豎井貫流泵站起動(dòng)過(guò)渡過(guò)程特性研究.pdf

1、大型低揚(yáng)程泵站廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)江中下游平原、珠江三角洲等經(jīng)濟(jì)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(yáng)程泵站，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝置效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)，但是也存在著和其他型式的低揚(yáng)程泵站類(lèi)似的問(wèn)題，比如在機(jī)組起動(dòng)過(guò)程中能否安全平穩(wěn)地過(guò)渡到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，這其中就包括電機(jī)與水泵的配合、出水流道快速閘門(mén)的啟門(mén)速度快慢以及閘門(mén)是否延遲開(kāi)啟等情況，這些對(duì)于泵站安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行具有非常重要的作用。<

2、br>　　本文就是以豎井貫流泵站作為研究對(duì)象，從三相凸極同步電動(dòng)機(jī)異步起動(dòng)特性出發(fā)，結(jié)合豎井貫流泵裝置的水力特性、泵機(jī)組動(dòng)力學(xué)特性等建立起豎井貫流泵站起動(dòng)過(guò)渡過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)Simulink仿真軟件工具對(duì)其起動(dòng)過(guò)渡過(guò)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(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、運(yùn)行特性和起動(dòng)方式，尤其是針對(duì)異步起動(dòng)時(shí)的投勵(lì)、牽入同步等過(guò)程進(jìn)行深入研究，并建立了起動(dòng)特性的電氣數(shù)學(xué)模型。

3、r>　　(2)根據(jù)豎井貫流泵機(jī)組的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)建立了機(jī)組力矩平衡方程，并利用數(shù)理方程知識(shí)對(duì)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(shí)將快速閘門(mén)開(kāi)啟當(dāng)作勻速運(yùn)行進(jìn)行研究，通過(guò)閘門(mén)開(kāi)度變化規(guī)律建立快速閘門(mén)的啟門(mén)數(shù)學(xué)模型。
　　(3)利用豎井貫流泵裝置模型試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合Graph軟件擬合出了0°葉片角下對(duì)應(yīng)的流量一揚(yáng)程曲線(xiàn)（Q-H線(xiàn)），直接顯示出最符合點(diǎn)數(shù)據(jù)擬合要求的流量一揚(yáng)程參數(shù)表達(dá)式，作為泵裝置的水力特性模型。
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4、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(duì)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(wú)縫拼接得到整體網(wǎng)格劃分模型并進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算。在得出閘門(mén)損失項(xiàng)的過(guò)程中，先通過(guò)計(jì)算得出不同開(kāi)度下閘門(mén)對(duì)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(jì)算，最終結(jié)果導(dǎo)入Graph軟件中找出最符合點(diǎn)數(shù)據(jù)擬合要求的函數(shù)表達(dá)式，作為快速閘門(mén)的啟門(mén)特性規(guī)律。
　　(5)采用Matlab/Simuli