طريقة نمذجة ومحاكاة للتصميم الأولي لمضخة إزاحة كهرومتغيرة

تدعم المنشطات الهيدروستاتيكية الكهربائية كهربة أنظمة الخدمة الشاقة. لتحقيق استهلاك أقل للطاقة ، تركز طريقتنا على التحسين ، واستخدام مضخة الإزاحة الكهربائية المتغيرة للأنظمة. تدعم النمذجة وطريقة المحاكاة التصميم الأولي.

مضخة الإزاحة المتغيرة الكهربائية الخاصة بنا ، والتي يجب أن تختار التنبؤ الكامل بالأداء ، وتوليد المعلمات التلقائي ، ومتانة التصميم. ابدأ بتصنيف المعلمات لتصميم مضخة الإزاحة الكهربائية المتغيرة أو EVDP. قم بتعيين المعلمات المستقلة، التي تمثل كل مكون إلى الفئة النشطة، والمعلمات المشتقة من المعلمات النشطة إلى الفئة المدفوعة.

ثم قم بتعيين المعلمات المحسوبة ، باستخدام الوظائف التجريبية للفئة التجريبية. لتطوير نماذج التقدير ، قم بتقدير المعلمات التي تحركها المضخة والمحركات من المعلمات النشطة ، باستخدام قوانين التحجيم. استخدم كتالوجات المكونات لتقدير المعلمات المدفوعة لعلبة التروس والمسمار الكروي من المعلمات النشطة.

تقييم المضخة وعلبة التروس وكفاءات المسمار الكروي من خلال الوظائف التجريبية ، وتقدير المقاومات الحرارية لنموذج الشبكة الحرارية الذي تم تطويره باستخدام الوظائف التجريبية من نظرية الديناميكا الحرارية. قم ببناء نموذج وزن EVDP في MATLAB عن طريق إضافة أوزان كل مكون ثم إجراء نمذجة المعلمة المجمعة الديناميكية ل EVDP في منصة محاكاة النظام. بعد ذلك ، قم بإجراء النمذجة الحرارية ل EVDP في منصة محاكاة النظام عن طريق تعيين شبكة حرارية ل EVDP.

للحصول على نمذجة مدى الحياة والموثوقية ، استخدم عمر التعب للكرة وعمر تآكل وحدة مضخة المكبس كعمرها. نمذجة عمر وحدة مضخة المسمار الكروي والمكبس باستخدام المعادلات. افترض أن موثوقية المسمار الكروي والمضخة المقابلة لعمرها الافتراضي ، هي 0.90 ، وحدد الموثوقية كما تم حسابها في ساعة العمل 50،000th.

ثم قم بنمذجة المسمار الكروي وموثوقية وحدة مضخة المكبس مع المعادلة. تابع تجميع النموذج عن طريق وضع جميع معادلات كل عقدة معا لتشكيل كتلة النموذج لكل عقدة. ثم استنتج متغيرات الإدخال والإخراج لكل عقدة.

تحديد مدخلات ومخرجات نموذج EVDP الشامل وإجراء تحليل السببية لجميع العقد. عند الضرورة ، أضف عقدا إضافية للتأكد من أن جميع العقد مرتبطة سببيا. ثم قم بتوصيل جميع العقد لتشكيل النموذج العام ل EVDP.

بمجرد تشكيل نموذج EVDP ، تحقق من طريقة النمذجة باستخدام النموذج الأولي EVDP وجهاز الاختبار. للقيام بذلك ، قم بتثبيت EVDP على جهاز اختبار ، يتكون من جزء تحميل وجزء تحكم. ثم قم بتوصيل منافذ EVDP الثلاثة بالدائرة الهيدروليكية لجزء التحميل ، والكابلات الكهربائية EVDP بجزء التحكم.

قم بإجراء اختبار النموذج الأولي عن طريق الضغط على زر البدء على اللوحة وبدء تشغيل الطاقة الهيدروليكية الإضافية. بعد إلغاء تنشيط صمام الوضع باستخدام الزر الموجود على اللوحة ، اضبط أمر إزاحة التردد الشامل على EVDP في مربع النص الخاص بواجهة المستخدم. سجل استجابة إزاحة EVDP ، واستمد حجمها وخصائص طورها.

