重金属矿山井下大功率水泵机组效率测试系统的设计与应用

发布时间：2021-02-25 04:51

　　由于地下水是重金属矿山的主要安全隐患之一,为了保证矿山的生产安全,井下排水水泵机组通常过量设计,数量多、分布广。水泵机组又是排水系统连续运行时间最长、耗电量最大的设备之一。因此,保持有效合理地使用水泵是节能的重要环节。水泵机组效率测试技术对水泵的运行状况和优化运行有着重要的指导作用。目前,国内外的井下水泵机组效率测试产品较少,矿井工作环境又决定了水泵效率测试仪器体积不能过大。因此,急需开发出一套便携式、高精度的水泵机组效率测试系统,用来测试矿山排水系统的机组效率并指导其优化运行,对提高企业经济效益具有非常重要的现实意义。论文根据矿山的实际需要,开发出水泵机组效率测试系统,能够实时在线地测量水泵机组的工作参数、计算机组效率、绘制及拟合曲线等。在设计过程中,解决了如何测量大功率水泵及流量、硬件兼容性、数据采集和处理以及抗干扰技术等难点问题。本文研究工作主要体现在以下几个方面：首先,由于矿井较深,需要使用大功率水泵排水,供电电压高达6KV,直接测量不安全。针对这种情况,使用电流电压互感器把高电压、大电流转换为低电压、小电流,再从互感器引出三相电压、四相电流,通过水泵效率测试仪进行测量。其次,... 

【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 论文研究背景及意义
    1.2 水泵机组效率测试系统的研究现状
        1.2.1 水泵机组效率测试系统的国外研究现状
        1.2.2 水泵机组效率测试系统的国内研究现状
    1.3 水泵机组效率测试系统特点
    1.4 论文主要研究内容和安排
第二章 水泵机组效率测试原理
    2.1 水泵机组效率测试的主要参数
    2.2 水泵的比例定律
    2.3 排水系统的能量平衡原理
    2.4 最小二乘法原理
    2.5 本章小结
第三章 水泵机组效率测试系统硬件设计
    3.1 系统的功能和设计原则
        3.1.1 系统设计原则
        3.1.2 系统设计的总体要求
    3.2 系统硬件组成
    3.3 流量计工作原理介绍
    3.4 硬件系统抗干扰措施
        3.4.1 屏蔽和接地技术
        3.4.2 信号隔离
        3.4.3 去耦电容和旁路电容
        3.4.4 抑制电源的干扰
    3.5 本章小结
第四章 水泵机组测试系统软件开发
    4.1 软件总体结构
    4.2 数字滤波
    4.3 通信模块及显示模块
        4.3.1 设置USB采集卡的工作参数
        4.3.2 读取采集的转换数据
        4.3.3 参数设置及水泵机组效率测试界面
    4.4 系统数据库设计
        4.4.1 数据库接口设计
        4.4.2 需求分析
        4.4.3 逻辑设计和模型优化
        4.4.4 数据库物理设计
        4.4.5 数据库的实施
    4.5 本章小结
第五章 测试数据处理分析及应用
    5.1 测试数据结果分析及其曲线拟合
    5.2 测量结果的精度分析
        5.2.1 水泵机组效率测量误差产生原因
        5.2.2 水泵机组效率测试系统精度分析
    5.3 基于遗传模拟退火算法的排水系统优化运行
        5.3.1 遗传模拟退火算法介绍
        5.3.2 排水系统能耗模型及约束条件
        5.3.3 确定适应度函数及遗传操作算子
        5.3.4 遗传模拟退火算法的计算过程
        5.3.5 排水系统优化运行结果与分析
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 研究工作总结
    6.2 后续工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间主要研究成果



本文编号：3050471