LMI Approach to Robust H_∞/H_2 Controller Design with Regional Poles Constraint of a Pump-Motor System

The time domain guideposts requirements of a pump-motor system is transfered into a series of constraints which express the robust performance upper bound and regional poles limits of the closed loop system. Then the servo system control problem is transferred into the problem of robust performance optimizing under regional poles constrains described by linear matrix inequality （LMI）. These LMIs are easy to solve through the Matlab LMI-toolbox. Simulations indicate that the controller has excellent dynamic, static and disturbance rejection performance, and the control system is robust and has perfect H2 performance to the bounded external torque disturbance.

真空泵用屏蔽电机无传感器残压重投控制策略

针对真空干泵机组故障、生产工艺需要等原因影响真空设备产线在线运行时间的问题,研究真空干泵用屏蔽式感应电机带速重投策略,寻求重投的有利时刻以保证带速重投的成功,对电机断电后的转速和定子失电残压特性展开研究。为此,根据屏蔽感应电机空间向量模型,建立基于电压电流混合磁链观测的无速度传感器估算模型、推导电机断电期间的转速估算方法以及定子失电残压解析式。通过重点研究定子残压和虚拟重投电压间幅值特性和相角特性,确定控制系统的首次重投点和其次重投点。以4 kW真空干泵用屏蔽感应电机机组为例,通过模型仿真和失电残压实验验证了该控制方法在泵类工程中有较好的适用性和准确性,重投阶段的转速稳定时间为0.5 s以内,重投阶段的冲击电流平均减小59.18%。

泵/马达困油现象充分缓解的等排量大模数方法

为了充分缓解外啮合齿轮泵/马达困油现象,在确保产品输出能力不变的等排量前提下,分析模数对困油腔内的负荷流量、泄漏流量和卸荷流量的影响,提出了一种等排量大模数的设计方法,并基于这3种流量的瞬时平衡和同齿形参数、不同模数下卸荷面积的演绎计算,计算出困油压力并由此判断出困油现象的缓解程度。结果表明,对于给定的齿轮副和工况条件,等排量下的齿宽系数反比例于模数的3次方,模数越大,困油现象越趋于缓解,且径向力越小,但齿宽系数越小;同齿形参数、不同模数下的卸荷面积等于模数的平方乘基准模数为1下的卸荷面积,从而为同齿形参数、不同模数下的卸荷面积计算,提供了极大方便;卸荷槽外通的进出口压力互为颠倒,导致泵较马达的困油现象更严重,但等排量小模数马达同样也会出现较为严重的困油现象。得出了选择最大化/较大的模数应为泵/马达的设计准则的重要结论。

基于FPCB绕组的导管泵用电动机设计及损耗分析

基于无槽无刷直流电动机具有体积小、功率密度高、无齿槽转矩的特点,采用柔性印刷电路板(FPCB)技术设计了一种导管泵用无槽无刷微型直流电动机,提出了基于3D多物理场耦合模型分析方法,对导管泵用无槽无刷微型直流电动机进行了损耗分析和优化设计.结果表明:导管泵用无槽无刷微型直流电动机的铜损占整个电动机损耗的88%左右,是导致电动机发热的主要原因;在温度场仿真中,温度变化会改变电动机损耗,影响电动机输出转矩;在流场仿真模型中,电动机温度会使人体血液温度升高,影响血液相容性;流动的血液会带走部分热量,降低电动机温度;绕组优化后的导管泵用电动机输出转矩得到提高,损耗得以降低.

海洋平台潜海水电机绝缘失效解决方法探讨

针对目前国产电动海水提升泵电机绝缘失效率高、质量不够稳定的问题,结合实际案例,通过温度场仿真分析等方法,得出潜海水电机绝缘失效的主要原因包括绕组线选型缺陷、内部散热不足、密封性能差和缺少温度监控。针对上诉原因,逐条提出可行的改进方法,提高电动潜海水泵的产品质量。

5 MW级全功率变速恒频发电电动机调试期间发现的问题及解决方案

国内首座全功率变速恒频抽水蓄能示范电站机组在安装调试期间发现了一些问题,本文针对发电电动机方面所遇到的一些问题及解决方案进行了详细的阐述,可作为其他抽蓄电站机组调试的经验借鉴。

变速抽水蓄能电机在发电工况不同转速下磁场和损耗研究

本文对变速抽水蓄能发电电动机的电压方程、磁链方程、电磁转矩方程和运动方程进行了推导,并建立了10MW变速抽水蓄能发电电动机二维电磁场的数学方程和物理模型,对变速抽水蓄能发电电动机的电磁场数学方程进行了计算,得到了变速抽水蓄能电机在发电机工况下超同步速时定子电压和定子电流的波形,分析了变速抽水蓄能电机在发电机工况下不同转速时磁密的分布规律,研究了不同转速下定子铁芯损耗和转子铁芯损耗占总铁芯损耗比例的变化规律。搭建了10MW变速抽水蓄能发电电动机样机试验测试平台,通过试验测试得到的结果与计算结果较为接近。

