轴流转桨水轮机多指标非线性调速器设计 被引量：2

1

作者 骆武宁 肖明 +2 位作者 李啸骢 李绚绚 孔繁镍 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第7期1874-1879,共6页

为了改善轴流转桨水轮机调速器的控制性能,在考虑调速系统非线性因素的基础上,提出了一种多指标非线性控制策略。通过分析轴流转桨水轮机机械特性,给出了水轮机调速系统各环节数学模型,在此基础上建立了轴流转桨水轮机调速系统的非线性... 为了改善轴流转桨水轮机调速器的控制性能,在考虑调速系统非线性因素的基础上,提出了一种多指标非线性控制策略。通过分析轴流转桨水轮机机械特性,给出了水轮机调速系统各环节数学模型,在此基础上建立了轴流转桨水轮机调速系统的非线性模型。并基于多指标非线性控制理论,针对轴流转桨水轮机的刚性水锤效应,设计了非线性控制器。仿真结果表明,文中所建立的调速系统模型,能有效反映轴流转桨水轮机非线性特征;所提出的控制策略与工程实际中应用的PID策略相比,能更好地改善系统的稳定性和运行特性,控制目标品质更为优秀,使得系统具有很高的可靠性和抗干扰能力。 展开更多

关键词 轴流转桨水轮机 多指标非线性控制 刚性水锤效应 非线性控制器

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自适应反归一化改进多层神经网络轴流转桨水轮机协联功率预测 被引量：3

2

作者 陆文玲 夏家辉 孔繁镍 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第6期1532-1542,共11页

轴流转桨水轮机现场协联试验受经济和时间成本限制,获取的数据量有限,难以全面指导机组协联运行参数设置。为提高协联试验效率,实现水轮机协联工况下的功率追踪,同时避免水轮机物理模型高度非线性化难以模拟实际现场问题,提出一种基于... 轴流转桨水轮机现场协联试验受经济和时间成本限制,获取的数据量有限,难以全面指导机组协联运行参数设置。为提高协联试验效率,实现水轮机协联工况下的功率追踪,同时避免水轮机物理模型高度非线性化难以模拟实际现场问题,提出一种基于改进多层神经网络数学预测模型,采用Rule函数、L2正则化、Adam优化器并用PSO算法优化其梯度参数。针对神经网络实际预测缺乏真实值的问题,提出自适应反归一化区间端值判断策略提高实际预测准确度。通过协联与非协联仿真分析,结果表明所提出预测模型和区间策略能够在小样本情况下对轴流转桨水轮机协联工况实现有效的实际预测,具有较高精度。 展开更多

关键词 轴流转桨水轮机 协联试验 多层神经网络预测模型 自适应反归一化

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轴流转桨水轮机协联特性试验数据分析方法研究 被引量：3

3

作者 赵林明 张文玉 《电网与水力发电进展》 2008年第4期72-74,共3页

采用人工神经网络和一维优化方法,构成了对轴流转桨水轮机协联特性试验数据进行自动分析的方法,可以在获得试验数据的基础上,自动求出水轮机的协联特性。与传统的人工计算方法相比,大大缩短了计算时间,而且避免了不同工作水头下的特性换... 采用人工神经网络和一维优化方法,构成了对轴流转桨水轮机协联特性试验数据进行自动分析的方法,可以在获得试验数据的基础上,自动求出水轮机的协联特性。与传统的人工计算方法相比,大大缩短了计算时间,而且避免了不同工作水头下的特性换算,提高了分析计算精度。 展开更多

关键词 轴流转桨式水轮机 人工神经网络 一维优化 协联特性

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轴流转桨式水轮机空化程度声信号辨识研究 被引量：13

4

作者 张俊华 张伟 +1 位作者 蒲中奇 林良有 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第8期72-76,共5页

