双馈变速抽蓄机组关键技术及展望

双馈变速抽蓄机组不局限于额定转速运行,已成为抽水蓄能领域的新方向和研发热点。介绍了双馈变速抽蓄机组的社会需求和国内外发展现状,概述了双馈变速抽蓄机组的原理并总结了其特点。结合双馈变速抽蓄机组的特点对其典型应用场景进行了分类;对变流器技术、控制技术和机组设计及制造技术等双馈变速抽蓄机组关键技术的研究现状和主要问题进行了梳理;并对双馈变速抽蓄机组未来的发展进行了思考与展望。

基于STM32单片机的喷涂气泵智能控制系统

本文主要探究了一种基于STM32单片机的智能模型喷涂气泵控制系统的设计与功能实现。控制系统的软件部分主要包括主控程序、用气时长检测程序、净上气速率检测程序、独立风扇控制程序等。单片机接收并处理用气时长和净上气速率信息,通过模糊控制算法输出直流无刷电机(BLDCM)的调速控制信号,进而改变电机转速实现气泵上气速率和工作噪音调节。同时,对电机温度进行实时检测,通过线性控制算法控制散热风扇转速,对气泵电机进行高效散热。

基于IPSO优化模糊PID的液压变速器转速控制

为了提高液压变速器转速跟踪能力,开发了一种改进粒子群(IPSO)优化模糊PID控制算法。利用Matlab/Simulink分析阶跃负载信号时响应性能差异性,在HMCVT段范围内完成无级调速的控制效果。研究结果表明:负载影响下,系统扰动幅值快速降低55rad/min。受系统闭环反馈影响,在0.1s内重新跟踪输入参数,可以使HMCVT泵控系统1s时间完成马达转速跟踪的功能。本次开发的HMCVT泵控系统可以满足马达转速的准确跟踪效果,具备低超调量、高鲁棒性等优点。

油液弹性模量对闭式泵控马达系统特性的影响

油液弹性模量对液压系统动态特性的影响不可忽略,尤其是高压工况下。以闭式泵控马达液压系统为测试对象,测试了各个油液弹性模量条件下的系统动态响应性能,同时利用控制器来完成优化过程。研究结果表明:系统在3种油液弹性模量下都可以保持稳定状态;在油液弹性模量为1396MPa与1593MPa时,形成了非常接近的时域参数,都没有发生超调的现象,上升与调整时间一致,而频域指标存在一定的差异,此时系统获得了较大幅值裕度与相位裕度,达到了更稳定状态。对油液弹性模量为1396MPa的系统进行优化,经过优化处理的系统上升控制过程与调整的时间依次是1.55s与5.32s,与初始系统相比都发生了大幅缩短。利用控制器来显著提升系统响应能力,并且超调量也能够达到设计要求。该研究对相关液压系统的动态特征分析以及精确控制具有很好的指导价值。

基于变补油及冲洗回路联控的泵控马达系统热管理方法

针对静液压驱动的工程及农业装备中典型泵控马达系统低压回路存在连续功率损失,回路油液温度随负载及油箱温度变化大等问题,本文提出一种基于变补油及冲洗回路(ACFC)联控的节能热管理方法。在典型泵控马达系统低压回路中引入电比例恒压变量泵及电比例节流阀,实现冲洗流量可控调节及补油流量自动适应,以提供回路温度的控制自由度;基于实验测试数据,构建基于损失模型的泵控马达系统产热模型;依据系统产热模型设计了一种基于前馈+PD反馈控制算法的热管理方法对回路温度进行控制;采用基于功率跟随的泵控马达系统调速策略,在不同负载、不同初始温度等工况下,对典型泵控马达系统和基于ACFC的泵控马达系统开展对比实验。实验结果表明,所建立的损失模型可实现对泵控马达系统产热功率实时估计,估计精度达到±10%,验证了所建系统产热模型的正确性;在ACFC具有一定散热裕度的条件下,提出的热管理方法可使回路温度控制精度达到±0.5℃,并降低低压回路功率消耗24.7%~66.7%,使系统总传动效率提高0.9%~3.9%,有效验证了所提热管理方法的温控及节能性能。基于ACFC的热管理方法可为静液压驱动的工程及农业装备节能控制及热管理提供一种思路及方法。

