自耦是電力變壓器的一種特殊運行方式,通過輸入和輸出共用一部分線圈來節(jié)約材料,滿足變壓需求下的高效率能量傳輸。在液壓傳動領(lǐng)域,缸式液壓變壓器也可采用"自耦"運行方式,通過輸入和輸出共用部分活塞面積,拓寬變壓比范圍,使液壓勢能傳遞更高效。在液壓領(lǐng)域中引入自耦概念,實現(xiàn)用于液壓勢能傳遞的缸式液壓變壓器裝置的自耦運行方式。經(jīng)理論分析、仿真計算可知,與傳統(tǒng)缸式液壓變壓器的普通運行方式相比,自耦運行方式的加入增加了變壓比數(shù)量,在滿足固定變壓比要求下,所需的活塞面積更小,以節(jié)約成本、節(jié)省空間;并且在多級液壓缸聯(lián)用時,自耦運行方式的加入實現(xiàn)了更多不同比例的液壓勢能轉(zhuǎn)換,大幅提高活塞面積的利用率。
【部分圖文】：

同理可定義理想雙活塞缸式液壓變壓器,如圖1(b)所示,可將勢能源p1、p2所連的a、c端視為同名端。S1表示輸入勢能源p1進(jìn)入液壓缸內(nèi)參與運行的液壓缸面積,S2表示輸出勢能源p2在活塞缸內(nèi)參與運行的活塞缸面積(S1、S2可以是多組活塞缸面積之和)。為了計算方便,將低壓池壓力視為0,則輸入側(cè)壓力為p1,輸出側(cè)壓力為p2。理想缸式液壓變壓器活塞運動的摩擦阻力、內(nèi)部液體流動時黏性產(chǎn)生的阻力、回液阻力、閥門的開啟壓力等忽略不計[6],僅對液壓、流量起變化作用。因此,作為功率傳輸元件,理想缸式液壓變壓器的活塞兩側(cè)受力平衡且勻速運行,功率穩(wěn)定傳輸,輸入側(cè)與輸出側(cè)的功率相等。

如圖2所示,a、c為同名端,將輸出側(cè)的非同名端d端接入同名端a端所連勢能源,可串聯(lián)成自耦形式的變壓器。此時,原接地端d端現(xiàn)連入電勢能U1,N1為輸入側(cè)和輸出側(cè)共用繞組,N2為輸出側(cè)的獨用繞組。其中:U1、I1分別表示初級線圈繞組的電壓和電流,U′2、I′2分別表示次級線圈繞組的電壓和電流。由圖2可得,a、d端相連構(gòu)成的自耦變壓器初級線圈繞組為N1,次級線圈繞組為N1+N2,電流從同名端a端流入,c端流出�？傻米儔罕裙�:

如圖3所示,將輸出側(cè)的非同名端d端接入對端的同名端a端,則d端勢能由原低壓池勢能轉(zhuǎn)變?yōu)檩斎雱菽躳1。如此,a、d端所連的活塞腔內(nèi)壓力均為輸入勢能源壓力。此時,輸入、輸出兩側(cè)的勢能源均在S2上參與出力運行,則可定義S2為輸入側(cè)和輸出側(cè)的共用面積,S1則為獨用面積。因此,輸入側(cè)所對應(yīng)的活塞面積為S1+S2,輸出側(cè)為所對應(yīng)的活塞面積為S2。假定活塞勻速運行,忽略摩擦阻力,對活塞桿進(jìn)行受力分析可得:
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