Исследование электротехнических комплексов с использованием динамических моделей центробежных насосов

• Автор: Лысенко, Олег Александрович
• Шифр специальности: 05.09.03, 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 159 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ МОДЕЛИ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ И
АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
1Л Введение
1.2 Установки центробежных насосов в составе электротехнических комплексов
1.3 Энергетическая структурная модель установок центробежных насосов
1.4. Современные подходы к математическому моделированию установок центробежных насосов
1.5. Выводы
ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ В УСТАНОВКАХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
2.1 Введение
2.2 Динамическая математическая модель центробежного насоса
2.3 Математические модели асинхронных двигателей
2.4 Математические модели установок центробежных насосов
2.5. Косвенное определение напора и расхода в установках центробежных насосов
2.6. Выводы
ГЛАВА 3. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В УСТАНОВКАХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ
НАСОСОВ
3.1 Введение
3.2 Режимы энергосбережения установок центробежных насосов
3.3 Системы стабилизации напора при скалярном управлении асинхронным двигателем
3.4 Системы стабилизации напора при векторном управлении асинхронным двигателем
3.5. Выводы

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК УСТАНОВОК ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
4.1 Введение
4.2 Стенд для исследования статических и динамических характеристик установок центробежных насосов
4.3 Тестирование системы регулирования напора при скалярном частотном управлении
4.4 Тестирование системы регулирования напора при векторном частотном управлении
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Оценка адекватности разработанной математической модели
УЦН в динамике
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Акты внедрения

ВВЕДЕНИЕ
Возрастающие технологические требования к качеству производственных процессов, связанных с перекачкой невязких жидкостей, указывают на необходимость улучшения режимов работы установок перекачки жидкости с центробежными насосами, в том числе и с помощью математического моделирования.
Установки центробежных насосов (УЦН) как правило, моделируются с помощью обобщенных интегральных характеристик не позволяющих исследовать поведение системы в динамических режимах работы. В то время как, именно рассмотрение динамических моделей УЦН входящих в состав электротехнических комплексов (ЭТК) позволяет реализовать наиболее эффективные режимы работы, как с точки зрения энергосбережения, так и надежности. Возрастающая вычислительная мощность систем управления ЭТК УЦН позволяет с помощью динамических моделей поддерживать требуемые технологические параметры, в том числе и с помощью косвенного (бездатчикового) их определения.
Действующее различие между относительно высоким уровнем математических компьютерно - ориентированных моделей отдельных элементов УЦН, являющейся частью электротехнического комплекса, и недостаточным других, учитывающих особенности энергосберегающих установок перекачки жидкостей, указывает на актуальность данной работы.
Станции перекачки жидкости, в силу технологических процессов обладают одним из самых высоких потенциалов применения энерго- и ресурсосберегающих технологий, что согласно Указу президента от 4 июня 2008 года № 889, Федеральному Закону №261, и Энергетической стратегии России на период до 2030 года представляет одно из направлений развития страны и несомненно, выявляет актуальность данной темы.
Весомый вклад по тематике исследования данной работы в области моделирования электротехнических комплексов внесли такие ученые как: И. П. Копылов, Ю. 3. Ковалёв, В. Я. Беспалов, Ф. Н. Сарапулов и др.; в области

Рис 2.1 Параллелограммы скоростей на входе и выходе рабочего колеса центробежной машины
В основе анализа ИЦН лежит струйная теория Эйлера, которая базируется на рассмотрении струйной структуры и осевой симметрии плоскопараллельного потока идеальной жидкости. В этом случае в соответствии с рисунком 2.1 основное уравнение ЦН приобретает вид формулы Эйлера [96, 98]:
= ч2с2и — (2.2)
где Н, — напор ИЦН;
«2, с2и, щ, сш; — соответственно модули тангенциальных скоростей и тангенциальные составляющие абсолютных скоростей жидкости на выходе и входе лопасти.