Fixed-Displacement Motor (IL)
等温流体网络中的恒定排量液压马达。
blockType: EngeeFluids.IsothermalLiquid.Turbomachinery.FixedDisplacementMotor
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说明
定排量马达(IL)*单元模拟定排量液压马达。流体可以从*A*端口流向*B*端口(正向模式),也可以从*B*端口流向*A*端口(反向模式)。当压力沿流动方向下降时,即实现液压马达模式。当流动方向的压力升高时,则实现泵模式。
该装置有四种运行模式。运行模式取决于从端口 A 到端口 B 的压降 和角速度 :
-
模式 1,正向液压马达模式:流量从端口 A 流向端口 B,导致压力从端口 A 下降到端口 B,并产生正的轴角速度。
-
模式 2,反向泵模式: 负轴角速度导致从端口 B 到端口 A 的压力增加,流量从端口 B 到端口 A。
-
模式 3,反向液压马达模式:流量从*B*口流向*A*口,导致*B*口流向*A*口的压力降低,轴角速度为负值。
-
模式 4,正向泵模式:正向轴角速度导致从端口 A 到端口 B 的压力增加,以及从端口 A 到端口 B 的流量增加。
液压马达模块具有分析参数化、表格参数化和通过输入信号进行参数化的功能。使用表格数据或输入信号进行参数化时,可以根据效率或容积损失和机械损失选择液压马达的性能特征。
在表格数据和输入信号的参数化选项中,阈值参数 马达-水泵转换的压降阈值 和 马达-水泵转换的角速度阈值 定义了液压马达模式之间可发生数值平滑流量转换的区域。选择的过渡区域应能为过渡项提供一定的余量,但与压力和角速度有关的余量应足够小,以免影响计算结果。
泄漏和摩擦扭矩的分析参数化
如果将 泄漏和摩擦参数化 设置为 "分析",设备将根据轴速、机械压降和容积效率的额定值计算泄漏和摩擦扭矩。泄漏率取决于液压马达上的压降,计算公式为
其中
-
;
-
- 是液体的平均密度;
-
- 用于计算分析损失的哈根-普瓦耶系数:
其中
-
- 是 位移 参数的值;
-
- 是 名义轴角速度 参数的值;
-
- 参数值 额定条件下的容积效率;
-
- 参数值 额定压降。
-
摩擦扭矩取决于轴的角速度,计算公式为
其中
-
- 是*空载扭矩*参数的值;
-
- 名义工作容积下摩擦力矩与压力的关系系数,由 * 名义条件下的机械效率 * 参数值决定, :
其中 为额定条件下的摩擦扭矩:
-
- 端口 A 和 B 之间的压降;
-
- 轴角速度,或 。
参数化表格数据
在使用表格数据计算液压马达的效率或损耗时,可提供一种或多种运行模式的数据。表格数据的符号定义了设备的运行模式。如果提供的数据少于四种工作模式,则设备会通过将给定数据扩展到其余象限来计算其他模式的附加数据。
*表格数据 - 容积效率和机械效率的参数化。
如果 泄漏和摩擦参数化 设置为 "表格数据 - 容积效率和机械效率",程序块将使用表格数据对容积效率和机械效率进行参数化。
泄漏流量为
其中
-
;
-
;
-
- 容积效率,根据用户提供的表格数据推算;
-
- 过渡项,表示
其中
-
;
-
- 是参数 电机-水泵转换的压降阈值 的值;
-
;
-
- 参数值 电机-水泵转换的角速度阈值。
-
摩擦扭矩等于
其中
-
;
-
;
-
- 机械效率,根据用户提供的表格数据推算。
*表格数据 - 容积损失和机械损失的参数化。
如果 泄漏和摩擦参数化 设置为 "表格数据 - 容积损失和机械损失",设备将使用表格数据对容积损失和机械损失进行参数化。
泄漏流量为
其中 是根据 * 体积损失表参数 q_loss(dp,w)* 进行的插值。
轴摩擦扭矩等于
其中 是根据参数 机械损失表,torque_loss(dp,w) 进行的插值。
表数据—扭矩和速度的参数化。
如果 泄漏和摩擦参数化 设置为 "表格数据 - 扭矩和速度",程序块将使用表格数据对扭矩和速度进行参数化。
程序块计算体积损失表 和机械损失表 的方法如下
其中
-
- 参数值 流速矢量,q;
-
- 参数值 轴转速表,w(q,dp);
-
- 参数值 压降矢量,dp;
-
- 参数值 扭矩表,T(q,dp)。
如果给定的参数值 轴转速表,w(q,dp) 和 扭矩表,T(q,dp) 未覆盖所有四个象限,则程序块将通过以下方式扩展数据:
-
对称镜像 * 压降矢量 dp* 和 * 流速矢量 q* 参数值,使其包含负值;
-
将体积损失表 的值对称扩展到其他象限。这些扩展值的符号与每个象限中 的符号相对应;
