本文關(guān)鍵詞：豎井貫流泵站起動過渡過程特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大型低揚程泵站廣泛應(yīng)用于長江中下游平原、珠江三角洲等經(jīng)濟發(fā)達(dá)地區(qū)的排澇、防洪、抗旱和水資源調(diào)配、水生態(tài)改善等諸多重要領(lǐng)域。豎井貫流式泵站作為一種新型的低揚程泵站,具有結(jié)構(gòu)簡單、裝置效率高等諸多優(yōu)點,但是也存在著和其他型式的低揚程泵站類似的問題,比如在機組起動過程中能否安全平穩(wěn)地過渡到穩(wěn)定運行狀態(tài),這其中就包括電機與水泵的配合、出水流道快速閘門的啟門速度快慢以及閘門是否延遲開啟等情況,這些對于泵站安全、穩(wěn)定、可靠運行具有非常重要的作用。本文就是以豎井貫流泵站作為研究對象,從三相凸極同步電動機異步起動特性出發(fā),結(jié)合豎井貫流泵裝置的水力特性、泵機組動力學(xué)特性等建立起豎井貫流泵站起動過渡過程的數(shù)學(xué)模型,通過Simulink仿真軟件工具對其起動過渡過程中的諸多特性進(jìn)行深入的研究。本文完成的主要工作如下：(1)分析了三相凸極同步電動機的基本結(jié)構(gòu)、運行特性和起動方式,尤其是針對異步起動時的投勵、牽入同步等過程進(jìn)行深入研究,并建立了起動特性的電氣數(shù)學(xué)模型。(2)根據(jù)豎井貫流泵機組的動力學(xué)特點建立了機組力矩平衡方程,并利用數(shù)理方程知識對水阻力矩、推力軸承摩擦力矩表達(dá)式進(jìn)行了完整的推導(dǎo),同時將快速閘門開啟當(dāng)作勻速運行進(jìn)行研究,通過閘門開度變化規(guī)律建立快速閘門的啟門數(shù)學(xué)模型。(3)利用豎井貫流泵裝置模型試驗數(shù)據(jù)結(jié)合Graph軟件擬合出了0°葉片角下對應(yīng)的流量—揚程曲線(Q-H線),直接顯示出最符合點數(shù)據(jù)擬合要求的流量—揚程參數(shù)表達(dá)式,作為泵裝置的水力特性模型。(4)采用三維湍流數(shù)值模擬的方法,按照模型泵裝置的CAD圖對其進(jìn)行三維幾何造型,然后將進(jìn)、出水流道和葉輪、導(dǎo)葉分別進(jìn)行網(wǎng)格剖分,最后在CFX中進(jìn)行無縫拼接得到整體網(wǎng)格劃分模型并進(jìn)行數(shù)值模擬計算。在得出閘門損失項的過程中,先通過計算得出不同開度下閘門對應(yīng)的高度,并依次進(jìn)行幾何造型、網(wǎng)格劃分和數(shù)值計算,最終結(jié)果導(dǎo)入Graph軟件中找出最符合點數(shù)據(jù)擬合要求的函數(shù)表達(dá)式,作為快速閘門的啟門特性規(guī)律。(5)采用Matlab/Simulink仿真技術(shù),通過搭建模塊的方式把所建立的數(shù)學(xué)模型直觀地表示出來,并通過輸入給定的參數(shù)對不同方案下的豎井貫流泵站起動過渡過程進(jìn)行模擬仿真,最終結(jié)果通過輸出的仿真圖像一一進(jìn)行分析。(6)將仿真所得參數(shù)波形變化情況進(jìn)行總結(jié)和比較,得出一般性的規(guī)律,為避免泵機組起動過程中產(chǎn)生不良狀況,尋找解決問題的方法,同時也為泵機組安全、穩(wěn)定、可靠運行提供一定的參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：豎井貫流泵站 起動過渡過程 同步電機 異步起動 數(shù)值模擬 Simulink仿真
【學(xué)位授予單位】：揚州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TV675
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 主要符號說明7-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 課題研究背景及其意義12-14
• 1.2 國內(nèi)外研究概況14-17
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容17-18
• 1.4 本文研究的主要方法18-21
• 1.4.1 系統(tǒng)仿真技術(shù)18-19