基于自适应模糊PID的连续管作业机注入头速度控制研究

连续管作业机工作过程中起/下管速度控制主要依赖手动调节注入头泵的排量、马达压力等。为解决操作复杂、自动化程度低等问题,将连续管作业机注入头液压系统简化为闭式泵控马达系统,将传统手动控制方式改进为自动控制方式。分析泵控马达系统的工作原理,在AMESim中构建泵控马达系统的液压仿真模型;利用MATLAB/Simulink设计出AMESim仿真模型的PID及自适应模糊PID控制模型,从而构成整个系统的闭环控制联合仿真平台。采用PID算法及自适应模糊PID控制算法对系统响应进行仿真分析。结果表明:采用自适应模糊PID控制方式后,液压模型的响应速度更快、无超调和滞后现象、稳态误差更小,泵控马达系统具有良好的动态特性。

泵控马达液压系统压力拍振成因及其动态分析

针对液压系统中泵和马达的压力脉动频率相近时影响输出稳定性和负载工作可靠性的问题,采用AMESim多学科仿真软件对多能域耦合闭式液压系统进行物理建模,研究不同柱塞副间隙下拍振现象的规律特性。通过计算泵控马达液压系统的阻尼比及分析蓄能器模固有频率,提出利用蓄能器对压力拍振现象进行测试和分析。最后,通过搭建机电液一体化实验平台对仿真分析进行验证。理论分析和实验结果均表明:压力拍振对于压力信号和柱塞磨损等液压系统常见故障的故障特征有明显放大作用,蓄能器对于液压系统压力拍振幅值有明显的缓冲作用。

闭式泵控马达液压系统转速控制仿真研究

工程机械的行走速度主要靠阀控马达液压系统来实现控制。针对阀控马达系统节流损失严重,能耗大,发热现象明显等问题,设计了闭式泵控马达液压系统。并运用AMESim搭建系统的液压物理模型,针对系统采用经典PID控制响应速度慢,抗干扰性能差的问题,设计了模糊PID控制器,并搭建模糊控制器Simulink模型,对系统进行联合仿真。结果表明:采用模糊PID控制系统相比经典PID控制系统,响应速度提升了30.2%,在遇到负载突变时,系统的调整速度提升了69.3%,速度跟踪误差也更小。系统对马达转速输出的控制能力增强,并具有更好的鲁棒性。

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。

闭式泵控液压-机械直线执行器的离散PID控制

液压驱动因其功率密度高、直线输出力大,广泛应用于装备制造领域。但非对称液压缸受两腔面积差的制约,在阀控系统中需要用非对称阀控制,在闭式泵控系统中需要增加额外的补油回路。而电动缸具有对称的输出力和较高的能效,解决了非对称液压缸面积差的影响,但功率密度低使电动缸难以满足低转速大扭矩的高负载工况。针对上述问题,提出了液压回转与机械直线转换相结合的新型驱动方式,采用闭式泵控马达驱动滚珠丝杠带动活塞杆动作。由于在闭环控制中单一的PID难以满足全负载工况,系统采用局部最小化优化方法自动寻找最优PID参数,生成离散PID图表并根据负载自动选择对应的PID参数控制以减小负载干扰。结果表明:离散PID自动调定的系统能避免负载变化产生较大干扰,在变负载和目标位移情况下,离散PID参数自动调整的响应曲线阶跃下降和上升的稳态误差最大分别为4.5 mm、3.0 mm。

泵控液压系统中马达转速稳定控制及仿真分析

泵控液压马达系统中,由于外负载突变会导致发动机转速变化,进而引起变量泵转速改变,最终造成液压马达转速波动量过大及调整时间过长。针对变量泵-定量马达闭式液压系统,构建数学模型,得到传递函数框图,分析负载变化导致马达转速波动的原因。提出一种前馈补偿控制方法,通过实时改变变量泵的斜盘摆角来补偿变量泵转速扰动而引起的流量变化。推导补偿函数,并分别对阶跃100%负载、阶跃20%负载工况及斜坡100%负载、斜坡20%负载工况进行仿真。结果表明:增加前馈补偿控制后,马达转速波动量最大减少了3.87%,调整时间最多缩短了1.77 s。

LS-2600五缸钻井泵设计与应用

针对现有应用于超深井、复杂井石油开采的三缸钻井泵存在的效率低等问题,研制了一种大马力、单电机、五缸钻井泵。通过变频电机的选型,设计了与之匹配的减速箱、动力端总成及液力端总成,并配置有控制系统、喷淋系统、动力端润滑系统和在线监测系统,从而实现钻井作业。通过样机试制、厂内型式试验及胜利油田工业性试验,对五缸钻井泵性能、稳定性和可靠性进行充分验证,试验期间设备运行良好、性能可靠、各系统稳定可靠、各项参数均满足设计要求。试验表明,该五缸钻井泵对钻井提速提效、节能减排、井下压力安全控制等效果显著,具有较好的市场前景及推广价值。