多功能融合智能化高压变量活塞电机泵马达的能量回收特性分析

为研究海水淡化的能量回收效率问题,采用AMESim软件对电机泵马达的液压系统进行整体仿真,研究在输入不同转速下的电机泵马达的流量特性及能量回收率。为验证仿真结果的准确性,建立电机泵马达测试试验台,将试验结果与仿真结果进行对比。结果表明:在生产等量淡水的情况下,带有马达能量回收的装置相较于不带马达功率回收的装置节能效果更明显,且适当提高转速能够增加节能效果;由于试验过程产生泄漏,使得泵与马达侧的试验流量低于仿真流量,但随着电机转速的提升,泵侧流量的差值逐渐增大,而马达侧的流量差值逐渐降低;在额定转速1 500 r/min的工况下,马达能量回收装置的能效利用率达到了95%以上。

基于多目标遗传算法的屏蔽泵叶轮水力优化

为改善屏蔽泵叶轮综合水力性能,搭建了ANSYS-Workbench与iSIGHT联合优化平台,采用优化拉丁立方设计对叶片骨线、前后盖板及叶缘厚度等共28个备选参数进行敏感性分析.基于各参数对目标函数影响程度,确定叶片前盖板及骨线处等9个参数作为最终优化输入参数,选取Kriging代理模型与非支配排序遗传算法NSGA-Ⅱ对效率及扬程迭代寻优,最终依据不同权重分配给出2种叶片优化方案.通过数值模拟验证,优化方案1与方案2在额定工况下效率分别提升1.98%和2.83%,扬程分别提升15.73 m和13.39 m,运行区间水力外特性均有明显提升.研究结果表明:前盖板参数z 3对效率及扬程影响最大,分别达到-18.99%与-30.10%;使用Kriging代理模型的预测精度最高,总误差E 0值为3.393%;在0.83 Q BEP~1.12 Q BEP运行区间,方案1与方案2的扬程明显高于原方案,方案1在最优流量工况的优化效果最为显著,达13.89%.

分子泵用无位置传感器无刷直流电机控制器设计

首先介绍了无刷直流电机的基本模型和特性,对无位置传感器控制方式的基本原理进行研究。随后据此设计了一种分子泵用无位置传感器无刷直流电机控制系统,该系统采用反电势过零点检测方法获取转子位置信息,以进行换相逻辑控制,改进了电机的预定位及启动方式,降低了分子泵电机结构设计的复杂度,提高了分子泵的可靠性。接着从硬件设计和软件控制策略部分详细介绍了该控制系统。最后在实验平台上进行验证。使用所设计的控制器对分子泵进行驱动实验,结果表明,分子泵能够稳定启动并进入额定工作状态,分子泵额定转速可达90 000 r/min,且转速波动可稳定在±60 r/min内。

基于TRIZ理论的一种提升罗茨真空泵基础压力的设计方法

以TRIZ理论为研究工具,采用因果分析方法得到了影响罗茨真空泵基础压力的根本原因和薄弱点,通过技术矛盾和技术系统进化法则解决方案模型的启示,进一步改进了罗茨真空泵的密封结构和转子型线,然后基于改进方案,对ZJP70型罗茨真空泵进行了优化。测试结果表明:在同等条件下,优化后的新型罗茨真空泵基础压力提升明显,同时最大零流量压缩比、整机漏率和噪声等核心指标也得到了显著改善。

电动燃油泵驱动电机浸油冷却性能数值模拟

为了研究电动燃油泵驱动电机浸油冷却性能,基于冷却流体及电机各部件3维模型,充分考虑各部件发热功率以及材料属性等物理量的影响,采用有限体积法对电机流-热耦合场进行模拟仿真,分析不同边界条件对电机流场和温度场的影响。结果表明:在最大冷却燃油流量以及电机最高功率下,流道的压力损失和电机的最高温度均能满足电动燃油泵的运行要求;随着冷却流量增加或燃油粘度的增大,流道的压力损失增大,且在最大冷却流量下,燃油粘度每增大1 mm^(2)/s,压力损失增大约2 kPa;电机功率和入口温度对电机各部件温度的影响较大,各部件温升与燃油进口温度近似呈线性关系,而环境温度对电机温度场影响较小。研究结果为电动燃油泵电机浸油冷却流道的设计与优化提供了理论依据。

