式,则发出警告。选择警告在此转换发生时通知。该警告不会导致模拟停止。

组件端口无效压力的模拟警告模式。选择警告当压力低于最小指定值时通知。在压力低于液压油饱和蒸汽压,导致汽蚀发生的模型中,该警告是有用的。

压力有效范围的下界。如果压力低于指定值,则发出警告。

依赖关系

启用此参数时检查下侧压力是否违反最低有效条件参数设置为警告

扩展功能

C/ c++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。

版本历史

在R2006b中引入

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