Fixed-Displacement Motor (IL)

Двигатель фиксированного смещения в изотермической жидкой системе

  • Библиотека:
  • Simscape / Жидкости / Изотермическая Жидкость / Pumps & Motors

  • Fixed-Displacement Motor (IL) block

Описание

Блок Fixed-Displacement Motor (IL) моделирует двигатель со смещением постоянного объема. Жидкость может переместиться от порта A до порта B, названного прямым режимом, или от порта B до порта A, названного реверсным режимом. Моторная операция режима происходит, когда существует перепад давления в направлении потока. Операция режима насоса происходит, когда существует перепад давления в направлении потока.

Вращение вала соответствует знаку объема жидкости, перемещающегося через двигатель. Положительное жидкое смещение в соответствует положительному вращению вала в прямом режиме. Отрицательное жидкое смещение соответствует отрицательной угловой скорости вала в прямом режиме.

Режимы работы

Блок имеет восемь режимов работы. Рабочий режим зависит от перепада давления от порта A до порта B, Δp = p p B и скорость вращения, ω = ω Rω C:

  • Режим 1, Прямое движение: Положительная угловая скорость вала вызывает уменьшение давления от порта A до порта B, и теките из порта A к порту B.

  • Режим 2, Реверсивный насос: Теките из порта B к причинам порта A увеличение давления от B до A и отрицательной угловой скорости вала.

  • Режим 3, Реверсивный мотор: Отрицательная угловая скорость вала вызывает уменьшение давления от порта B до порта A, и теките из B к A.

  • Режим 4, Прямой насос: Теките из порта A к причинам B увеличение давления от A до B и отрицательной угловой скорости вала.

Моторный блок имеет аналитичный, интерполяционная таблица и параметризация физического сигнала. При использовании табличных данных или входного сигнала для параметризации, можно принять решение охарактеризовать моторную операцию на основе КПД или потерь.

В табличных данных и опциях параметризации входного сигнала, пороговые параметры Pressure drop threshold for motor-pump transition и Angular velocity threshold for motor-pump transition идентифицируют области, где численно сглаживавший переход потока между моторными операционными режимами может произойти. Выберите область перехода, которая обеспечивает некоторое поле для срока перехода, но которая мала достаточно относительно давления и скорости вращения, что это не повлияет на результаты вычисления.

Аналитический Leakage and friction parameterization

Если вы устанавливаете Leakage and friction parameterization на Analytical, блок вычисляет утечку и трение от постоянных значений скорости вала, перепада давления и крутящего момента. Уровень утечек, который коррелируется с перепадом давления по двигателю, вычисляется как:

m˙leak=KρavgΔp,

где:

  • Именем Δp является Nominal pressure drop.

  • ρ в среднем является средней плотностью жидкости.

  • K является коэффициентом Хагена-Пуазейля за аналитическую потерю,

    K=Dnomωnom(1ηv,nom1)Δpnom,

    где:

    • Именем D является Displacement.

    • Именем ω является Nominal shaft angular velocity.

    • η v, именем является Volumetric efficiency at nominal conditions.

Крутящий момент, который коррелируется с угловой скоростью вала, вычисляется как:

τfr=(τ0+k|Δp|)tanh(4ω5×105ωnom),

где:

  • τ 0 является No-load torque.

  • k является Friction torque vs. pressure drop coefficient.

  • Δp является перепадом давления между портами A и B.

  • ω является относительной угловой скоростью вала, или ωRωC.

Параметризация табличных данных

При использовании табличных данных для моторных КПД или потерь, можно обеспечить данные для одного или нескольких моторных операционных режимов. Знаки табличных данных определяют операционный режим блока. Когда данные обеспечиваются меньше чем для четырех операционных режимов, блок вычисляет данные о дополнении для другого режима (режимов) путем расширения определенных данных в остающиеся квадранты.

Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies параметризация

Уровень утечек вычисляется как:

m˙leak=m˙leak,motor(1+α2)+m˙leak,pump(1α2),

где:

  • m˙leak,pump=(ηυ1)m˙ideal

  • m˙leak,motor=(1ηv)m˙

и η v является объемным КПД, который интерполирован от обеспеченных пользователями табличных данных. Срок перехода, α,

α=tanh(4ΔpΔpthreshold)tanh(4ωωthreshold),

где:

  • Δp является p p B.

  • Порогом p является Pressure drop threshold for motor-pump transition.

  • ω является ω Rω C.

  • Порогом ω является Angular velocity threshold for motor-pump transition.

Момент трения вычисляется как:

τfr=τfr,pump(1+α2)+τfr,motor(1α2),

где:

  • τfr,pump=(ηm1)τ

  • τfr,motor=(1ηm)τideal

и η m является механическим КПД, который интерполирован от обеспеченных пользователями табличных данных.

Tabulated data - volumetric and mechanical losses параметризация

Уровень утечек вычисляется как:

m˙leak=ρavgqloss(Δp,ω),

где потеря q интерполирована от параметра Volumetric loss table, q_loss(dp,w), который основан на предоставленных пользователями данных для перепада давления, угловой скорости вала и жидкого объемного смещения.

Момент трения вала вычисляется как:

τfr=τloss(Δp,ω),

где потеря τ интерполирована от параметра Mechanical loss table, torque_loss(dp,w), который основан на предоставленных пользователями данных для перепада давления и угловой скорости вала.

Параметризация входного сигнала

Когда Leakage and friction parameterization установлен toInput signal - volumetric and mechanical efficiencies, порты EV и EM включены. Внутренняя утечка и трение вала вычисляются таким же образом как Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies параметризация, за исключением того, что η v и η m получены непосредственно в портах EV и EM, соответственно.

Когда Leakage and friction parameterization установлен toInput signal - volumetric and mechanical losses, порты LV и LM включены. Эти порты получают утечку и момент трения как положительные физические сигналы. Уровень утечек вычисляется как:

m˙leak=ρavgqLVtanh(4Δppthresh),

где:

  • LV q является утечкой, полученной в порте LV.

  • p молотит, параметр Pressure drop threshold for motor-pump transition.

Момент трения вычисляется как:

τfr=τLMtanh(4ωωthresh),

где

  • τ LM является моментом трения, полученным в порте LM.

  • ω молотит, параметр Angular velocity threshold for motor-pump transition.

Объемная область значений и область значений механического КПД между пользовательскими заданными минимальными и максимальными значениями. Любые значения ниже или выше, чем эта область значений возьмут минимальные и максимальные заданные значения, соответственно.

Накачайте операцию

Моторная скорость потока жидкости:

m˙=m˙ideal+m˙leak,

где m˙ideal=ρavgDω.

Моторный крутящий момент:

τ=τidealτfr,

где τideal=DΔp.

Механическая мощность, извлеченная валом двигателя:

φmech=τω,

и моторная гидравлическая мощность:

φhyd=Δpm˙ρavg.

Если требуется знать, действует ли блок вне предоставленных табличных данных, можно установить Check if operating beyond the quadrants of supplied tabulated data на Warning получить предупреждение, если это происходит, или Error остановить симуляцию, когда это происходит. Для параметризации входным сигналом за объемные или механические потери вы можете быть уведомлены, если симуляция превосходит рабочие режимы параметром Check if operating outside of motor mode.

Можно также контролировать моторную функциональность. Установите Check if pressures are less than motor minimum pressure на Warning получить предупреждение, если это происходит, или Error остановить симуляцию, когда это происходит.

Порты

Сохранение

развернуть все

Запись или выходной порт к двигателю.

Запись или выходной порт к двигателю.

Вращение угловой скорости вала и крутящего момента.

Моторная случающаяся ссылочная скорость вращения и крутящий момент.

