我国大型泵站机组增容改造的现状

在泵站更新改造中，利用已有的条件对机组进行增容改造，以提高泵站的排涝标准，这种做法确实起到了事半功倍的效果，因而各地都在推广和采用。根据这些年来泵站机组增容改造的经验，系统地阐述了下列问题：（1）泵站在什么情况下需要进行增容改造；（2）国内外泵站机组增容改造简况；（3）机组增容改造在技术上的主要措施；（4）关于大型同步电动机的变极调速；（5）泵站机组增容改造应注意的问题。其内容可供大型泵站机组增容改造时参考。     

大型变极双速同步电动机在泵站更新改造中的节能效果分析

我国江河湖泊受季节影响水位变化较大,因此对水泵扬程要求也较高。但目前我国电力排灌泵站中所用的电动机,虽可用变频、变极、调压等方法来调速,但调速设备复杂,造价较高,难以实现。本文以广东高要宋隆排涝泵站的更新改造为例,结合具体条件,分析研究了采用大型变极双速同步电机后的节能效果。为评估采用效果,选取装置效率、能源单耗和泵站经济效益三个主要评价指标,对该站采用一般技术和大型变极双速同步电动机所带来的节能效益进行了分析和对比,有关结果可供泵站更新改造参考。     

泵站大型电动机的变极调速及其控制

阐述了泵站大型电动机的变速调节方式及其特点,推导出变转矩单绕组双速电动机控制开关数的近似计算公式,并结合东江泵站技术改造的实例,介绍一种大型电动机变极调速控制系统的原理及其操作方法。实践证明,采用变极调速的方法是一种简单易行的节能和技术改造措施。     

冷却循环水系统节能及应用

为解决循环水系统由于水泵选型不当、工况调节方法不合理、管理不科学、能耗评估困难等原因造成的系统运行效率低下,能源浪费严重的问题,以某化工厂循环水系统为研究对象,通过现场对循环水系统设备安装情况和工厂生产周期内泵的运行工况进行调研,并与泵在变频调速运行下的能耗比较,找出节能空间,完成系统的能耗分析和评估.以泵的相似定理为理论基础,结合水泵单体节能和系统节能,制定基于供水泵站变频运行的循环水系统节能供水策略,在满足化工生产工艺需求的前提下实现循环水系统管网典型点的恒压供水.并总结建立一套基于泵外特性曲线、电动机负载特性曲线、循环水系统关键点工况数据的循环水系统能源调查方法.结果表明:该厂循环水系统按照节能改造后,通过对能耗的监测和推算,供水泵站年耗电量可由原来的2.1×105kW.h降为1.4×105kW.h,年节省电量近7×104kW.h,节电比例高达33%.     

二次加压泵站的运行调节及节能分

我国多采用加压泵站分级加压供水。加压泵站的运行调节方式主要有：水泵全速节流供水、水泵变频调速恒压变流供水、水泵变频调速变压变流供水和水泵直连变频调速变压变流供水等。阐明了这些运行调节方法的原理,并进行了能耗分析.分析表明:水泵全速节流供水简单、实用,但能耗最大;水泵变频调速恒压变流供水是目前应用最广泛的节能供水方式,其能耗较低,但仍存在额外的水力损耗;水泵变频调速变压变流供水能真正实现无额外水力损失,节能效果好;水泵直连变频调速变压变流供水能充分利用自来水管网水压,节能最显著,能减少自来水的二次污染。     

应用电磁调速电动机实现水泵机组优化运行

为了使水泵机组始终处于高效区域运行，从电磁调速电动机的组成、工作原理和机械特性出发，分析了电磁调速电动机励磁电流与水泵转速之间的变化规律，阐述了采用电磁调速电动机实现水泵机组优化运行的原理。     

二次加压泵站的运行调节及节能分析

我国多采用加压泵站分级加压供水。加压泵站的运行调节方式主要有：水泵全速节流供水、水泵变频调速恒压变流供水、水泵变频调速变压变流供水和水泵直连变频调速变压变流供水等。阐明了这些运行调节方法的原理,并进行了能耗分析。分析表明：水泵全速节流供水简单、实用,但能耗最大;水泵变频调速恒压变流供水是目前应用最广泛的节能供水方式,其能耗较低,但仍存在额外的水力损耗;水泵变频调速变压变流供水能真正实现无额外水力损失,节能效果好;水泵直连变频调速变压变流供水能充分利用自来水管网水压,节能最显著,能减少自来水的二次污染。     