通过空化声信号判断水轮机中的空化程度是水轮机空化检测的方向和难题,为此进行了轴流转桨式水轮机模型转轮空化试验:选择了4个常用桨叶角度,固定桨叶角度和水头,调整尾水位改变空化状态,试验中用频率范围达1MHz的超声传感器测量空化声... 通过空化声信号判断水轮机中的空化程度是水轮机空化检测的方向和难题,为此进行了轴流转桨式水轮机模型转轮空化试验:选择了4个常用桨叶角度,固定桨叶角度和水头,调整尾水位改变空化状态,试验中用频率范围达1MHz的超声传感器测量空化声信号,并对转轮室空化进行录像。通过观察试验闪频录像,把空化严重程度划分为4个典型的级别,以此作为验证声信号辨识算法的判据。在分析试验数据的基础上,提出空化声信号特征矢量分类法,即把采集到的声信号按频段划分,每个频段的方差作为一维,组成空化特征矢量、通过对特征矢量的空间分类来判别轴流转桨式水轮机空化严重程度。用该方法处理所有试验数据,给出与录像观测进行比较的统计结果,表明该方法是可行和有效的。 展开更多

关键词 轴流转桨式水轮机 模型试验 空化 可视监测 声信号 矢量分类

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基于桨叶调节的轴流转桨式水轮机模型飞逸数值模拟 被引量：7

5

作者 周大庆 郭优 姜德政 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2016年第4期13-19,共7页

为了研究不同桨叶启闭规律对轴流转桨式水轮机飞逸过程的影响,采用三维非定常数值方法模拟了5种桨叶控制方式下的轴流转桨式水轮机模型飞逸过程,对比分析了转速、流量、力矩和压力脉动等参数随时间变化特性及桨叶表面压力分布和尾水管... 为了研究不同桨叶启闭规律对轴流转桨式水轮机飞逸过程的影响,采用三维非定常数值方法模拟了5种桨叶控制方式下的轴流转桨式水轮机模型飞逸过程,对比分析了转速、流量、力矩和压力脉动等参数随时间变化特性及桨叶表面压力分布和尾水管内流场演变规律。结果表明：以桨叶静止工况下的最大逸速为基准,在±10°内启闭桨叶对最大逸速影响范围为-6.6%~5.0%;在飞逸过程中打开桨叶会加剧外特性参数波动,尾水管中心部最大负压值可达初值的2.86倍,产生的偏心螺旋涡带诱发强烈低频脉动,不利于机组稳定;关闭桨叶可降低水流流速,减小压力脉动及改善尾水管流态,但需探究合理关闭方式以避免过大的转速最大上升值。 展开更多

关键词 轴流转桨式水轮机 飞逸过程 桨叶调节 启闭规律 三维非定常数值模拟

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轴流转桨式水轮机转轮进口前流场的数值分析 被引量：4

6

作者 廖伟丽 姬晋廷 +1 位作者 肖微 贺梅 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期106-111,共6页

采用数值计算的方法,基于Navier-Stokes方程κ-ε紊流模型,研究了轴流转桨式水轮机内部的流动特性。通过分析水流自活动导叶出口到转轮进口的轴向速度,以及速度矩在不同工况下的分布规律,说明活动导叶开度不同时流道转弯对转轮叶片进口... 采用数值计算的方法,基于Navier-Stokes方程κ-ε紊流模型,研究了轴流转桨式水轮机内部的流动特性。通过分析水流自活动导叶出口到转轮进口的轴向速度,以及速度矩在不同工况下的分布规律,说明活动导叶开度不同时流道转弯对转轮叶片进口速度分布产生一定的影响:其中小流量工况时,流道转弯对轴向速度起到改变其分布规律的作用,对速度矩起增加的作用,在大流量工况时流道转弯对轴向速度起平衡作用,对速度矩起到减小的作用。这些研究对转轮进口处的位置确定,提供了参考,达到优化叶片提高水轮机效率的作用。 展开更多