-
根据流量矢量和体积损失表的扩展值计算出的轴转速矢量扩展值, , ;
-
机械损失表的对称扩展值, 到其他象限。这些扩展值的符号与每个象限中的符号 相对应。
如果数据表的四个角或参数 轴转速表,w(q,dp) 或 扭矩表,T(q,dp) 中有未知值,则使用 "NaN "代替这些值。程序块将使用相对于压降的最近外推法,在生成的体积损失表和机械损失表中填写 NaN 元素。程序块修正外推机械损耗表中的符号,使其与轴转速矢量 中相应元素的符号一致,其中 。
在扩展或填入未知值后,程序块将使用线性内插法和最近外推法计算模拟期间的容积损失表和 机械损失表。
.
通过输入信号进行参数化
如果参数 泄漏和摩擦参数化 * 设为 "输入信号 - 容积效率和机械效率",则端口 *EV 和 EM 将启用。内部泄漏和轴摩擦的计算方法与 "制表数据 - 容积效率和机械效率 "参数化相同,只是 和 的值将分别直接输入 EV 和 EM 端口。
如果 泄漏和摩擦参数化 设置为 "输入信号 - 容积损失和机械损失",则 LV 和 LM 端口将启用。这些端口接收正标量的泄漏流量和摩擦力矩值。泄漏流量的计算公式为
其中
-
- 是在 LV 端口获得的泄漏体积流量;
-
- 是*马达-水泵转换的压降阈值*。
摩擦扭矩的计算公式为
其中
-
- 是在 LM 端口获得的摩擦扭矩;
-
- 是参数 电机-水泵转换的角速度阈值 的值。
容积效率和机械效率在用户定义的最小值和最大值之间变化。任何低于或高于此范围的值将分别取最小和最大设定值。
端口
非定向
#
A
—
等温液体端口
等温液体
Details
液压马达的液体入口或出口。
| 程序使用名称 |
|
#
B
—
等温液体端口
等温液体
Details
液压马达的液体入口或出口。
| 程序使用名称 |
|
#
R
—
机械端口
旋转机械
Details
轴的旋转角速度和扭矩。
| 程序使用名称 |
|
#
C
—
机械端口
旋转机械
Details
物体的角速度和扭矩。
| 程序使用名称 |
|
输入
#
电动车
—
容积效率
尺度
Details
以标量形式指定的容积效率。数值范围必须在 0 到 1 之间。
依赖关系
要使用此端口,请将 泄漏和摩擦参数化 设置为 "输入信号 - 容积效率和机械效率"。
| 数据类型 |
Float64"。 |
| 复数支持 |
无 |
#
EM
—
机械效率
尺度
Details
液压马达的机械效率,以标量形式给出。数值范围必须在 0 至 1 之间。
依赖关系
要使用此端口,请将 泄漏和摩擦参数化 设置为 "输入信号 - 容积效率和机械效率"。
| 数据类型 |
Float64"。 |
| 复数支持 |
无 |
#
LV
—
泄漏体积流量
尺度
Details
液压马达损耗,单位 m3/s,以标量形式给出。
依赖关系
要使用此端口,请将 泄漏和摩擦参数化 设置为 "输入信号 - 体积和机械损耗"。
| 数据类型 |
Float64"。 |
| 复数支持 |
无 |
#
LM
—
摩擦力矩
尺度
Details
液压马达的机械损耗,单位 N-m,以标量形式表示。
依赖关系
要使用此端口,请将 泄漏和摩擦参数化 设置为 "输入信号 - 容积损失和机械损失"。
| 数据类型 |
Float64"。 |
| 复数支持 |
无 |
参数
参数
#
Leakage and friction parameterization —
计算泄漏率和摩擦力矩的方法
Analytical | Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies | Tabulated data - volumetric and mechanical losses | Tabulated data - torque and speed | Input signal - volumetric and mechanical efficiencies | Input signal - volumetric and mechanical losses
Details
液压马达的泄漏和摩擦特性的参数化。
-
分析性的-使用解析方程计算泄漏率和摩擦力矩。 -
表格数据-体积和机械效率-使用用户定义的参数计算体积和机械效率* 压降矢量,dp*和* 轴角速度矢量,w*并基于相应的二维表* 体积效率表,e_v(dp,w)和 机械效率表,e_m(dp,w)*进行插值。 -
表格数据-体积损失和机械损失-泄漏流量和摩擦力矩使用用户定义的参数计算* 压降矢量,dp*和* 轴角速度矢量,w*并基于相应的二维表* 体积损失表,q_loss(dp,w)和 机械损失表,torque_loss(dp,w)*进行插值。 -
表格数据-扭矩和速度-您可以使用参数* 扭矩表T(q,dp)和 轴速表w(q,dp)*将扭矩和轴转速设置为流量和压差的函数。 -
输入信号-体积和机械效率-体积和机械效率分别作为信号传输到*EV*和*EM*端口。 -
输入信号-体积损耗和机械损耗-泄漏流量和摩擦力矩分别作为信号发送到端口*LV*和*LM*。
| 值 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
无 |
#
Displacement —
工作体积
m^3/rad | mm^3/rad | cm^3/rad | km^3/rad | m^3/deg | cm^3/rev | m^3/rev | l/rad | l/rev | in^3/rad | ft^3/rad | gal/rad | igal/rad | in^3/deg | in^3/rev | gal/rev
Details
轴旋转一定角度时位移的流体量。
| 计量单位 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
#
Nominal shaft angular velocity —
轴的标称角速度
rad/s | deg/s | rad/min | deg/min | rpm | rps
Details
轴在标称工况下的角速度。
依赖关系
要使用此参数,请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 分析性的.
| 计量单位 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
#
Nominal pressure drop —
液体入口和出口之间的公称压降
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg
Details
在标称工况下液压马达的入口和出口之间的压力差。
依赖关系
要使用此参数,请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 分析性的.
| 计量单位 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
# Volumetric efficiency at nominal conditions — 容积效率
Details
标称条件下的实际流量与理想流量之比。
依赖关系
要使用此参数,请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 分析性的.
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
# Mechanical efficiency at nominal conditions — 理想条件下的机械效率
Details
额定条件下产生的实际转矩与理想转矩之比。
依赖关系
要使用此参数,请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 分析性的.
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
#
No-load torque —
静止时的摩擦瞬间
N*m | uN*m | mN*m | kN*m | MN*m | GN*m | kgf*m | lbf*in | lbf*ft
Details
克服密封摩擦的最小扭矩值。
依赖关系
要使用此参数,请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 分析性的.
| 计量单位 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
#
Pressure drop vector; dp —
表格参数化的压降值向量
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg
Details
用于泄漏和扭矩摩擦的表格参数化的压差值向量。 向量的元素必须按升序列出。
依赖关系
要使用此参数,请将 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-体积损耗和机械损耗 或 表格数据-扭矩和速度.