لتحليل النتائج التجريبية ، قم بتعيين المعلمات النشطة للنموذج الأولي EVDP إلى النموذج الذي تم إنشاؤه مسبقا. سيقوم النموذج بإنشاء معلمات محاكاة أخرى مطلوبة تلقائيا. اضبط درجة حرارة البيئة ، ودرجة حرارة EVDP الأولية عند 40 درجة مئوية ، وقم بتشغيل نموذج المحاكاة تحت نفس ظروف اختبار النموذج الأولي EVDP لتسجيل نتائج المحاكاة.

للتحقق من دقة النموذج، ارسم النتائج التجريبية ونتائج المحاكاة لكل مجموعة حالة في شكل واحد. لإجراء تحليل محاكاة لتصميم EVDP ، قم بتعيين النماذج الديناميكية والحرارية بالنقر فوق علامة التبويب وضع المعلمة وتحديد خيار TFFD31. ثم انتقل إلى اسم الملف للحصول على علامة تبويب بيانات خصائص سائلة بسيطة لاستيراد ملف خاصية الزيت.

ضمن وضع المعلمة ، استخدم كتل THGCV01 أو THGCV02. لضبط درجة حرارة البيئة كما هو موضح في المخطوطة ، أدخل المعلمات النشطة في نماذج تقدير المعلمات. ثم انقر فوق الزر "تشغيل" ضمن علامة التبويب "محرر" لتشغيل البرنامج النصي لإنشاء جميع معلمات المحاكاة.

في MATLAB ، استخدم زر التشغيل ضمن علامة تبويب المحرر لتشغيل البرنامج النصي لحساب الوزن وتنشيط النماذج الديناميكية والحرارية باستخدام معلمات المحاكاة. سيتم الحصول على نتائج المحاكاة بواسطة البرنامج النصي تلقائيا. باستخدام زر التشغيل ضمن علامة تبويب المحرر، قم بتشغيل البرنامج النصي لحساب عمر EVDP وأداء الموثوقية من نتائج المحاكاة المحفوظة.

انتقل إلى وضع المحاكاة في منصة محاكاة النظام للتحقق من النتائج. ثم اشتق نتائج أداء EVDP الأخرى من نتائج محاكاة المجال الزمني هذه. لتعيين معلمات المحاكاة، تحقق من وضع المعلمة.

ثم استخدم زر التشغيل ضمن علامة تبويب المحرر لتشغيل البرنامج النصي لتنشيط النماذج الديناميكية والحرارية. في وقت لاحق، اضغط على علامة التبويب وضع المحاكاة للتحقق من تحليلات الحساسية وعدم اليقين. تظهر ديناميكيات درجة الحرارة لأجزاء EDVP المختلفة هنا.

يوضح التحليل التمثيلي كفاءة EVDP في ظل دورة عمل كاملة. في ظل حالة الحمل الكامل ، حقق EVDP كفاءة إجمالية تبلغ حوالي 80٪ في وقت لاحق ، انخفضت الخسائر المطلقة ل EVDP ، إلى جانب انخفاض الكفاءة. فحصت استجابة التردد الشاملة الأداء الديناميكي EVDP.

في الأداء المتوقع ل EVDP ، تم التنبؤ بدقة تحكم جيدة مع خطأ 0.09 درجة ، في حين وجد أن عمر المضخة وموثوقيتها هما الأضعف. بعد بناء النماذج المقترحة ، يمكن تطوير طريقة التصميم الأولية الكاملة. يمكن لهذه الطريقة أن تعزز قابلية تطبيق مضخة الإزاحة المتغيرة الكهربائية ، والمنشطات الهيدروستاتيكية الكهربائية المرتبطة بها.

حلت هذه الطريقة التحديات الشائعة لمرحلة التصميم ، مثل اليقين في المعلمات ، والمحاكاة متعددة التخصصات. وهذا يؤدي إلى تصميم أولي أكثر موثوقية للمضخة للمنشطات الهيدروستاتيكية الكهروستاتيكية.