缸式液压变压器的自耦式运行方式研究

发布时间：2020-10-19 12:31

　　 自耦是电力变压器的一种特殊运行方式,通过输入和输出共用一部分线圈来节约材料,满足变压需求下的高效率能量传输。在液压传动领域,缸式液压变压器也可采用"自耦"运行方式,通过输入和输出共用部分活塞面积,拓宽变压比范围,使液压势能传递更高效。在液压领域中引入自耦概念,实现用于液压势能传递的缸式液压变压器装置的自耦运行方式。经理论分析、仿真计算可知,与传统缸式液压变压器的普通运行方式相比,自耦运行方式的加入增加了变压比数量,在满足固定变压比要求下,所需的活塞面积更小,以节约成本、节省空间;并且在多级液压缸联用时,自耦运行方式的加入实现了更多不同比例的液压势能转换,大幅提高活塞面积的利用率。
【部分图文】：

同理可定义理想双活塞缸式液压变压器,如图1(b)所示,可将势能源p1、p2所连的a、c端视为同名端。S1表示输入势能源p1进入液压缸内参与运行的液压缸面积,S2表示输出势能源p2在活塞缸内参与运行的活塞缸面积(S1、S2可以是多组活塞缸面积之和)。为了计算方便,将低压池压力视为0,则输入侧压力为p1,输出侧压力为p2。理想缸式液压变压器活塞运动的摩擦阻力、内部液体流动时黏性产生的阻力、回液阻力、阀门的开启压力等忽略不计[6],仅对液压、流量起变化作用。因此,作为功率传输元件,理想缸式液压变压器的活塞两侧受力平衡且匀速运行,功率稳定传输,输入侧与输出侧的功率相等。

如图2所示,a、c为同名端,将输出侧的非同名端d端接入同名端a端所连势能源,可串联成自耦形式的变压器。此时,原接地端d端现连入电势能U1,N1为输入侧和输出侧共用绕组,N2为输出侧的独用绕组。其中:U1、I1分别表示初级线圈绕组的电压和电流,U′2、I′2分别表示次级线圈绕组的电压和电流。由图2可得,a、d端相连构成的自耦变压器初级线圈绕组为N1,次级线圈绕组为N1+N2,电流从同名端a端流入,c端流出。可得变压比公式:

如图3所示,将输出侧的非同名端d端接入对端的同名端a端,则d端势能由原低压池势能转变为输入势能p1。如此,a、d端所连的活塞腔内压力均为输入势能源压力。此时,输入、输出两侧的势能源均在S2上参与出力运行,则可定义S2为输入侧和输出侧的共用面积,S1则为独用面积。因此,输入侧所对应的活塞面积为S1+S2,输出侧为所对应的活塞面积为S2。假定活塞匀速运行,忽略摩擦阻力,对活塞杆进行受力分析可得:
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本文编号：2847200