高压水泵驱动电机绝缘特性在线监测技术的研究与实现

泵站电机投运前需对其绝缘电阻进行测量以确定其是否满足规程要求。当前绝缘电阻的测量主要采用兆欧表人工手摇检测,检测操作繁琐,费时费力。为了实现电机绕组绝缘特性的快速检测,设计了一种在线监测装置。该装置利用高压模块产生DC 2500 V电压,利用采样模块和档位控制单元实现了被测电阻在1~10000 MΩ时档位的自动切换,利用时间常数法测量出电机对地分布电容值。对比测试表明电机绝缘特性在线监测装置在全量程范围内电阻测量精度可达±5%,同时具备吸收比、极化指数及分布电容等参数的测量功能,满足电机绝缘特性测试要求。

深井泵用永磁同步潜水电机性能分析与成本计算

目前在深井泵市场中,感应潜水电机的应用较为广泛,但是普遍体积大、效率低,水泵耗能严重。永磁同步电机具有高效率、高功率因数以及大功率密度等优点。因此用永磁同步电机代替感应电机作为深井泵的驱动设备,既能提高电机的性能,又能节能减费,响应国家“碳减排”的号召。为了满足最新电机能效等级的要求,根据深井泵对其配套电机要求的特殊性,针对市面上一款22 kW的深井泵用感应潜水电机,设计出一款相同型号的永磁同步潜水电机。运用有限元分析计算,对其在额定工况下性能参数以及各类损耗和感应电机的数据进行对比分析,并对所设计的永磁同步电机进行温度场仿真验证其合理性。对两种电机生产成本以及能耗值进行经济效益评估,计算结果证明所设计的永磁同步潜水电机在一定的时间内便可以完成电机的成本回收,性价比优越,同时为同类深井泵用电机的设计分析提供参考。

一种基于泵马达的低矮直驱液压式抽油机

液压式抽油机具有悬点载荷大、冲程和冲次连续可调、本质安全性高等优点,受到油田和抽油机制造厂家的重视。介绍了一种基于泵马达的低矮直驱液压式抽油机,设计了液压回路,选择了杆柱驱动方式,分析了现场应用需解决的技术问题,并进行了现场试验。这种低矮直驱液压式抽油机在满足油田精细化低能耗安全生产方面具有一定优势。

燃气机组给水泵电动机变频改造研究

燃气机组为电网调峰需要频繁启停,其工频运行的给水泵电动机因频繁启停容易发生启动瞬间端部断裂事故。通过研究给水泵的运行特性和给水管路的阻力特性,将给水流量调节方式由出口阀门调节改为给水泵变速调节,电动机的运行模式由工频模式转为更为灵活的变频模式。对具体变频改造方案进行了安全效益评价和经济效益评价,结果表明该方案可提高机组运行的安全性和经济性。

南水北调某大型贯流泵站电动机异响原因分析及解决措施

为了解决南水北调某大型贯流泵站电动机运行异响问题,本文对卧式同步电动机构成和工作原理进行了分析,对主电动机进行了抽芯检查并深入分析了主电动机异响问题产生的原因。在此基础上,提出了更换电动机两端轴承、削磨挡风圈、打磨锉平硅钢片磨损部位、截断过长绑扎线和清理冷却器管路等措施,检修维护完成后的电气试验和试运行表明电动机异响消失,所采取的措施取得了理想效果。本文研究结果可为同类型泵站主电动机同类型问题的解决提供一定的参考,从而不断改进与完善主电动机设计、制造与日常运行维护质量,提升泵站主电动机日常养护能力,有助于保障泵站的长期安全可靠运行。

屏蔽电泵铜条转子焊缝的X射线检测应用

以屏蔽泵铜条转子为研究对象,针对其非常规零件属性,探索可行的焊缝质量射线检测方法,提高缺陷检出率;指导产品焊接工艺改进并提升产品质量,供从业人员参考。

定冷水泵电动机异常振动原因分析及处理

【目的】某电厂#1发电机定冷水泵A和冷水泵B的电动机振幅都超过了规定的标准值,且振动不稳定,振幅有抬升趋势,对设备安全、稳定运行造成了极大的隐患。为消除设备异常振动,使设备安全稳定运行,须对设备进行振动监测和分析。【方法】经振动分析仪监测和分析,认为电动机地脚螺栓松动,电动机台板变形和基础未有效灌浆是导致电动机振幅超标的原因。【结果】对电动机地脚螺栓进行了紧固后,定冷水泵B电动机各个方向振幅均降到了标准范围内。由于机组暂时没有停机计划,无法对电动机基础进行灌浆、更换台板,因此创造性设计了紧固组件。【结论】该紧固组件可有效解决因台板变形和基础未灌浆导致的振动超标问题。