【正文】 液壓馬達(dá)的選擇 在 節(jié)已求得液壓馬達(dá)的排量為 ／ r，正常工作時(shí)，輸出轉(zhuǎn)矩 ，系統(tǒng)工作壓力為 7MPa。 選 雙斜盤軸向柱塞式液壓馬達(dá)。其理論排量為 ，額定壓力為 20MPa，額定轉(zhuǎn)速為 8～ l00r/min，最高轉(zhuǎn)矩為 3057N m，機(jī)械效率大于 。 油管內(nèi)徑計(jì)算 本系統(tǒng)管路較 為復(fù)雜，取其主要幾條 (其余略 )，有關(guān)參數(shù)及計(jì)算結(jié)果列于表 6。 按下式來初步確定油箱的有效容積 V＝ aqV 已知所選泵的總流量為 ，這樣，液壓泵每分鐘排出壓力油的體積為 。參照表 4— 3 取 a＝ 5，算得有效容積為 V＝ 5 ＝ 1m3 驗(yàn)算回路中的壓力損失 本系統(tǒng)較為復(fù)雜，有多個(gè)液壓執(zhí)行元件動(dòng)作回路，其中環(huán)節(jié)較多，管路損失較大的要算注射缸動(dòng)作回路，故主要驗(yàn)算由泵到 注射缸這段管路的損失。 ⑴沿程壓力損失 沿程壓力損失，主要是注射缸快速注射時(shí)進(jìn)油管路的壓力損失。此管路長(zhǎng) 5m，管內(nèi)徑 ，快速時(shí)通過流量 ；選用 20 號(hào)機(jī)械系統(tǒng)損耗油，正常運(yùn)轉(zhuǎn)后油的運(yùn)動(dòng)粘度ν＝ 27mm2/s，油的密度ρ＝918kg/m3。 油在管路中的實(shí)際流速為 4q4 10 3 v d2 2Re vd 3981 2300 27 10 6 油在管路中呈紊流流動(dòng)狀態(tài)，其沿程阻力系數(shù)為： 5 求得沿程壓力損失為： 5 918 p1 10 2⑵局部壓力損失 局部壓力損失包括通過管路中折管和管接頭等處的管路局部壓力損失Δ p2，以及通過控制閥的局部壓力損失Δ p3。其中管路局部壓力損失相對(duì)來說小得多，故主要計(jì)算通過控制閥的局部壓力損失。 參看圖 2，從小泵出口到注射缸進(jìn)油口，要經(jīng)過順序閥 17，電液換向閥 2 及單向順序閥 18。 單向順序伺 17 的額定流量為 50L/min，額定壓力損失為 。電液換向閥 2 的額定流量為 190L/min，額定壓力損失 。單向順序閥 18 的額定流量為 150L/min，額定壓力損失 。 通過各閥的局部壓力損失之和為 p3,122 2 162 190 150 50 MPa 從大泵出油口到注射缸進(jìn)油口要經(jīng)過單向閥 13，電液換向閥 2 和單向順序閥 18。單向閥 13 的額定流量為 250L/min，額定壓力損失為。 通過各閥的局部壓力損失之和為： p3,2 2 250 由以上計(jì)算結(jié)果可求得快速注射時(shí)，小泵到注射缸之間總的壓力損失為 ∑ p1＝ (＋ )MPa＝ 大 泵到注射缸之間總的壓力損失為 ∑ p2＝ (＋ )MPa＝ 由計(jì)算結(jié)果看，大小泵的實(shí)際出口壓力距泵的額定壓力還有一定的壓力裕度，所選泵是適合的。 另外要說明的一點(diǎn)是：在整個(gè)注射過程中，注射壓力是不斷變化的，注射缸的進(jìn)口壓力也隨之由小到大變化，當(dāng)注射壓力達(dá)到最大時(shí)，注射缸活塞的運(yùn)動(dòng)速度也將近似等于零，此時(shí)管路的壓力損失隨流量的減小而減少。泵的實(shí)際出口壓力要比以上計(jì)算值小一些。 綜合考慮各工況的需要，確定系統(tǒng)的最高工作壓力為 ，也就是溢流閥 7 的調(diào)定壓力。 液壓系統(tǒng)發(fā)熱溫升計(jì)算 ⑴計(jì)算發(fā)熱功率 液壓系統(tǒng)的功率損失全部轉(zhuǎn)化為熱量。 發(fā)熱功率計(jì)算如下 Phr＝ Pr－ Pc 對(duì)本系統(tǒng)來說， Pr 是整個(gè)工作循環(huán)中雙泵的平均輸入功率。 1Pr Tt i 1zpiqiti Pi 具體的 pi、 qi、 ti 值見表 7。這樣，可算得雙泵平均輸入功率 Pr＝ 12kW。 系統(tǒng)總輸出功率 求系統(tǒng)的輸出有效功率： 1Pc Ttm n FWisi TWj jtj j 1 i1 由前面 給定參數(shù)及計(jì)算結(jié)果可知：合模缸的外載荷為 90kN，行程；注射缸的外載荷為 192kN，行程 ；預(yù)塑螺桿有效功率 5kW，工作時(shí)間 15s；開模時(shí)外載荷近同合模，行程也相同。注射機(jī)輸出有效功率主要是以上這些。 Pc 1( 105 105 5 103 15)3kW 5 5 總的發(fā)熱功率為： Phr＝ (－ 3)kW＝ ⑵計(jì)算散熱功率 前面初步求得油箱的有效容積為 1m3，按 V＝ 求得油箱各邊之積： a b h＝ 1/＝ 取 a 為 ， b、 h 分別為 1m。求得油箱散熱面積為： At＝ (a＋ b)＋ ＝ ( l (＋ 1)＋ )m2＝ 2 油箱的散熱功率為： Phc＝ K1AtΔ T 式中 K1—— 油箱散熱系數(shù)，查表 5— 1， K1 取 16W/(m2℃ )； Δ T—— 油溫與環(huán)境溫度之差，取Δ T＝ 35℃。 Phc＝ 16 35kW＝ ＜ Phr＝ 由此可見，油箱的散熱遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了系統(tǒng)散熱的要求，管路散熱是極小的，需要另設(shè)冷卻器。 ⑶冷卻器所需冷卻面積的計(jì)算 冷卻面積為： A Phr Phc K tm式中 K—— 傳熱系數(shù)，用管式冷卻器時(shí)，取 K＝ 116W／ (m2．℃ )； Δ tm— 平均溫升 (℃ ) tm T1 T2t1 t2 22 取油進(jìn)入冷卻器的溫度 T1＝ 60℃，油流出冷卻器的溫度 T2＝ 50℃，冷卻水入口溫度 tl＝ 25℃，冷卻水出口溫度 t2＝ 30℃。則： tm 60 5025 30 ℃ 22 所需冷卻器的散熱面積為： ( 3) 1032m A 116 27. 5 考慮到冷卻器長(zhǎng)期使用時(shí)，設(shè)備腐蝕和油垢、水垢對(duì)傳熱的影響，冷卻面積應(yīng)比計(jì)算值大 30％，實(shí)際選用冷卻器散熱面積為： A＝ ＝ 2 注意；系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案不是唯一的，關(guān)鍵要進(jìn)行方案論證，從中選擇較為合理的方案。同一個(gè)方案，設(shè)計(jì)者不同，也可以設(shè)計(jì)出不同的結(jié)果，例如系統(tǒng)壓力的選擇、執(zhí)行元件的選擇、閥類元件的選擇等等都可能不同。附：系統(tǒng)工況圖 第五篇：變電站仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文 1 仿真范圍 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)仿真模擬 模擬變電站的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)包括正常時(shí)的顯示和操作現(xiàn)象。模擬做到監(jiān)控機(jī)和測(cè)控柜畫面布置與現(xiàn)場(chǎng)一致；監(jiān)控機(jī)和測(cè)控柜顯示點(diǎn)與現(xiàn)場(chǎng)一致；監(jiān)控機(jī)、測(cè)控柜操作點(diǎn)、操作步驟與現(xiàn)場(chǎng)一致；監(jiān)控機(jī)上運(yùn)行人員必需的告警信息與現(xiàn)場(chǎng)一致。 變電站繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置仿真模擬 模擬變電站微機(jī)保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置的操作、顯示、動(dòng)作邏輯，以及裝置發(fā)生故障后對(duì)系統(tǒng)的影響。實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的仿真與實(shí)際系統(tǒng)一致 ，由測(cè)量、邏輯和動(dòng)作三個(gè)環(huán)節(jié)組成，能正確模擬保護(hù)的啟動(dòng)特性、復(fù)歸特性和時(shí)間特性。繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的顯示點(diǎn)、操作點(diǎn)與實(shí)際設(shè)備一致，能夠正確反映設(shè)備的可操作元件 (例如 :壓板、盤后空開、重合閘把手 )變位后對(duì)系統(tǒng)的影響；能夠正確反映 CT、 PT斷線對(duì)繼電保護(hù)裝置的影響。保護(hù)屏液晶事件報(bào)告與現(xiàn)場(chǎng)一致，故或異常狀態(tài)下，繼電保護(hù)動(dòng)作現(xiàn)象應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，與實(shí)際一致。 其他仿真模擬 模擬變電站內(nèi)設(shè)備的五防閉鎖邏輯以及倒閘操作流程。能夠自然反映學(xué)員正常操作或者誤操作引起的響應(yīng)，防誤邏輯正確；模擬低壓交流系 統(tǒng)和直流系統(tǒng)正常操作、參數(shù)指示、故障；模擬戶外配電裝置設(shè)備操作、狀態(tài)及參數(shù)指示、故障。 2 仿真系統(tǒng)硬件構(gòu)成 仿真系統(tǒng)硬件主要是計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、音響。硬件構(gòu)成如圖 1所示，其中： (1)計(jì)算機(jī) 2～ 3 臺(tái)（建議），部分計(jì)算機(jī)可由多個(gè)功能集成，采用畫面切換方式。主要用來運(yùn)行教練員臺(tái)、監(jiān)控系統(tǒng)、五防系統(tǒng)、保護(hù)小室和就地系統(tǒng)。 (2)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 1 套，為保證仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。 (3)音響系統(tǒng) 1 套，模擬主控室報(bào)警、事故等音響效果。 3 軟件系統(tǒng) (1)計(jì)算機(jī)操作系 統(tǒng)軟件。所有計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)都采用中文操作系統(tǒng) WindowXP 專業(yè)版，是計(jì)算機(jī)自帶的操作系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)供應(yīng)商提供。 (2)仿真開發(fā)支撐系統(tǒng)。仿真支撐軟件是衡量仿真系統(tǒng)技術(shù)水平的重要標(biāo)志，一個(gè)先進(jìn)的仿真支撐軟件除了提供模型開發(fā)手段外，還應(yīng)對(duì)整個(gè)仿真系統(tǒng)的資源進(jìn)行管理和協(xié)調(diào)。該系統(tǒng)開發(fā)了完全建立在Windows 平臺(tái)上的仿真支撐軟件，它是本仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的控制、管理中樞，集仿真管理、仿真開發(fā)、仿真培訓(xùn)功能于一體。 (3)教練員臺(tái)。設(shè)置豐富的培訓(xùn)管理功能，實(shí)現(xiàn)培訓(xùn)過程的組織、管理、控制，人機(jī)界面友好，易 于使用。 (4)電氣模型軟件。模型軟件是為了仿真電網(wǎng)和變電站的物理過程而開發(fā)的軟件，具體分為：電力系統(tǒng)分析計(jì)算軟件、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置仿真軟件、測(cè)控模型軟件、所用電模型軟件。 (5)保護(hù)屏軟件。保護(hù)屏軟件以虛擬盤的形式再現(xiàn)變電站保護(hù)小室的微機(jī)保護(hù)裝置、測(cè)控裝置，模擬裝置上操作元件、液晶事件報(bào)告。 (6)監(jiān)控軟件。監(jiān)控軟件模擬變電站主控室內(nèi)監(jiān)控后臺(tái)機(jī)上的所有顯示和操作：開關(guān)、刀閘的操作及狀態(tài)顯示，電氣參數(shù)的顯示，母線電壓棒圖，簡(jiǎn)報(bào)信息，光字牌報(bào)警等。 (7)五防軟件。五防軟件模擬主控室中的五防機(jī)，實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際一致的倒閘操作流程。 (8)就地系統(tǒng)軟件。模擬戶外配電裝置，實(shí)現(xiàn)戶外設(shè)備的就地操作、檢查。 4 系統(tǒng)功能 變電仿真系統(tǒng)通過一對(duì)一的全仿真，應(yīng)具備以下功能。 (1)監(jiān)視功能：具備現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的各種監(jiān)視畫面，可監(jiān)視變電站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、各電氣量、事件告警信息、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的動(dòng)作信息。 (2)設(shè)備操作：模擬變電站可操作設(shè)備的操作，包括分、合斷路器，分、合隔離開關(guān)，設(shè)備停運(yùn)、投入等各種實(shí)際情況，操作過程和結(jié) 果在監(jiān)控系統(tǒng)和微機(jī)保護(hù)裝置上實(shí)時(shí)正確反映。對(duì)于違反現(xiàn)場(chǎng)規(guī)程的誤操作，例如：帶負(fù)荷拉合刀閘、帶地刀合開關(guān)、帶電合地刀等，仿真系統(tǒng)自然產(chǎn)生相應(yīng)的后果。 (3)異常仿真：模擬電網(wǎng)異常、設(shè)備異常發(fā)生后，支持學(xué)員進(jìn)行處理、隔離異常設(shè)備，恢復(fù)電網(wǎng)到正常運(yùn)行狀態(tài)。 (4)故障仿真：模擬電網(wǎng)事故、設(shè)備事故發(fā)生后，發(fā)生電網(wǎng)潮流變化和繼電保護(hù)連鎖動(dòng)作，支持學(xué)員進(jìn)行處理、切除或隔離故障點(diǎn)，恢復(fù)送電，將事故的影響降到最低。仿真系統(tǒng)具備完整的故障類型，可任意設(shè)置簡(jiǎn)單或一二次組合故障。故障發(fā)生后的動(dòng)態(tài)響應(yīng)應(yīng)與實(shí)際基本一致。 (5)實(shí)現(xiàn)培訓(xùn)功能：模擬變電站運(yùn)行或故障狀況對(duì)電網(wǎng)的影響，使得運(yùn)行人員掌握基本運(yùn)行操作，規(guī)范流程，了解事故發(fā)生的現(xiàn)象、原因、變化過程，總結(jié)積累事故處理的經(jīng)驗(yàn)，可作為日常培訓(xùn)和學(xué)習(xí)之用。