• 1.4.2 MATLAB/Simulink仿真19-21
• 第二章 泵機組起動過渡過程數(shù)學(xué)模型21-44
• 2.1 豎井貫流泵站與泵機組21-23
• 2.1.1 豎井貫流泵站的結(jié)構(gòu)和特點21-23
• 2.1.2 豎井貫流泵機組的能量傳遞23
• 2.2 豎井貫流泵機組瞬態(tài)電氣特性23-32
• 2.2.1 三相凸極同步電動機的基本結(jié)構(gòu)24
• 2.2.2 三相凸極同步電動機的運行分析24-28
• 2.2.3 三相凸極同步電動機異步起動法28-31
• 2.2.4 三相凸極同步電動機起動特性31-32
• 2.3 豎井貫流泵機組動力學(xué)特性32-38
• 2.3.1 泵機組力矩平衡32-36
• 2.3.2 快速閘門啟門特性36-38
• 2.4 豎井貫流泵裝置水力特性38-43
• 2.4.1 豎井貫流泵裝置模型試驗38-40
• 2.4.2 豎井貫流泵裝置穩(wěn)態(tài)揚程流量特性40-42
• 2.4.3 豎井貫流泵裝置管道水力特性42-43
• 2.5 本章小結(jié)43-44
• 第三章 豎井貫流泵裝置三維湍流數(shù)值模擬44-63
• 3.1 CFX軟件簡介44-45
• 3.2 控制方程45-46
• 3.3 湍流模型46-47
• 3.4 數(shù)值計算的離散與求解47-48
• 3.4.1 離散方法47-48
• 3.4.2 離散格式48
• 3.5 壁面函數(shù)法48-50
• 3.6 豎井貫流泵裝置三維幾何造型50-52
• 3.7 邊界條件的設(shè)置52
• 3.8 豎井貫流泵裝置網(wǎng)格剖分52-56
• 3.9 三維湍流數(shù)值模擬的結(jié)果分析56-62
• 3.9.1 不同轉(zhuǎn)速下的揚程流量關(guān)系結(jié)果分析56-57
• 3.9.2 快速閘門啟門特性數(shù)值模擬結(jié)果分析57-62
• 3.10 本章小結(jié)62-63
• 第四章 泵機組起動過渡過程仿真模型63-87
• 4.1 豎井貫流泵機組電氣模塊64-79
• 4.1.1 三相凸極同步電動機模塊64-68
• 4.1.2 三相電源模塊68-69
• 4.1.3 三相并聯(lián)RLC負(fù)載模塊69-70
• 4.1.4 dq0至abc坐標(biāo)變換模塊70-72
• 4.1.5 三相電壓—電流測量模塊72-74
• 4.1.6 總線選擇模塊74-77
• 4.1.7 三相凸極同步電動機勵磁模塊77-78
• 4.1.8 電力圖形用戶界面模塊78-79
• 4.2 豎井貫流泵模塊79-86
• 4.2.1 水泵慣性力矩模塊80-81
• 4.2.2 推力軸承摩擦力矩模塊81-84
• 4.2.3 水泵水阻力矩模塊84-86
• 4.3 本章小結(jié)86-87
• 第五章 泵機組起動過渡過程仿真結(jié)果及分析87-109
• 5.1 三相凸極同步電動機仿真結(jié)果及分析87-91
• 5.1.1 三相凸極同步電動機空載起動仿真結(jié)果及分析87-89
• 5.1.2 三相凸極同步電動機10秒加恒負(fù)載起動仿真結(jié)果及分析89-91
• 5.2 三相凸極同步電動機帶泵起動仿真結(jié)果及分析91-96
• 5.2.1 三相凸極同步電機7秒帶泵起動仿真結(jié)果及分析91-93
• 5.2.2 三相凸極同步電機10秒帶泵起動仿真結(jié)果及分析93-94
• 5.2.3 三相凸極同步電機不加勵磁電流帶泵起動仿真結(jié)果及分析94-96
• 5.3 豎井貫流泵機組不帶閘門起動過渡過程仿真結(jié)果及分析96-98
• 5.4 豎井貫流泵機組帶閘門起動過渡過程仿真結(jié)果及分析98-108
• 5.4.1 快速閘門直接開啟時的仿真結(jié)果及分析98-101
• 5.4.2 快速閘門延遲開啟時的仿真結(jié)果及分析101-103
• 5.4.3 快速閘門16s完全開啟時的仿真結(jié)果及分析103-105
• 5.4.4 快速閘門8s完全開啟時的仿真結(jié)果及分析105-108
• 5.5 本章小結(jié)108-109
• 第六章 總結(jié)與展望109-112
• 6.1 本文總結(jié)109-110
• 6.2 本文展望110-112
• 參考文獻(xiàn)112-115
• 攻讀學(xué)位期間參與的科研項目115-116
• 致謝116-117