Входной параметр

развернуть все

Моторный КПД для жидкого смещения в виде физического сигнала. Значение должно быть между 0 и 1.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Leakage and friction parameterization на Input signal - volumetric and mechanical efficiencies.

Моторный КПД для механической экстракции энергии в виде физического сигнала. Значение должно быть между 0 и 1.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Leakage and friction parameterization на Input signal - volumetric and mechanical efficiencies.

Моторные потери сопоставлены с жидким смещением в м^3/c в виде физического сигнала.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Leakage and friction parameterization на Input signal - volumetric and mechanical losses.

Моторные потери сопоставлены с механической экстракцией энергии в N*m в виде физического сигнала.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Leakage and friction parameterization на Input signal - volumetric and mechanical losses.

Параметры

развернуть все

Параметризация характеристик утечки и трения насоса.

  • В Analytical параметризация, уровень утечек и момент трения вычисляются аналитическими уравнениями.

  • В Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies параметризация, объемное и механический КПД вычислены от предоставленного пользователями Pressure drop vector, dp и параметров Shaft angular velocity vector, w и интерполированы из 2D зависимых таблиц Volumetric efficiency table, e_v(dp,w) и Mechanical efficiency table, e_m(dp,w).

  • В Tabulated data - volumetric and mechanical loss параметризация, уровень утечек и трение крутящего момента вычислены от предоставленного пользователями Pressure drop vector, dp и параметров Shaft angular velocity vector, w и интерполированы из 2D зависимых таблиц Volumetric loss table, q_loss(dp,w) и Mechanical loss table, torque_loss(dp,w).

  • В Input signal - volumetric and mechanical efficiencies параметризация, объемное и механический КПД получены как физические сигналы в портах EV и EM, соответственно.

  • В Input signal - volumetric and mechanical loss параметризация, уровень утечек и трение крутящего момента получены как физические сигналы в портах LV и LM, соответственно.

Сумма смещения жидкости фиксированного объема.

Скорость вращения вала под номинальными условиями работы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на Analytical.

Моторный перепад давления между жидким входом и выходом под номинальными условиями работы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на Analytical.

Отношение фактической скорости потока жидкости к идеальной скорости потока жидкости при номинальных условиях.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на Analytical.

Минимальное значение крутящего момента, чтобы преодолеть трение изоляции и вызвать движение вала.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на Analytical.

Коэффициент пропорциональности между моментом трения и моторным перепадом давления.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на Analytical.

Вектор значений перепада давления для табличной параметризации утечки и трения крутящего момента. Этот вектор формирует независимую ось параметром Shaft angular velocity vector, w для 3-D зависимого Volumetric efficiency table, e_v(dp,w) и параметрами Mechanical efficiency table, e_m(dp,w). Векторные элементы должны быть перечислены в порядке возрастания.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на также:

  • Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies

  • Tabulated data - volumetric and mechanical losses

Вектор данных о скорости вращения для табличной параметризации утечки и трения крутящего момента. Этот вектор формирует независимую ось параметром Shaft angular velocity vector, w для 3-D зависимого Volumetric efficiency table, e_v(dp,w) и параметрами Mechanical efficiency table, e_m(dp,w). Векторные элементы должны быть перечислены в порядке возрастания.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на также:

  • Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies

  • Tabulated data - volumetric and mechanical losses

M-by-N матрица объемных КПД при заданном перепаде давления жидкости и угловой скорости вала. Линейная интерполяция используется между табличными элементами. M и N являются размерами коррелированых векторов:

  • M является количеством векторных элементов в параметре Pressure drop vector, dp.

  • N является количеством векторных элементов в параметре Shaft angular velocity vector, w.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies.

M-by-N матрица механического КПД при заданном перепаде давления жидкости и угловой скорости вала. Линейная интерполяция используется между табличными элементами. M и N являются размерами коррелированых векторов:

  • M является количеством векторных элементов в параметре Pressure drop vector, dp.

