Представлена інформаційна система для аналізу та розрахунку основних параметрів відцентрових насосів - програма "Pump". Розглянуто задачі, які вона розв'язує, та функції, які виконує.

Розглянуто особливості змін робочих характеристик насосних агрегатів у процесі експлуатації. Визначено основні типи цих змін та їх вплив на показники ефективності роботи водопровідних насосних станцій.

Рассмотренные проекты реконструкции насосных станций третьего подъема предприятий, работающие в сфере жилищно-коммунального хозяйства, наглядно демонстрируют эффективное выявление и использование с помощью "Методики энергетического обследования систем водоснабжения промышленных и коммунальных предприятий" имеющегося потенциала энергосбережения на коммунальных водоснабжающих предприятиях городов. Учитывая, что резервы снижения электропотребления, связанные с установлением высокой степени соответствия между фактическим расходом воды в системе и потребляемой электрической мощностью, можно считать показателем эффективности работы как отдельных насосов, так и насосных станций, их практическая реализация путем грамотного подбора насосного оборудования на этапе проектирования при приемлемых сроках окупаемости и сравнительно небольших объемах капитальных вложений может принести значительное сокращение эксплуатационных расходов при одновременном повышении качества предоставляемых услуг водоснабжения. Таким образом, при помощи предложенной методики в течение 2003 - 2004 годов на некоторых действующих объектах ГКП "Горводоканал" г. Сумы и станции повышения давления ПЭНС-14 г. Одессы обследованы гидравлические сети, в результате чего улучшена работа насосного оборудования и получены положительные результаты. Полученные результаты подтверждены соответствующими актами о достигнутых результатах и внедрении методики в производство и апробации ее положений на реальных объектах коммунальных предприятий.

Розглянуто питання управління режимними параметрами (тиском і витратами) за допомогою зміни кутової швидкості обертання ротору насосного агрегату. Наведено результати теоретичних та експериментальних досліджень впливу даної швидкості на режимні параметри магістрального водопроводу на різних відстанях від насосної станції. Розроблено дослідний стенд на діючому водопроводі, що дозволило змінювати кутову швидкість обертання ротора насосного агрегату в значних межах з різним часом, необхідним для даної зміни. За результатами досліджень отримано залежності режимних параметрів від часу за різних змін даної швидкості. Розроблено схему автоматизованого управління режимами роботи насосного агрегату.

Дисертацію присвячено вирішенню проблеми запобігання гідравлічного удару під час короткочасного вимкнення електропостачання головного електроприводу насосного агрегату за допомогою додаткового електродвигуна, який розміщується на одному валу з головним приводом та підвищує час вибігу насосного агрегату, що дозволяє одержати успішний самозапуск. Розглянуто вплив різних факторів на процеси вибігу та самозапуску на підставі аналізу рівнянь збереження моменту кількості руху та їх аналітичного вирішення. Наведено аналіз залежності падіння кутової швидкості від часу за умов вибігу насосного агрегату та її підвищення під час розвороту останього. Використання розглянутого методу зниження ризику формування гідравлічного удару дозволяє отримати економічний ефект у розмірі 128 тис. грн. за рік.

Розроблено математичну модель електромашиновентильного комплексу на базі вентильно-індукторного двигуна (ВІД) з автокомутацією та обмеженням струму, яка враховує пульсації моменту та особливості роботи електроприводу у складі занурювальної помпи. Удосконалено розрахунок електромагнітного момента приводу з ВІД, шляхом використанням запропонованої аналітичної функції намагнічування, апроксимованої з використанням рядів Фур'є, що дозволяє одержати більш точне значення електромагнітного моменту ВІД за високих частот обертання. Розвинуто теорію електроприводів з ВІД. Запропоновано методи вибору параметрів джерела живлення, величини обмеження струму, кутів увімкнення фази, параметрів статорної обмотки залежно від конструктивних особливостей та режимів роботи помпи, які дозволили на базі нових одержаних залежностей уточнити розрахунок електромеханічних режимів електропривода насоса з вентильним індукторним двигуном та виконати їх оптимізацію.