| 计量单位 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
#
Shaft angular velocity vector; w —
用于表格参数化的角速度值向量
rad/s | deg/s | rad/min | deg/min | rpm | rps
Details
泄漏和摩擦力矩的表格参数化的角速度数据向量。 向量的元素必须按升序列出。
依赖关系
要使用此参数,请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 数据表-体积和机械效率 或 表格数据-体积损耗和机械损耗.
| 计量单位 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
# Volumetric efficiency table; e_v(dp;w) — 体积效率表
Details
矩阵 上 液体的给定压降和轴的角速度下的容积效率。 块在表元素之间使用线性插值。
价值 和 -这些是相应向量的大小:
-
-*压降矢量中矢量元素的数量,dp*参数。
-
-轴角速度矢量参数中矢量元素的个数,w。
依赖关系
要使用此参数,请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 数据表-体积和机械效率.
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
# Mechanical efficiency table; e_m(dp;w) — 机械效率表
Details
矩阵 上 液体的给定压降和轴的角速度下的机械效率。 块在表元素之间使用线性插值。 价值 和 -这些是相应向量的大小:
-
-压降向量*压降向量中的元素个数,dp*。
-
-角速度矢量*轴角速度矢量中的元素个数,w*。
依赖关系
要使用此参数,请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 表格数据-体积和机械效率.
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
#
Volumetric loss table; q_loss(dp;w) —
体积损失表
m^3/s | mm^3/s | cm^3/s | m^3/hr | m^3/min | l/hr | l/min | l/s | gal/hr | gal/min | gal/s | ft^3/hr | ft^3/min | ft^3/s
Details
矩阵 上 在给定的液体压降和轴的角速度下的体积损失。 块在表元素之间使用线性插值。
价值 和 -这些是相应向量的大小:
-
-压降向量*压降向量中的元素个数,dp*。
-
-角速度矢量*轴角速度矢量中的元素个数,w*。
依赖关系
要使用此参数,请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 表格数据-体积损耗和机械损耗.
| 计量单位 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
#
Mechanical loss table; torque_loss(dp;w) —
机械损耗表
N*m | uN*m | mN*m | kN*m | MN*m | GN*m | kgf*m | lbf*in | lbf*ft
Details
矩阵 上 在给定的液体压降和轴的角速度下的机械损失。
块在表元素之间使用线性插值。 价值 和 -这些是相应向量的大小:
-
-压降向量*压降向量中的元素个数,dp*。
-
-角速度矢量*轴角速度矢量中的元素个数,w*。
依赖关系
要使用此参数,请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 表格数据-体积损失和机械损失.
| 计量单位 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
#
Flow rate vector; q —
体积流量值向量
m^3/s | mm^3/s | cm^3/s | m^3/hr | m^3/min | l/hr | l/min | l/s | gal/hr | gal/min | gal/s | ft^3/hr | ft^3/min | ft^3/s
Details
体积流量值的矢量,用于扭矩和速度的表格参数化。 向量的元素必须按升序列出。
依赖关系
要使用此参数,请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 表格数据-扭矩和速度.
| 计量单位 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
#
Torque table; T(q; dp) —
用于表格参数化的扭矩值
N*m | uN*m | mN*m | kN*m | MN*m | GN*m | kgf*m | lbf*in | lbf*ft
Details
矩阵 上 给定压降和流体流量下的扭矩的值。 块在表元素之间使用线性插值。
价值 和 -这些是相应向量的大小:
-
-体积流量向量*流速向量中的元素个数,q*。
-
-压降向量*压降向量中的元素个数,dp*。
如果表在四个角中的任何一个都有未知值,请使用 南 而不是这些值。
依赖关系
要使用此参数,请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 表格数据-扭矩和速度.
| 计量单位 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
#
Shaft speed table; w(q;dp) —
用于表格参数化的轴旋转角速度值
rad/s | deg/s | rad/min | deg/min | rpm | rps
Details
矩阵 上 液体的给定压降和体积流量下的轴旋转速度的值。 块在表元素之间使用线性插值。
价值 和 -这些是相应向量的大小:
-
-体积流量向量*流速向量中的元素个数,q*。
-
-压降向量*压降向量中的元素个数,dp*。
如果表在四个角中的任何一个都有未知数据,请使用 南 而不是这些值。
依赖关系
要使用此参数,请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 表格数据-扭矩和速度.
| 计量单位 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
# Minimum volumetric efficiency — 容积效率的最小值
Details
容积效率的最小值。 如果输入信号低于该值,则将容积效率设置为最小容积效率值。
依赖关系
要使用此参数,请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 输入信号-体积和机械效率.