  • N является количеством векторных элементов в параметре Shaft angular velocity vector, w.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies.

M-by-N матрица объемных КПД при заданном перепаде давления жидкости и угловой скорости вала. Линейная интерполяция используется между табличными элементами. M и N являются размерами коррелированых векторов:

  • M является количеством векторных элементов в параметре Pressure drop vector, dp.

  • N является количеством векторных элементов в параметре Shaft angular velocity vector, w.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на Tabulated data - volumetric and mechanical losses.

M-by-N матрица механических потерь при заданном перепаде давления жидкости и угловой скорости вала. Линейная интерполяция используется между табличными элементами. M и N являются размерами коррелированых векторов:

  • M является количеством векторных элементов в параметре Pressure drop vector, dp.

  • N является количеством векторных элементов в параметре Shaft angular velocity vector, w.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на Tabulated data - volumetric and mechanical losses.

Минимальное значение объемного КПД. Если входной сигнал ниже этого значения, объемный КПД установлен в минимальный объемный КПД.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на Input signal - volumetric and mechanical efficiencies.

Максимальное значение объемного КПД. Если входной сигнал выше этого значения, объемный КПД установлен в максимальный объемный КПД.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на Input signal - volumetric and mechanical efficiencies.

Минимальное значение механического КПД. Если входной сигнал ниже этого значения, механический КПД установлен в минимальный механический КПД.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на Input signal - volumetric and mechanical efficiencies.

Максимальное значение механического КПД. Если входной сигнал выше этого значения, механический КПД установлен в максимальный механический КПД.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на Input signal - volumetric and mechanical efficiencies.

Пороговое значение перепада давления для перехода между насосом и моторной функциональностью. Область перехода задана приблизительно 0 МПа между положительными и отрицательными величинами порога перепада давления. В этой области перехода вычисленный уровень утечек и момент трения настроены согласно термину перехода α, чтобы гарантировать плавный переход от одного режима до другого.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на также:

  • Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies

  • Input signal - volumetric and mechanical efficiencies

  • Input signal - volumetric and mechanical losses

Значение пороговой угловой скорости для перехода между насосом и моторной функциональностью. Область перехода задана приблизительно 0 рад/с между положительными и отрицательными величинами порога скорости вращения. В этой области перехода вычисленный уровень утечек и момент трения настроены согласно термину перехода α, чтобы гарантировать плавный переход от одного режима до другого.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на также:

  • Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies

  • Input signal - volumetric and mechanical efficiencies

  • Input signal - volumetric and mechanical losses

Уведомить ли, если степени данных, которыми снабжают, превзойдены. Выберите Warning чтобы уведомить, когда блок использует значения вне предоставленной области значений данных. Выберите Error остановить симуляцию, когда блок использует значения вне предоставленной области значений данных.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на:

  • Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies

  • Tabulated data - volumetric and mechanical losses

Уведомить ли, если блок действует за пределами моторной функциональности режима. Этот блок имеет четыре режима работы: прямое движение, реверсивный мотор, реверсивный насос и прямой насос. Выберите Warning чтобы уведомить, когда блок действует в форварде или режимах насоса реверсивного мотора. Выберите Error остановить симуляцию, когда блок действует в режимах реверсивного насоса или форварде.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на Input signal - volumetric and mechanical losses.

Уведомить ли, если жидкость в порте A или B испытывает низкое давление. Выберите Warning чтобы уведомить, когда давление выхода падает ниже минимально заданного значения. Выберите Error остановить симуляцию, когда давление выхода падает ниже минимально заданного значения.

Параметр помогает идентифицировать потенциальные условия для кавитации, когда жидкое давление падает ниже жидкого давления пара.

Более низкий порог приемлемого давления в моторном входе или выхода.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Check if pressures are less than motor minimum pressure на также:

  • Warning

  • Error

Введенный в R2020a

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте