电磁调速水泵机组起动过程的数值模拟

核心提示：　　律，就可得出对应的该水泵机组起动过程中电磁调速电动机励磁电流控制的规律，并在个矣际的计算机监督控制系统中进行了验证，其转速的变化基本符合数值模拟时设定的转速变化规律。研究方法对其它异步电动机拖动的

　　律，就可得出对应的该水泵机组起动过程中电磁调速电动机励磁电流控制的规律，并在个矣际的计算机监督控制系统中进行了验证，其转速的变化基本符合数值模拟时设定的转速变化规律。研究方法对其它异步电动机拖动的调速设备的控制软件开发提供了有益的参考，具有定的实用价值。1引言在泵站工程中，可以通过调节水栗机组转速来适应运行工况的变化调速控制是泵站节能和优化运行的，效途抒对于由电磁调速电动机驱动的水机组。可以组成以模拟调节器+监料1算机为结构的1令机监督系统53，实现机组的实时调速及优化运行。

　　水泵机组起动过程中要求，平滑，减小对水泵的冲击；在满足起动转矩要求的前提下，尽可能减小起动电由电磁调速电动机驱动的水泵机组的起动特性良好与否是由调速电动机励磁电流的控制规律决定的因此有必要探讨励磁电流发提供依据然而。单纯依沿现场调试，经验唯关传动系统运动方程=从机从机摩+她损泵负21摩和似机1分，为磁离合器的转匀摩擦力矩和损耗力。1；为折算到电机从动轴上的水泵负载转矩为电机从动轴的转动惯量12；602.为电机从动轴上1和柳分别为电机从动轴的角加速度重要，若缺乏经验，极易造成事故，且调试过程历时较长，本文欲通过数值模拟，来确定水泵机组起动过程中励磁电流的控制规律，这样，不仅可以大大减小现场调试的盲目性，避免事故的发生，而且能够在比较短的时间内结合现场调试，较精确地确定拧制软件中的控制参数2电磁调速起动过程的数值模拟2.1水泵机组起动过程中力矩平衡方程式7尺泵机组传动系统由电磁调速电动机由鼠笼式异步电动机与电磁离合器组成，其中电磁离合器由电枢和磁极俎成。传动设备和水泵纟1.成，如阁1所水根据动能守恒定理，有水泵转子的飞轮惯量弋为传动设备的传动比在满足水栗机组起动要求的前提下，也可以设定与2不同的水泵转速变化规律，可得到不2.2励磁电流控制规律的确定根据水泵机组起动过程的要求，可以设定起动历时起动过程水泵终止转速和水泵转速在起动历时内随时间的变化规律，从而可得起动历时内任时刻的水泵转速取和水泵转速变化率办，由式17可求出该时刻的电磁调速电动机的励磁电流大小，2，从而得到在起动历时内励磁电流的控制规律。

　　3实例3.1泵站基本资料某轴流泵站是座单机组小型泵站，泵站主要机电设备有3225型半调节立式轴流泵，诏191型电磁调速电动机和角皮带传动设备。电机额定功率55kW，角皮带传动比为276该泵站由计算机监督系统实现实时调速优化运行。

　　3.2数值模拟根据该泵站水泵机组的基本资料，式口中函数的具体达式如下设水泵机组起动过程历时3，水泵终止转速为350，且水泵转速，随时间的变化规律为线性关系，2由2可得到8钟内任时刻的水泵转速你和水泵转速变化率咖〃屯由式17和式18求得对应时刻的励磁电流，从而得到励磁电流控制规律，3.

　　此轴即为电机主动轴转速灸为与电磁离合器结构类型有关的系数，为励磁电流3她摩子重量N；i，为磁极转子转动半径m；S为转差率；为水栗轴转速4你和伽分别为7尺泵机组起动过程结束时的水泵转速和电机从动般认为电磁离合器转矩无损失。

　　泵负根据功率守恒原理，有择负凡负由式912得到泵负水泵轴功率；你负为电机输出功率1；从泵负为水泵轴负载力矩，矩和水泵摩擦力矩施摩组成，即，几摩栗及栗和叟分别为水泵额定轴功率和额定转速。，栗，和，分别为水泵轴承摩擦系数水泵转子重量和水泵转子转动半径，转差率的定义式8从水泵机组起动过程中力矩平衡方程式1及式21句，可知水泵机组起动过程中的水栗转速随时间的变化率如〃故是水泵转速你和调速电机励磁电流心的函数你，4对于型号确定的水泵机组，该函数是确定的即，时问53.3电脑监督系统水泵机组起动过程控制软件该轴流泵站的计算机监抒系统采用监矜计算机+校拟调节器结构模拟调节器为电磁调速电动机的拧制器系统控制原现4模拟信号监督计算机输出拧制数字童经，转换为模拟，315作为控制器的自动信号。经控制器内的可控整流电路脉冲移相触发电路等控制供给电磁离合器中励磁绕组的励磁电流，从而带动水泵负载运行。控制器采用单闭环控制系统，速度负反馈1巧山测，发电机捉供，开发起动过程控制软件时，如何确定输出控制数字量的给定规律是个关键问在已知励磁电流控制规律的前提下，根据控制器的自动信号与励磁电流的确定关系，可以得到计算机输出控制数字量经，转换后的输出模拟信号的给定规律，从而可以得到计算机输出控制数字量的给定规律由此可，通过数值模拟确定的励磁电流控制规律为计算机输出数字站的给定规律提供了可靠的依据，它是开发软件的基础=根据数字量给定规律，编制了水泵机组起动过程控制软件。经现场调试和实际运行。水泵转速变化过程堪本符合数值梭拟时设定的转速变化规从而满足了机组起动要求。起动过程平稳但需指出的是，机组首次起动和机组运行中断个久又需冉次起动，这两种1况数字量给定规律稍有不同因为后种情况下，水泵摩擦力矩大为减小，故其数字量给定值要比前种情况小水泵些，具体值可通过采用较小的水泵摩擦系数进行数值模拟确定该泵站控制系统的起动过程控制软件考虑了这两种情况，实际运行的结果明区别对待这两种情况是必要的，它可以减小对水泵4结论通过数值模拟，确定电磁调速电动机驱动的7欠泵机组起动过程中的调速电机励磁电流控制规律，从而可确定监督计算机输出数字量的给定规律，为控制软件的开发提供了可靠的依据，具有实际意义。

　　调速设备如变频调速器的水栗机稂以及其它屯气拖动系统的调速控制问数值模拟圮较可靠准确地确定控制软件中重要控制参数的条有效途汔1丘传忻。泵站节能技术。北京水利电力出版社，1985 2中国电工学会编著。风机水泵交流调速节能技术。北京机械工业出版社，1990135 3潘新民。微型计算机控制技术。北京人民邮电出版社，励磁电流测速发电机传动装置电磁离合器控制器