Cartridge Valve Actuator (IL)
Привод, поддерживающий равновесие между давлением в клапане и управляющим давлением в сети изотермической жидкости.
Описание
Блок Cartridge Valve Actuator (IL) моделирует привод, который поддерживает равновесие между давлением в клапане и управляющим давлением. Клапан между портами A и B остается закрытым до тех пор, пока не будет превышено давление направляющей пружины Spring preload force, и в этот момент поршень начинает двигаться. Положение поршня выводится в виде скалярного сигнала на порт S. Схема привода картриджного клапана с 4-мя портами показана ниже.
Баланс сил привода
Поршень привода перемещается, регулируя давление в камере привода, что поддерживает равновесие между давлением в портах привода и линейным управляющим давлением:
где:
-
и — давление в портах A и B;
-
— площадь порта A;
-
— площадь порта B, которая вычисляется как:
-
, если для параметра Number of pressure ports установлено значение
3; -
, если для параметра Number of pressure ports установлено значение
4;
-
-
— площадь порта X, вычисляется из параметра Port A poppet to port X pilot area ratio;
-
— площадь порта Y;
-
— начальное усилие пружины в системе;
-
— вычисляется в зависимости от значения Number of pressure ports:
-
, если для параметра Number of pressure ports установлено значение
3; -
, если для параметра Number of pressure ports установлено значение
4.
-
Положение поршня
Устойчивое смещение поршня рассчитывается как:
где
-
— значение параметра Connected valve opening orientation, который задает движение в положительном (выдвижение) или отрицательном (втягивание) направлении;
-
— константа жесткости пружины, значение параметра Spring stiffness.
Динамическое изменение положения поршня составляет:
где — значение параметра Actuator time constant.
Если меньше, чем значение параметра Spring preload force, то .
Если больше суммы силы предварительной нагрузки и , то .
Динамика открытия
Если моделируется динамика открытия, то в реакцию потока на смоделированное управляющее давление вносится запаздывание. Давление становится динамическим управляющим давлением , в противном случае — это давление в установившемся режиме. Мгновенное изменение динамического управляющего давления рассчитывается на основе постоянной времени Actuator time constant :
По умолчанию флажок Actuator dynamics снят.
Численное сглаживание значений площади и давления
Когда привод почти полностью выдвинут или втянут, можно сохранить численную устойчивость в моделировании, настроив параметр Smoothing factor. Функция сглаживания применяется ко всем рассчитанным силам, но в первую очередь влияет на моделирование в крайних точках движения поршня.
Нормированная сила представляет собой
где
-
— сила в порту A;
-
— сила на порту B;
-
— значение параметра Spring preload force;
-
— сила на порту X.
Если параметр Smoothing factor ненулевой, то блок плавно изменяет значение нормированной силы между 0 и 1.