基于Hankel-DMD分析法的导叶式轴流泵双速运行力矩特性对比研究

张志勇; 冯帅; 钟山; 李毅; 焦龙飞; 彭虎; 赵沣; 陈鹏同; 王超飞; 郭腾蛟; 陶然

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基于Hankel-DMD分析法的导叶式轴流泵双速运行力矩特性对比研究

水轮机及水泵 | 更新时间：2026-06-18

- 基于Hankel-DMD分析法的导叶式轴流泵双速运行力矩特性对比研究
- 基于Hankel-DMD分析法的导叶式轴流泵双速运行力矩特性对比研究
- 大电机技术 2026年第3期页码：89-98
- 作者机构：
  
  1. 北京市水利工程管理中心
  2. 北京京水建设集团有限公司
  3. 湖北省樊口电排站管理处
  4. 中国农业大学水利与土木工程学院
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：
  中图分类号： TV136.2
- 纸质出版：2026
- 稿件说明：
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张志勇, 冯帅, 钟山, 等. 基于Hankel-DMD分析法的导叶式轴流泵双速运行力矩特性对比研究[J]. 大电机技术, 2026,(3):89-98.

张志勇, 冯帅, 钟山, et al. 基于Hankel-DMD分析法的导叶式轴流泵双速运行力矩特性对比研究[J]. 2026, (3): 89-98.
张志勇, 冯帅, 钟山, 等. 基于Hankel-DMD分析法的导叶式轴流泵双速运行力矩特性对比研究[J]. 大电机技术, 2026,(3):89-98. DOI：

张志勇, 冯帅, 钟山, et al. 基于Hankel-DMD分析法的导叶式轴流泵双速运行力矩特性对比研究[J]. 2026, (3): 89-98. DOI：

摘要

在低扬程调水工程中，导叶式轴流泵是实现水资源合理调配的关键设备，低扬程工况下水位频繁波动，易使水泵运行工况点偏离设计工况，引发机组运行效率下降、振动加剧等问题。变速调节虽能优化水泵运行工况，但叶轮在双速运行工况下的力矩动态变化规律尚不明确。鉴于此，本研究以导叶式轴流泵为研究对象，结合计算流体力学(CFD)数值模拟与现场试验验证，对比分析水泵在245.0 r/min、188.5 r/min双转速工况下的力矩特性。CFD仿真与试验测试结果表明，降低转速可提升泵段运行效率，高转速工况下转矩幅值更大，且双速运行下水泵主频保持一致，但高转速转矩低频带成分更多。引入基于Hankel矩阵构造的动态模态分解(Hankel-DMD)方法对力矩信号进一步分析，结果表明前10阶模态可基本反映叶轮转矩的特征，低转速下转矩信号复杂度更高，低阶模态重构能较好捕捉信号变化趋势，且重构结果准确度较高。本研究揭示了双速运行下导叶式轴流泵力矩特性及流动机理，为低扬程调水工程中泵设备安全稳定运行提供理论支撑与技术参考。

Abstract

关键词

Keywords

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