Ротор





в палитре на схеме

Описание

Блок реализует динамическую модель ротора (вала), как вращающейся массы (например, ротора турбины, вала насоса и т.д.). Является связующим звеном при организации механической связи блоков.

На рисунке показан пример механического соединения вала турбины с валом компрессора при помощи блока "Ротор" (Рисунок 1) . В приведенной расчетной схеме ступень турбины передает на ротор вращающий момент, а компрессор напротив передает момент сопротивления. С учетом всех действующих на ротор моментов, включая собственный момент трения, определяется текущая частота вращения.


Рисунок 1. Пример механической связи вала турбины с валом компрессора при помощи ротора

Момент трения ротора рассчитывается по формуле: Mtr = K⋅(A0+A1⋅wотн+A2⋅wотн2+...+An⋅wотнn),

где:
  • Ai – безразмерные коэффициенты полинома
  • wотн – относительная частота вращения
  • K – коэффициент усиления [Н⋅м].

Если для ротора и присоединенного к нему оборудования установлены разные значения номинальных частот вращения, то подразумевается, что между ротором и оборудованием установлен идеальный редуктор. В этом случае передача моментов между блоками происходит с учетом коэффициента передачи редуктора.

При задании свойства Внешний расчет частоты частота вращения ротора и подключенных к нему агрегатов определяется свойством Начальная частота вращения (относительная), то есть может быть задана непосредственно в свойствах блока или рассчитана в ином месте, например, в скрипте или схеме автоматики.

Совместимые блоки

Математическая модель

В рамках модели происходит решение уравнения моментов с учетом инерции, момента сопротивления трения и текущих значений всех моментов подключенных агрегатов. Результатом решения уравнения моментов является абсолютная частота вращения вала.

Если MΣ+ > Mстр и wrel > wстр, то:

где:
  • wстр – относительная частота страгивания ротора
  • wnom – номинальная частота вращения ротора [Гц]
  • MΣ+ – сумма положительных моментов, действующих на ротор, от подключенных к нему агрегатов [Н·м]
  • NМС – число агрегатов, подключенных к ротору
  • Maggj – момент от j-го агрегата, подключенного к ротору [Н·м]
  • Mfric – момент трения ротора [Н·м]
  • J – момент инерции ротора относительно оси вращения [кг·м²]

Входные порты

Имя Описание Тип линии связи
MPORT Механический порт для подключения совместимых блоков HS - Механическая
MPORT1 Механический порт для подключения совместимых блоков HS - Механическая

Выходные порты

Блок не имеет выходных портов.

Свойства

Название Имя Описание (опционально)
Количество механических портов NMech Определяет число подключенных к ротору агрегатов. Значение по умолчанию: 2
Внешний расчет частоты IsRemote Позволяет осуществлять внешний расчет текущей частоты вращения ротора и, следовательно, подключенных к нему агрегатов. Значение по умолчанию: Нет
Начальная частота вращения (относительная) w0 В случае внешнего расчета частоты свойство определяет текущую частоту вращения, в остальных - только начальную. Значение по умолчанию: 1
Номинальная частота вращения, Гц wn Номинальная частота вращения ротора. Значение по умолчанию: 1000
Минимально возможная относительная частота вращения ротора w_min Задание минимальной возможной относительной частоты вращения ротора. Значение по умолчанию: -1000
Максимально возможная относительная частота вращения ротора w_max Задание максимальной возможной относительной частоты вращения ротора. Значение по умолчанию: 1000
Момент инерции ротора, кг·м² J Момент инерции ротора относительно оси вращения. Значение по умолчанию: 1
Коэффициент усиления полинома для вычисления момента трения, Н·м² Mtr_K Коэффициент усиления полинома, используемый в формуле для вычисления момента трения. Значение по умолчанию: 1
Безразмерные коэффициенты полинома для вычисления момента трения Mtr_Ai Размерность массива определяет порядок полинома для вычисления момента трения. Элементы массива в формуле для вычисления момента трения располагаются при wотн по возрастанию степени, то есть: Mtr = K·(Mtr_Ai[0] + Mtr_Ai[1]·wотн + Mtr_Ai[2]·wотн² + … + Mtr_Ai[n]·wотнⁿ). Значение по умолчанию: [1]
Момент страгивания, Н·м Mstr Минимальный необходимый момент для страгивания ротора. Значение по умолчанию: 2
Порог частоты страгивания (относительной) wstr Порог относительной частоты для страгивания ротора. Значение по умолчанию: 0.05

Параметры

Название Имя Описание (опционально) Тип данных
Частота вращения абсолютная, Гц _w_abs Текущее значение абсолютной частоты вращения ротора Вещественное
Частота вращения относительная _w_otn Текущее значение относительной частоты вращения ротора Вещественное
Суммарная мощность, Вт _power Текущее значение суммарной мощности, развиваемой ротором Вещественное
Суммарный момент, Н·м _moment Текущее значение суммарного момента, развиваемого ротором Вещественное
Мощность на трение, Вт _ntr Текущее значение мощности на трения ротора Вещественное
Момент трения, Н·м _mtr Текущее значение момента трения ротора Вещественное

Примеры