变速抽蓄用双馈发电电动机速度传感器故障容错控制

变速抽蓄机组作为重要调节电源,在系统功率平衡、频率调节方面发挥重要作用,同时变速抽蓄机组双馈发电电动机运行可靠性越来越受到人们的重视。因此,本文提出了应对双馈发电电动机速度传感器故障的容错控制策略,以增强变速抽蓄机组的运行可靠性。该策略利用定子磁链模型参考自适应估算转速,并与光码盘实测转速相比较,而后通过滞环、SR触发器构成速度传感器故障检测与隔离,完成速度传感器故障情形下双馈发电电动机转速信号的主动切换,保障双馈发电电动机不间断运行。最后,通过MATLAB仿真,验证所提容错控制策略的有效性。

600 MW超临界机组凝结水泵节能改造实践

探讨了凝结水泵变频调速技术的原理,并进行了变频改造试验分析和节能经济性分析。经过凝结水泵变频改造后,机组在低负荷时可节约电率51%,在高负荷时可节约电率13%~35%,节电效果显著,为企业节省了成本。

水厂水泵电动机软启动控制特性分析

水泵电动机作为水厂运行控制的重要电气设备,数量多容量大,其运行控制模式关系着整个水厂的运行与节能效率。利用软启动控制技术,能够大幅减小水泵电动机启动冲击电流,且转速平缓上升,降低频繁启动时对电网的冲击,还能有效提升生产效率与节能效果。为此建立水泵电动机软启动过程的数学模型,并对启动控制过程进行了仿真分析,所得成果可供水厂供水系统大电机节能控制策略的制定参考。

多台电动给水泵并列运行控制策略分析

电动给水泵作为电厂关键设备,对保证机组经济性具有重要作用,其启停直接关系机组安全稳定运行。针对某电厂350 MW直接空冷机组电动给水泵配置方式,提出多台电动给水泵之间联锁启动、备用状态下和备用泵联启及自动并泵时勺管跟踪、失去给水泵时Runback的各工况控制策略。经过静态试验和实际运行验证,符合生产要求,可为同类配置方式的电动给水泵控制策略提供参考。

基于改进预测函数的乳化液泵用伺服电机控制策略研究

为了提高乳化液泵驱动系统控制精度,采用伺服电机作为系统动力源,将位置环和速度环合并,设计时引入了具有预测功能的控制算法,对伺服电机位置伺服系统的控制性能进行了优化。采用简化模型来预测伺服电机未来的角度输出,再通过最小化二次多项式获得最优控制律,并引入扩张状态观测器用来估计总干扰、通过前馈进行补偿。为此搭建了控制原理验证小型试验台,开展了串级PID控制、预测函数控制和所提控制器的对比试验。研究表明,与现有技术相比所提控制律位置跟踪误差绝对值的最大值可分别降低41.9%和24.04%。所提系统可显著提高现有煤矿设备的自动化、智能化程度。

浅析上汽通用雪佛兰新赛欧汽车行驶过程中跳空档故障

文章主要针对上汽通用雪佛兰新赛欧EMT变速器车型汽车在行驶过程中偶发跳空档现象,主要是检查液压换挡操作机构中可能出现的故障原因,并且通过不断的分析、诊断和维修,最后排除这一故障的过程。由于此故障现象也可能会出现在液压执行机构的AMT变速器车型中,所以该故障分析也适用于使用这类变速器车型的分析。希望可以通过这次分析和维修,给处理这类车型的维修人员给予一定的帮助,提供此类故障维修的参考依据。

基于智能制造新模式的电机在线检测装备研制

随着智能制造技术的不断进步,电机在线检测装备在工业生产和家用设备中的应用变得愈加重要。电机作为众多机械设备的核心部件,其稳定运行直接影响到设备的整体性能和使用寿命。本论文致力于研究基于智能制造的电机在线检测装备的设计与应用,通过深入分析其关键技术和实际效果,探讨其在提升电机检测效率和设备可靠性方面的潜力。

基于AMESim和Simulink联合仿真的定量泵-变量马达系统转速控制研究

本文使用了AMESim和Simulink软件构建了定量泵-变量马达系统仿真模型,用于定量泵-变量马达系统的分析,并采用Simulink为主的联合仿真方法。进行了PID和模糊PID两种控制策略的比较研究。结果表明,与传统PID控制相比,模糊PID控制策略在系统响应时间和稳定性方面表现更出色,尤其在恒转速控制方面表现更佳。