应用电磁调速电动机实现水泵机组优化运行

为了使水泵机组始终处于高效区域运行，从电磁调速电动机的组成、工作原理和机械特性出发，分析了电磁调速电动机励磁电流与水泵转速之间的变化规律，阐述了采用电磁调速电动机实现水泵机组优化运行的原理。     

泵站变速节能的优化计算

为了给泵站变速节能提供最优转速决策，针对水泵机组可以无级调速的泵站，以约束于一定流量要求下单位水量能耗最小为目标建立了站内多台机组同时变速运行的优化计算模型，并根据目标函数取极值后所形成的议程中的一个常量为平均泵站效率的倒数这一特殊意义来研究数值求解方法。     

变频调速灯泡贯流泵性能与控制方式

变频调速作为灯泡贯流泵的一种工况调节方式已经运用于南水北调东线工程的多座泵站.为了研究变速工况下的灯泡贯流泵水力性能和控制模式,指导泵站优化运行和推广应用,针对淮阴三站和泗洪泵站这2种典型型式的机组,分析和研究了其变频变速性能及不同转速的模型试验结果,并根据有、无旁路的电气主接线2种方式,研究在考虑变频装置和电动机在不同转速下效率发生变化时不同扬程段的运行控制方式.结果表明:变频调速的灯泡贯流泵性能受到水泵叶轮性能和流道性能两方面的制约,在一定变速范围内可以采用效率不变的相似定律进行预测;在确定灯泡贯流泵机组运行性能时必须考虑变频装置的损耗,同时应分析随着频率改变引起的变频装置及电动机效率变化;以泗洪站为例,综合考虑机电设备损耗后发现,在(40%～80%)供水设计扬程范围内可以切除变频装置,直接工频运行效率更高.     

泵系统电动机效率的测量方法

为了实现泵驱动电动机效率的测量,推导了电动机能量关系式,结果表明,电动机效率与电动机的输入功率和运行电流有关,并得到电动机运行效率计算公式.取6组不同型号的三相异步电动机,引用其标准测试数据进行理论验证,读取电动机输入功率与运行电流,结合电动机运行效率表达式,计算出电动机运行效率,并与电动机实际效率对比.计算结果表明,计算效率与电动机实际运行效率值的相对偏差在1.8%之内,精度较高.为进一步证明方案可靠性,设计了离心泵试验台进行试验验证,通过调节水泵阀门开度控制电动机端负载,得到不同工况下的电动机运行参数,再结合推导公式即可得到电动机运行效率,试验结果表明计算效率与试验效率值最大相差1.06%,基本吻合.与一般测试方法相比,该方案只需在电动机运行时读取其输入功率及电流,即可快速准确地计算出运行效率,而不需要测量其他数据,也不需停机测量,极大提高了测量效率.     

电动机节能相关问题的探讨

能源问题关系到国计民生,关系到经济发展,关系到一国的工业基础和综合国力,在能源供应相对短缺,能源需求急剧增大的今天,如何提高电动机的效率,搞好电动机的节能,意义重大,文章提出了电动机节能的相关方法,并对于电动机节能技术进行了探讨。     

基于效率优化的履带车辆再生制动控制策略

以履带车辆静动液辅助制动系统为研究对象,对液压泵/马达的性能进行了理论和数值分析,获得了液压泵/马达的效率曲线,在此基础上,根据液压泵/马达的效率最优原则,提出了基于液压泵/马达效率最优的再生制动控制策略。仿真结果表明,所提出的再生制动控制策略,在保证整车安全制动的前提下,使液压泵/马达工作在高效率区,实现了液压泵/马达的高效率工作,可进一步提高整车制动能量回收率。     

电液混合驱动大惯量回转系统特性与能效分析

为了解决大惯量回转系统频繁启动和制动作业导致节流损失大和制动动能浪费严重的问题，提出一种电气和液压混合驱动大惯量回转系统。系统采用永磁同步电机作为主动力源，控制回转系统运动；由蓄能器提供动力的液压马达作为辅助动力源，为电机启动加速提供扭矩补偿，蓄能器高效回收制动动能再利用。建立多学科联合仿真系统模型，基于主辅动力源合理供给原则，设计全周期工况识别速度控制策略，搭建电液混合驱动回转试验平台，对回转系统的特性和能效进行分析。研究结果表明，电液混合驱动大惯量回转系统，随着转速和转动惯量的变化，回转制动动能回收效率为40.5%～65.9%。相同工况下，与纯电机驱动系统相比，电液混合驱动系统启动加速时间减小1.2 s,制动动能回收效率为63.5%,降低系统能耗40.8%,使回转系统更加平稳地运行。     