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2 陳茂益;;雙向潛水貫流泵在沙頭電排站中的應(yīng)用[J];廣東水利水電;2009年07期

3 金燕;劉超;湯方平;周濟人;;貫流泵裝置的研究進(jìn)展和應(yīng)用[J];水泵技術(shù);2009年04期

4 裴蓓;仇寶云;申劍;黃根;;貫流泵機組結(jié)構(gòu)形式與關(guān)鍵部件比較分析[J];流體機械;2011年04期

5 張開龍;;2.3米大型貫流泵機組通過交付使用的評審驗收[J];排灌機械;1986年04期

6 鄭源,張德虎,劉益民,乘鳴聲,夏軍,殷新建;貫流泵裝置能量特性試驗研究[J];流體機械;2003年02期

7 張文淵,劉海宏;蘆楊貫流泵站的關(guān)鍵技術(shù)及監(jiān)理要點[J];水電站設(shè)計;2004年03期

8 魏光新,張愛霞,孟凡有;南水北調(diào)東線工程貫流泵機組選型與結(jié)構(gòu)初探[J];水泵技術(shù);2005年02期

9 鄔亦俊;沈裘昌;;貫流泵在城市河道引排水泵站的設(shè)計應(yīng)用[J];給水排水;2005年10期

10 李念斌;李國兵;張俊臣;;淺談雙向潛水貫流泵在上海國際汽車城的應(yīng)用[J];上海水務(wù);2006年01期

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1 陳容新;曾崇;溫純彪;;豎井雙向貫流泵站機組設(shè)備選型設(shè)計與應(yīng)用[A];2009全國大型泵站更新改造研討暨新技術(shù)、新產(chǎn)品交流大會論文集[C];2009年

2 鄭源;張德虎;劉益民;乘鳴聲;夏軍;殷新建;;貫流泵裝置能量特性試驗研究[A];中國水利學(xué)會2003學(xué)術(shù)年會論文集[C];2003年

3 宋振華;;貫流泵壓力脈動測試信號的采集及處理分析[A];蘇州市自然科學(xué)優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文匯編(2008-2009)[C];2010年

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1 本報記者 崔玉平 成吉昌 通訊員 張成華;瞄準(zhǔn)南水北調(diào)工程 亞太加快大型貫流泵研制步伐　[N];中國工業(yè)報;2004年

2 張成華;亞太貫流泵揚威淮河入海治理工程[N];中國工業(yè)報;2005年

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6 成吉昌 張成華;大流量的威力[N];中國環(huán)境報;2006年

7 無極;江蘇研制大型貫流泵填補國內(nèi)空白[N];國際商報;2002年

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5 宋振華;貫流泵水力脈動測試分析[D];揚州大學(xué);2007年

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  本文關(guān)鍵詞：豎井貫流泵站起動過渡過程特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：371715