关键词 轴流转桨式水轮机 流动特性 数值模拟 水轮机效率

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轴流转桨式水轮机神经网络建模与非线性仿真 被引量：7

7

作者 常江 陈光大 《中国农村水利水电》 北大核心 2004年第7期82-85,共4页

针对水轮机非线性特性难以准确描述及轴流转桨式水轮机调节系统非线性仿真的复杂性 ,利用前馈神经网络强大的非线性逼近能力 ,首先建立轴流转桨式水轮机综合特性神经网络模型NZZM ,然后建立水轮机飞逸特性神经网络模型 ,并据此迅速、准... 针对水轮机非线性特性难以准确描述及轴流转桨式水轮机调节系统非线性仿真的复杂性 ,利用前馈神经网络强大的非线性逼近能力 ,首先建立轴流转桨式水轮机综合特性神经网络模型NZZM ,然后建立水轮机飞逸特性神经网络模型 ,并据此迅速、准确地求得空载开度和空载流量 ,作为水轮机特性曲线向小开度特性扩展的控制点 ,进而得到全面描述大开度及小开度下流量特性和效率特性的综合特性神经网络模型NZZM。最后建立了轴流转桨式水轮机协联特性神经网络模型NZZC。NZZC与ZNNM及其他一些计算模块一起构成了轴流转桨式水轮机神经网络模型ZZ5 87。上述神经网络模型均采用Levenberg -Marquardt算法 ,进行离线训练 ,收敛速度快、模型精度高。采用Matlab语言及Simulink仿真软件 ,对已建立的ZZ5 87进行非线性仿真 ,能快速、准确地得到系统以及轴流转桨式水轮机内部各种参数的变化规律。 展开更多

关键词 轴流转桨式水轮机 神经网络 非线性仿真 LEVENBERG-MARQUARDT算法 Simulink仿真软件

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轴流转桨式水轮机特性神经网络三维建模 被引量：2

8

作者 童星 把多铎 杨京广 《人民黄河》 CAS 北大核心 2009年第6期100-101,共2页

针对轴流转桨式水轮机复杂的非线性特性以及水力机组过渡过程仿真计算所需的水轮机流量与力矩特性难以准确描述的情况,介绍了基于BP神经网络的轴流转桨式水轮机特性建模方法:利用BP神经网络强大的非线性数值逼近功能,由已知的综合特性... 针对轴流转桨式水轮机复杂的非线性特性以及水力机组过渡过程仿真计算所需的水轮机流量与力矩特性难以准确描述的情况,介绍了基于BP神经网络的轴流转桨式水轮机特性建模方法:利用BP神经网络强大的非线性数值逼近功能,由已知的综合特性曲线、定桨特性曲线、飞逸特性曲线得到离散数据以及边界约束条件,建立轴流转桨式水轮机流量和力矩特性模型,对导叶小开度区、低转速区和高转速区等未知区域进行三维曲面延拓。建立导叶桨叶三维协联特性模型,以提高水轮机特性曲线数据处理的精度。 展开更多

关键词 神经网络 轴流转桨式水轮机 特性曲线 三维建模 曲面拟合

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轴流转桨式水轮机协联关闭规律选择及优化分析 被引量：2

9

作者 王苗 张小莹 +1 位作者 周天驰 张晓炜 《中国农村水利水电》 北大核心 2021年第2期192-196,共5页

合理的水轮机关闭规律对控制水电站水力过渡过程调保参数非常关键,由于桨叶-导叶双调节的存在,轴流转桨式水轮机的关闭规律的选择和优化较为复杂。基于对轴流转桨式机组协联飞逸曲线的特性分析,提出了一种新型导叶桨叶协联关闭规律:机... 合理的水轮机关闭规律对控制水电站水力过渡过程调保参数非常关键,由于桨叶-导叶双调节的存在,轴流转桨式水轮机的关闭规律的选择和优化较为复杂。基于对轴流转桨式机组协联飞逸曲线的特性分析,提出了一种新型导叶桨叶协联关闭规律:机组发生甩负荷时,导叶一段直线或折线关闭,桨叶一段直线开启,结合数值仿真计算分析,验证了该关闭规律能够显著降低蜗壳末端最大压力,而机组转速最大上升率略有升高。为了进一步优化所得协联关闭规律,建立了以蜗壳末端最大压力和机组转速最大上升率为控制指标的导叶关闭规律非线性优化模型,基于确定的桨叶开启动作方式,采用模拟退火智能算法优化导叶两段折线关闭规律,得到了能够满足调节保证计算要求的水轮机导叶桨叶协联关闭规律,且各指标的安全裕量分配较为合理。相关结论可为轴流转桨式水轮机的关闭规律选取和优化提供参考。 展开更多