混联型混合动力汽车能量管理策略优

对一种混联型混合动力系统运行工况进行了分析.基于发动机、电机和蓄电池的效率图,建立了混联型混合动力汽车充电工况和放电工况的系统效率模型.放电工况以系统放电效率最大为优化目标,充电工况根据蓄电池荷电状态不同,分别以系统充电效率最大、系统充电效率与充电功率乘积最大为优化目标,对混合动力系统能量管理策略进行了优化研究,获得了汽车在不同运行条件下的发动机、电动机和发电机的最优控制转矩及转速.燃油经济性仿真结果显示,该混合动力系统在NEDC循环工况下的整车燃油消耗降低36.95%.     

基于能量优化的混合馈能悬架阻尼优化设计

为了回收悬架的振动能量,提出了一种弹簧-减振器-直线电机并联的混合式悬架结构。针对直线电机馈能过程存在的死区现象,设计了DC/DC升压电路,以传统被动悬架耗散的能量为基准,得到了同一行驶工况下馈能效率的显式表达,同时,为兼顾系统动力学性能,研究了减振器阻尼对馈能性能和隔振性能的影响规律,并通过折中设计确定了减振器最优阻尼系数,建立了混合馈能悬架动力学模型,进行了其隔振性能和馈能性能的对比仿真分析。结果表明,混合馈能悬架可有效协调车辆馈能性和隔振性。最后,在仿真的基础上,进行了混合馈能悬架的试验研究,试验结果与仿真结果基本吻合,验证了仿真结果的正确性。     

新型电控液驱车辆能量再生系统建模与实验

建立了电控液驱车辆能量再生系统各元件蓄能器、变量泵/马达、飞轮以及液压回路的分析模型和系统模型。以蓄能器压力和温度、泵/马达的转矩和效率、压力损失和飞轮的转速为时间参变量,采用四阶Runge-Kutta算法求解微分方程。用以此计算的系统变量确定能量损耗和循环效率。实验结果表明:能量损耗主要产生于液压泵/马达,约占总能量损失的32.64%;系统循环效率在62%~89%;损失能量回收率76%,能量损耗与蓄能器的有效容积、飞轮的初速度和转动惯量有关。     

卷盘式喷灌机太阳能智能驱动控制系统

为充分发挥卷盘式喷灌机的水力性能,降低喷灌机能耗,并实现喷灌机喷洒速度的自动控制,以电驱动代替水涡轮驱动,并开发了智能控制系统.采用太阳能系统供电,永磁无刷直流电动机驱动卷盘,设计了基于MSP430F169单片机为检测和控制核心的驱动控制系统.该系统主要包括太阳能充电控制器,电动机控制器,隔离电源模块,电动机电压、电流检测模块,蓄电池电量检测模块,电动机霍尔测速模块,卷盘转速和回卷层检测模块以及键盘和液晶模块.研制了各模块软硬件,实现了对卷盘各项运行参数的测量显示和喷洒车移动速度的自动控制,试验结果表明,该智能驱动控制系统运行稳定,能实现喷洒车的匀速回收.该系统为实现卷盘式喷灌机变量灌溉提供了有效的实现方式和技术手段.     

未来十年内燃机仍是汽车的主流动力

对新型能源在短期内无法成为汽车主要动力的原因进行了论述。分别介绍了汽油机在直接喷射技术(GDI)和均质混合压燃技术(HCCI),柴油机在电控高压共轨系统的发展趋势和研究方向,说明它们在节油、排放和高效方面还具有很大的潜能,在短期内仍是汽车的主流动力。     

电动汽车制动能量回收系统研究

为进一步提高电动汽车的能量利用效率以改善其续驶里程,开发了一套电动汽车制动能量回收系统.系统结构简单,可靠性高,并具有机械制动备份功能.同时,考虑到电动汽车电动机和电池性能参数,开发了高效的再生制动控制策略,算法具有较强的移植性.采用硬件在环的方式对系统的控制效果和制动能量回收效率进行了仿真测试.结果表明,再生制动力和摩擦制动力可以很好地协调运作,同时有效地回收制动能量.最后,在燃料电池汽车上进行转鼓实验,很好地完成了Japan-1015循环工况,能量回收效率高达59.15％.