Розроблена методика проведення експлуатаційних випробувань електрозаглибних насосів у виробничих умовах за допомогою розробленого універсального стенду. Проведені теоретичні дослідження тривалості оптимального періоду ефективної роботи насосів ЕЦВ. Розглянуті та визначені значимі фактори, що впливають на зношення електрозаглибних насосів. Проведені експериментальні дослідження змін характеристик електрозаглибних насосів внаслідок їх фізичного зношення з часом. Розроблено математичну модель прогнозування подачі води свердловинами в функції від часу за допомогою ПЕОМ, з визначенням терміну виведення насосного обладнання свердловини на ремонт. Розроблена методика експлуатації свердловин. Дисертаційна робота забезпечує більш раціональну експлуатацію свердловин і насосного обладнання із збільшенням подачі води та економією електроенергії і дає можливість планування роботи підприємств водопровідного господарства.

Досліджено питання підвищення ефективності роботи насосних установок (НУ) водопостачання за рахунок застосування раціональної системи регульованого електропривода, що враховує особливості паралельно працюючих агрегатів вихідні технічні параметри системи водоспоживання. Визначено реальний технологічний діапазон регульованого насоса. Отримано рівняння та характеристики для визначення меж регулювання продуктивності НУ в разі зміни швидкості обертання двигуна насосу. Обгрунтовано доцільність застосування системи тиристорний регулятор напруги - асинхронний двигун (ТРН - АД), що дозволяє здійснити почерговий пуск приводів і регулювання швидкості двигуна в допустимих межах. Досліджено струмове завантаження АД за умов живлення через ТРН для визначення ділянок роботи двигуна без перегріву. Запропоновано двопараметричний метод регулювання продуктивності насоса з метою виключення перегріву двигуна. Розроблено принцип побудови систем автоматичного регулювання параметрів НУ без використання технологічних датчиків тиску та витрати, що дозволяють визначати технологічні параметри за параметрами споживання електроенергії насосних агрегатів і апроксимованими характеристиками турбомеханізмів. Наведено метод техніко-економічної оцінки ефективності застосування системи ТРН - АД у НУ групового характеру з урахуванням втрат потужності в двигуні та перетворювальних пристроях.

Обоснована необходимость регулирования производительности насосных агрегатов первого подъема. Проведено моделирование режимов работы насосных агрегатов первого подъема станций водоочистки. Обоснована технологическая целесообразность использования для одного из насосных агрегатов регулируемого электропривода.

Обгрунтовано необхідність регулювання продуктивності комнових агрегатів першого підйому. Проведено моделювання режимів роботи помпових агрегатів першого підйому станцій водоочистки. Обгрунтовано технологічну доцільність використання для одного з помпових агрегатів електропривода з регулюванням швидкості.

Presents the simulation result of pumps operating regimes in case using variable drive.

Вперше розроблено метод оптимального, за мінімум витрат електричної енергії, керування приводами насосів станції водопостачання, який дозволяє забезпечити необхідну продуктивність станції з урахуванням обмежень на прямий пуск приводних двигунів, що зменшує витрати електроенергії та підвищує надійність роботи електроприводу насосної станції. Удосконалено математичну модель системи контролю ресурсу електричного двигуна, в якій, на відміну від відомих, ураховуються обмеження на прямий пуск двигунів змінного струму середньої та великої потужностей, що підвищує надійність роботи. Удосконалено метод оптимізації кількості ввімкнених електричних двигунів насосів, в якому, на відміну від відомих, ураховано кількість реалізованих прямих пусків, що дозволяє зменшити інтенсивність відмов насосних агрегатів.

Проаналізовано засоби забезпечення насосною станцією потреб споживача у воді. Запропоновано новий метод визначення законів керування електроприводами насосів, який забезпечує зменшення споживання енергії та враховує обмеження на прямий пуск. Описано синтезовані структури пристроїв керування запуском двигуна насосного агрегата.

Встановлено узагальнений показник економічності роботи й об'єкт регулювання системи водопостачання з відцентровими насосами у її складі. Запропоновано вдосконалені математичні моделі роботи відцентрових насосів, що дозволяють визначати їх номінальні параметри за критерієм мінімуму енергоспоживання, вибирати оптимальну кількість насосів за ступеневого регулювання, визначати раціональні умови експлуатації насосів із застосуванням привода з частотним регулюванням. Встановлено вимоги до форми та параметрів характеристик насосів залежно від обраного способу регулювання. Розроблено методику підбору насосів за різних значень ступеня нерівномірності подачі насоса.