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
# Maximum volumetric efficiency — 容积效率的最大值
Details
容积效率的最大值。 如果输入信号超过该值,则将容积效率设置为容积效率的最大值。
依赖关系
要使用此参数,请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 输入信号-体积和机械效率.
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
# Minimum mechanical efficiency — 机械效率的最小值
Details
机械效率的最小值。 如果输入信号低于该值,则将机械效率设定为机械效率的最小值。
依赖关系
要使用此参数,请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 输入信号-体积和机械效率.
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
# Maximum mechanical efficiency — 机械效率的最大值
Details
机械效率的最大值。 如果输入信号高于该值,则将机械效率设置为机械效率的最大值。
依赖关系
要使用此参数,请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 输入信号-体积和机械效率.
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
#
Pressure drop threshold for motor-pump transition —
过渡模式的阈值压力
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg
Details
泵和液压马达工作模式之间切换的压降的阈值。 过渡区域限定在阈值压降的正值和负值之间的0MPa的区域中。 在该区域内,根据过渡项调整计算的泄漏率和摩擦力矩 以确保从一种模式到另一种模式的平稳过渡。
依赖关系
要使用此参数,请将 泄漏和摩擦参数化 设置为以下值之一:
-
表格数据-体积和机械效率; -
输入信号-体积和机械效率; -
输入信号-体积损耗和机械损耗.
| 计量单位 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
#
Angular velocity threshold for motor-pump transition —
过渡模式的阈值角速度
rad/s | deg/s | rad/min | deg/min | rpm | rps
Details
用于在泵和液压马达的操作模式之间切换的角速度的阈值。 在阈值角速度的正值和负值之间围绕0rpm定义过渡区域。 在该区域内,根据过渡项调整计算的泄漏率和摩擦力矩 以确保从一种模式到另一种模式的平稳过渡。
依赖关系
要使用此参数,请将 泄漏和摩擦参数化 设置为以下值之一:
-
数据表-体积和机械效率; -
输入信号-体积和机械效率; -
输入信号-体积损耗和机械损耗.
| 计量单位 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
#
Check if operating beyond the range of supplied tabulated data —
关于超出所提供数据限制的消息
None | Error
Details
选择一个值 错误 块使用所提供的数据范围之外的值时停止模拟。
如果 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 表格数据-扭矩和速度,那么这个参数还会检查块是否在取值范围内工作。 南.
依赖关系
要使用此参数,请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为其中一个值:
-
表格数据-体积和机械效率; -
表格数据-体积损耗和机械损耗; -
表格数据-扭矩和速度.
| 值 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
无 |
#
Check if operating outside of motor mode —
关于单元在液压马达模式之外的操作的消息
None | Error
Details
选择 错误 以在单元正向或反向泵模式下操作时停止模拟。
依赖关系
要使用此参数,请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 输入信号-体积损耗和机械损耗.
| 值 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
无 |
#
Check if pressures are less than motor minimum pressure —
关于液压马达出口处的低流体压力的消息
None | Error
Details
选择 错误 以在出口压力降至低于最小设定点时停止模拟。
该参数有助于确定当液体压力降至低于液体蒸气压时气蚀的潜在条件。
| 值 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
无 |
#
Motor minimum pressure —
液压马达出口允许压力下限
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg
Details
液压马达的入口或出口处的允许压力的下限阈值。
依赖关系
要使用此参数,请设置 检查压力是否小于电机最小压力 错误.
| 计量单位 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |