叶片式气动马达运动模型

　　叶片式气动马达运动模型

　　图1为马达各叶片所处初始位置示意图。

　　假设马达叶片数Z，此时各叶片与定子、转子构成z个工作腔室，图1中Z=7，编号1～7分别为1～7腔室。为简化其运动模型，作如下假设：

　　(1)工作介质空气为理想气体，满足理想气

　　体状态方程;

　　(2)工作过程中，各腔室内气体与外界无热

　　交换，考虑马达转速较高，1周内腔室气体来不及

　　与外界进行热交换，故认为此过程为绝热过程是

　　合理的;

　　(3)气源压力恒定，气源温度为环境温度;

　　(4)各腔室的内外泄漏均忽略不计。

　　以主进气腔室1的进气流量变化率△ 为输

　　人信号，以马达输出轴的转动速度△ 为输出信

　　号，叶片式气动马达的运动学模型如下 ]：

　　假定本叶片马达用于0.25 t气动葫芦，其结构参数如下：定子半径R。=44.5 mm，转子半径r=37.75 ml,/1，叶片长度b=49.2 mm， 叶片厚度： 4.5 mm，转子与定子最大偏心距e=6.5 mm.

　　进气VI与副排气口间密封夹角2ol=15。，最远位置对应夹角 =60。，主排气VI对应夹角2y=25.7。，

　　主排气VI圆弧槽宽8，=1.6 mm。气源温度 =293K，大气压力P =0.1 MPa。传动部件等效到等效

　　轴上的等效转动惯量J =1 800 kg·mm 。

　　根据文献[2—4]，气源压力分别为0.3 MPa、0.4 MPa、0.5MPa、0.6 MPa和0.7 MPa时马达各

　　腔室在初始位置处的压力P和温度 如表1所示。

　　表1 不同气源压力下初始位置时各腔室工艺参数

　　根据文献[1]中系数 、Ⅳ、 的计算方法，上

　　述5种压力工况下，马达状态空间模型中的具体

　　L、Ⅳ、 值如表2所示

　　表2 不同气源压力下马达状态空间模型的工、N、w值

　　式中i=1、2、3、4、5分别代表气源压力为

　　0.3 MPa、0.4 MPa、0.5 MPa、0.6 MPa和0.7

　　MPa时对应的参数值，见表2