关键词 水电站 过渡过程 轴流转桨式水轮机 关闭规律

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轴流转桨式水轮机振动的现场测试与分析 被引量：11

10

作者 陈德新 闫水保 周兵 《华北水利水电学院学报》 2000年第2期34-37,共4页

通过现场试验对轴流转桨式水轮发电机组的振动进行了测试 ,并应用频谱分析对振动波形进行了处理 .对机组的振动状态进行了评价 ,探讨了影响机组振动的因素 .试验结果表明 ,机组导轴承的间隙大小、轴线位置。

关键词 轴流转桨式水轮机 振动 频谱分析

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基于声信号特征分析的水轮机故障检测

11

作者 程俊棋 毕东杰 +4 位作者 彭礼彪 李西峰 谢永乐 王明义 李卓航 《水电能源科学》 北大核心 2025年第2期196-200,共5页

针对轴流转桨式水轮机的瞬态故障检测和故障分类问题,提出了一种基于声信号时域和频域特征分析的方法,即从水车室、风洞、蜗壳人孔门和尾水人孔门处采集的声信号中提取5种时域和7种频域特征序列,通过判断特征序列是否超过瞬态故障预警... 针对轴流转桨式水轮机的瞬态故障检测和故障分类问题,提出了一种基于声信号时域和频域特征分析的方法,即从水车室、风洞、蜗壳人孔门和尾水人孔门处采集的声信号中提取5种时域和7种频域特征序列,通过判断特征序列是否超过瞬态故障预警指数的方法进行瞬态故障监测,存在故障时对故障数据使用核支持向量机进行故障分类。利用该方法在铜街子水电站对6种典型故障进行测试,结果表明所提方法可以有效地检测轴流转桨式水轮机各类典型故障。 展开更多

关键词 轴流转桨式水轮机 故障检测 特征分析 时域特征 频域特征

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轴流转桨式水轮机组非线性实时仿真实现 被引量：3

12

作者 周海果 陈光大 +1 位作者 姜莹莹 刘沙 《中国农村水利水电》 北大核心 2010年第1期110-113,116,共5页

介绍一种新型的用于水轮发电机组实时仿真的系统结构和原理,探讨了适用于轴流转桨式机组在该系统上的非线性仿真实现方法。通过对轴流转桨式水力机组各个系统非线性数学模型的研究,掌握了单位转速、导叶开度、桨叶开度到单位流量、单位... 介绍一种新型的用于水轮发电机组实时仿真的系统结构和原理,探讨了适用于轴流转桨式机组在该系统上的非线性仿真实现方法。通过对轴流转桨式水力机组各个系统非线性数学模型的研究,掌握了单位转速、导叶开度、桨叶开度到单位流量、单位转矩间的非线性关系,采用了基于MATLAB辅助设计的软件算法,较好的实现了机组的非线性仿真。在硬件上采用了最先进的浮点型数字信号控制器(DSC)和TCP/IP协议栈的结构,保证了复杂非线性算法实现和仿真数据传送的快速性。在软件算法上,采用了两个基于MATLAB辅助设计的三输入BP型神经网络模拟机组的非线性特性,保证了实现的简洁性、实时性和可行性。 展开更多