Expediency of application of artificial neural networks for estimation of water supply pump flow rate and head is shown. A design procedure of a water head neural network estimator is considered. A hybrid model of the pump affording research of the estimation and sensorless control processes is developed. Simulation results of the processes of water head sensorless stabilization are presented.

Показана целесообразность использования аппарата искусственных нейронных сетей для оценивания производительности и напора насосов водоснабжения. Рассмотрена процедура разработки нейроэстиматора напора. Разработана гибридная модель насосной установки, позволяющая исследовать процессы оценивания и бездатчикового управления. Приведены результаты симулирования процессов бездатчиковой стабилизации напора.

Показано доцільність застосування апарата штучних нейронних мереж для оцінювання продуктивності та напору насосів водопостачання. Розглянуто процедуру розробки нейроестіматора напору. Розроблено гібридну модель насосної установки, придатну для дослідження процесів оцінювання та бездатчикового керування. Наведено результати симулювання процесів бездатчикової стабілізації напору.

Исследована проблема повышения энергоэффективности работы системы водоснабжения путем внесения изменений в геометрию проточной части существующих насосов. Приведены результаты анализа влияния геометрии выходного участка лопасти рабочего колеса на интегральные характеристики центробежного насоса, полученные в результате численного исследования гидравлических процессов в нем.

Розглянуто питання моделювання та створення системи автоматизації насосних агрегатів артезіанського водопостачання. Досліджено плавний пуск і зупинку асинхронних двигунів насосів. Розроблено алгоритм та блок-схему системи електроживлення двигунів з використанням прикладних пакетів Simulink та Mitsubishi Alpha Controller-R.

Запропоновано застосування впорядкованих діаграм водоспоживання для аналізу режимів роботи насосного обладнання. Розроблено методику визначення оптимальних параметрів насоса, що працює на мережу зі змінним опором у часі, за критерієм мінімального енергоспоживання та визначено вплив зовнішніх чинників функціонування системи.

Разработана система дистанционного диагностирования режимов работы удаленных электрифицированных объектов на примере электродвигателей погружных насосов.

Розглянуто формалізовану модель аналізу забезпечення нерівномірного в часі водоспоживання за рахунок роботи групи паралельно працюючих насосів. Для підвищення енергетичної ефективності системи подачі та розподілу води запропоновано комбіновані режими роботи групи нерегульованих насосних агрегатів і регульованого насоса (шляхом зміни частоти обертання ротора).

Запропоновано метод визначення коефіцієнта заповнення глибинної помпи на основі струмограми з використанням нейронної мережі. Розглянуто властивості різних типів нейронних мереж та проблеми, що виникають у разі їх синтезу. Побудовано нейронну мережу типу Хемінга, яка шляхом розпізнавання образів надає змогу визначати коефіцієнт заповнення глибинної помпи, та проведено досліди з її моделлю.

Мета роботи - визначення перспективних шляхів підвищення ефективності малогабаритного осьового ступеня (МОС) низької швидкохідності, розробленого для використання в артезіанських свердловинних насосах (СН) для водопостачання. Розглянуто загальний баланс енергії МОС СН низької швидкохідності та виконано аналіз за видами втрат енергії у ньому, зокрема розрахунковим способом визначено співвідношення різних видів втрат і виділено айбільш вагомі з них. Одержані результати зіставленно з даними числового моделювання та даними експериментального дослідження. Виявлено, що гідравлічні втрати в МОС низької швидкохідності майже на порядок перевищують інші види втрат і їх зменшення можна вважати перспективним напрямом підвищення ефективності ступеня. Запропоновано зниження гідравлічних втрат і зменшення осьового зусилля на роторі насосу за рахунок уведення додатної закрутки на вході до робочого колеса ступеня. Обгрунтовано доцільність зниження кутів встановлення лопатей робочого колеса МОС СН для зниження гідравлічних втрат у його каналах. Використання запропонованого шляху для підвищення енергетичної ефективності МОС низької швидкохідності надасть можливість створити нове енергоефективне насосне обладнання для підйому питної води з артезіанських свердловин.