关键词 轴流转桨式水轮机 调节系统 非线性 实时仿真 神经网络

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桨叶穿孔对轴流转桨式水轮机性能的影响 被引量：3

13

作者 万超 桂林 《中国农村水利水电》 北大核心 2021年第12期187-191,共5页

以某电站轴流转桨式水轮机为研究对象,在桨叶进口边布置5个直径为4 mm的微孔,研究了叶片穿孔对轴流转桨式水轮机性能的影响。采用SST k-ω湍流模型对桨叶进口边未穿孔和穿孔的水轮机进行了单相流稳态数值模拟计算,并在此收敛的基础上结... 以某电站轴流转桨式水轮机为研究对象,在桨叶进口边布置5个直径为4 mm的微孔,研究了叶片穿孔对轴流转桨式水轮机性能的影响。采用SST k-ω湍流模型对桨叶进口边未穿孔和穿孔的水轮机进行了单相流稳态数值模拟计算,并在此收敛的基础上结合Mixture混合模型和Zwart空化模型进行气液两相流瞬态计算。根据数值模拟结果分析了穿孔前后桨叶吸力面负压区及空泡的面积分布、转轮体内的空泡体积及涡量分布、尾水管进口处监测点的压力和水轮机效率等的变化。结果表明:本文所选用的多相流及空化模型能较好地模拟转轮的空化情况;该打孔方式能有效减少转轮内的空化面积和涡量,且对尾水管进口处的压力脉动影响不大;此种打孔方式不会对水轮机效率产生影响。 展开更多

关键词 轴流转桨式水轮机 桨叶穿孔 数值模拟 空化 压力脉动

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轴流转桨式水轮机停机状态下导叶异常啸叫故障处理 被引量：1

14

作者 单爱华 肖拥军 王辉斌 《电网与清洁能源》 2013年第9期109-113,共5页

挂治水电厂机组自投产以来就存在停机后水车室内啸叫严重的故障,并且在风闸退出后有蠕动现象,经分析、试验,并通过有限元计算,对导叶出水边密封啮合面进行了修型处理,导叶处理后效果显著,机组停机啸叫及蠕动现象已得到有效治理。

关键词 轴流转桨式水轮机 导叶 啸叫 蠕动 漏水

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西霞院工程轴流转桨式水轮机模型验收试验

15

作者 王文先 李涛 +2 位作者 付兵 朱兴旺 乔中军 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2007年第1期62-64,共3页

西霞院工程地面厂房安装4台单机容量为35MW的竖轴轴流转桨式水轮发电机组,额定水头11·50m。模型水轮机的初步试验及最终的验收试验均在瑞士洛桑联邦工程技术学院水力机械与流体力学研究所水力机械试验室(LMH,IMHEF-EPFL)PF2试验台... 西霞院工程地面厂房安装4台单机容量为35MW的竖轴轴流转桨式水轮发电机组,额定水头11·50m。模型水轮机的初步试验及最终的验收试验均在瑞士洛桑联邦工程技术学院水力机械与流体力学研究所水力机械试验室(LMH,IMHEF-EPFL)PF2试验台进行。试验验证了模型水轮机有关效率、输出功率、空化性能的主要指标及合同规定运行范围内的压力脉动均满足合同保证值要求,换算的真机最高效率为94·33%。同时对试验有关结果做了初步分析。 展开更多

关键词 轴流转桨式水轮机 模型验收试验 效率 压力脉动 空化 西霞院工程

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轴流式水轮机转桨叶片操作系统的三维结构设计 被引量：2

16

作者 宋文武 符杰 +1 位作者 杨佐卫 喻华全 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期165-166,共2页

应用U n igraph ics软件对轴流转桨式水轮机转叶机构了进行三维造型设计研究,模拟各零部件的装配过程,检查其干涉情况,为安装、调试、维护水轮机提供了有力的技术保障。

关键词 轴流转桨式水轮机 转叶机构 三维造型设计

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轴流转桨式水轮发电机组检修仿真与实训系统 被引量：8

17

作者 魏佳芳 郑源 +1 位作者 李效旭 张智 《水电能源科学》 北大核心 2012年第6期141-143,共3页

结合福建某电站轴流转桨式水轮发电机组实际运行与检修情况,运用多媒体仿真、图形学及三维交互技术开发了轴流转浆式水轮发电机组三维检修仿真与实训系统,以三维动画、视频及图片等形式展示了轴流转浆式水轮发电机组拆装和检修的整体流... 结合福建某电站轴流转桨式水轮发电机组实际运行与检修情况,运用多媒体仿真、图形学及三维交互技术开发了轴流转浆式水轮发电机组三维检修仿真与实训系统,以三维动画、视频及图片等形式展示了轴流转浆式水轮发电机组拆装和检修的整体流程及注意事项,运用三维人机交互技术模拟安装及拆卸机组部件并设置考核环节,可将培训结果量化,提高了水轮发电机组检修质量和效率,为推广标准化检修制度奠定了基础。 展开更多

关键词 轴流转桨式水轮机组 检修 计算机仿真 实训 三维交互

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转桨式水轮机特性曲线计算机辅助绘制系统 被引量：1

18

作者 石祥钟 赵林明 +1 位作者 习华勇 杨家禄 《水电能源科学》 2002年第1期59-61,共3页

介绍了一种轴流转桨式水轮机运转综合特性曲线计算机辅助计算和绘制系统的设计原理。该系统利用二元三次多项式分别对模型综合特性曲线中的各类等值线进行拟合 ,建立模型综合特性曲线数据库 ;然后根据相似理论计算原型水轮机工作范围内... 介绍了一种轴流转桨式水轮机运转综合特性曲线计算机辅助计算和绘制系统的设计原理。该系统利用二元三次多项式分别对模型综合特性曲线中的各类等值线进行拟合 ,建立模型综合特性曲线数据库 ;然后根据相似理论计算原型水轮机工作范围内的特性数据 ,再利用插值方法绘制运转综合特性曲线 ;解决了以往此类程序设计中 ,算法设计困难 ,累积误差较大的问题。 展开更多

关键词 轴流转桨式水轮机 特性曲线 计算机辅助绘制

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低比转速轴流式水轮机压力脉动试验研究 被引量：4

19

作者 李广府 卢池 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第10期869-873,911,共6页

为了研究低比转速轴流式水轮机压力脉动问题,对某低比转速轴流式水轮机进行了模型试验.采集了蜗壳、无叶区和尾水锥管等5个测点的压力脉动试验数据,采用叶片出口速度头的压力脉动相对幅值预测原型机的压力脉动性能;基于FFT频谱分析,研... 为了研究低比转速轴流式水轮机压力脉动问题,对某低比转速轴流式水轮机进行了模型试验.采集了蜗壳、无叶区和尾水锥管等5个测点的压力脉动试验数据,采用叶片出口速度头的压力脉动相对幅值预测原型机的压力脉动性能;基于FFT频谱分析,研究测点位置的压力脉动频率成分.研究结果表明:蜗壳和无叶区的脉动幅值随着出力的增加有减小的趋势,尾水锥管的压力脉动幅值随着出力的增加有增大的趋势;尾水管中的低频成分为涡带的旋转频率,该频率成分的压力脉动向上游传递至蜗壳入口;转频和叶频等频率成分的出现表明整个流道中均受到动静干涉的影响. 展开更多

关键词 轴流转桨式水轮机 模型试验 压力脉动 时频域分析

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基于三维技术的轴流水轮机模型设计及制造 被引量：1

20

作者 曹双利 彭志远 桂绍波 《人民长江》 北大核心 2021年第4期157-163,共7页

在水轮机模型设计及制造领域,三维技术作为一种新的设计理念和先进的设计手段,其优势越来越显著。基于三维设计和数控加工技术,研究了轴流转桨式水轮机模型各个部件的结构设计方法、制造工艺要求和压力测点布置,对水轮机模型蜗壳内腔体... 在水轮机模型设计及制造领域,三维技术作为一种新的设计理念和先进的设计手段,其优势越来越显著。基于三维设计和数控加工技术,研究了轴流转桨式水轮机模型各个部件的结构设计方法、制造工艺要求和压力测点布置,对水轮机模型蜗壳内腔体、导叶、转轮叶片等关键过流部件进行了三维参数化设计;并采用三维模型生成IGS格式文件直接进行编程数控加工,从而提高了加工制造的质量和效率,缩短了开发周期,同时使得复杂的水轮机流道、抽象的叶片空间曲面变得更加直观、具体,也展示出了三维技术在水轮机模型设计及制造领域的巨大优势。 展开更多

关键词 水轮机模型结构设计 轴流转桨式水轮机 三维技术

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