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風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓平臺
風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓平臺概要：目前世界上大中型風(fēng)力發(fā)電機組主要有兩種型式：一類(lèi)是定槳距失速調節型，屬于恒速機型，一般使用同步電機或者鼠籠式異步電機作為發(fā)電機，通過(guò)定槳距失速控制的風(fēng)輪機使發(fā)電機的轉速保持在恒定的數值，繼而使風(fēng)電機組并網(wǎng)后定子磁場(chǎng)旋轉頻率等于電網(wǎng)頻率，轉子、葉輪的變化范圍小，捕獲風(fēng)能的效率低；另一類(lèi)是變速變距型，一般采用雙饋電機或者永磁同步電機，通過(guò)調速器和變槳距控制相結合的方法使葉輪轉速可以跟隨風(fēng)速的改變在很寬的范圍內變化，保持*佳葉尖速比運行，從而使Cp（風(fēng)能利用系數）在很大的風(fēng)速變化范圍內均能保持*大值，能量捕獲效率*大。發(fā)電機發(fā)出的電能通過(guò)變流器調節，變成與電網(wǎng)同頻、同相、同幅的電能輸送到電網(wǎng)。
風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓平臺采用模塊化結構設計，可通過(guò)多種方式設計新能源應用系統。平臺集電子信息、電力電子、自動(dòng)控制等技術(shù)的綜合應用于一體，能滿(mǎn)足電子信息工程、電氣工程及其自動(dòng)化、自動(dòng)化等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗教學(xué)、工程設計和科研創(chuàng )新。
一、 技術(shù)性能
1. 輸入電壓：三相四線(xiàn)制AC380V±10% 50Hz
2. 工作環(huán)境：環(huán)境溫度-5℃～+40℃ 相對濕度＜85%（25℃） 海拔＜4000m
3. 裝置容量：＜5.0kVA
二、 系統配置要求
系統由永磁同步風(fēng)力發(fā)電機組、模擬風(fēng)力機控制柜、系統顯示屏、全功率變流器柜、無(wú)窮大系統、監控軟件六部分構成。風(fēng)力發(fā)電機組可選用雙饋電機等多形式。
(一) 永磁同步風(fēng)力發(fā)電機組
發(fā)電機組由直流電動(dòng)機、三相永磁同步發(fā)電機、轉速傳感器、機組固定底盤(pán)及配套件等四部分組成。
1. 直流電動(dòng)機
直流電動(dòng)機采用Z4系列國標電機，具有散熱風(fēng)機，參數如下：
(1) 額定電樞電壓：DC440V
(2) 額定功率：4kW
(3) 額定轉速：1500r/min
2. 三相永磁同步發(fā)電機
(1) 額定功率：3kW
(2) 額定電壓：AC380V（線(xiàn)電壓）
(3) 額定轉速：1500r/min
(4) 額定轉矩：19N.M
(5) 極數：4極
3. 轉速傳感器
轉速傳感器采用1024線(xiàn)增量型光電編碼器，推挽輸出，精度高、抗干擾性強。
4. 機組固定底座及配套件
機組底座采用整體翻砂件，表面平整度高，直流電動(dòng)機與永磁發(fā)電機采用橡膠連軸器軟連接，為保護學(xué)生安全，配有防護罩。底座裝設帶減震功能支撐腳，為方便機組移動(dòng)裝設方向輪1只，定向輪2只。
(二) 模擬風(fēng)力機控制柜
風(fēng)力機模擬柜由模擬表頭、工業(yè)一體化PC、數字直流調速器等主要元件構成?？刂乒耠娫催M(jìn)線(xiàn)采用漏電保護開(kāi)關(guān)。
1. 模擬表頭
采用國標6L2系列表頭，含原動(dòng)機電樞電壓表、原動(dòng)機電樞電流表、系統進(jìn)線(xiàn)電壓表，配三相線(xiàn)電壓切換顯示開(kāi)關(guān)。
2. 數字直流調速器
采用功能強大的西門(mén)子6RA70型數字四象限直流調速器作為原動(dòng)機的驅動(dòng)裝置。在完成風(fēng)力發(fā)電部分實(shí)驗時(shí)，作為原動(dòng)機，并與監控軟件一起模擬風(fēng)力機，拖動(dòng)永磁同步發(fā)電機運行。在完成永磁同步電機變頻調速實(shí)驗時(shí)，直流電動(dòng)機作為發(fā)電機運行，并將電能通過(guò)調速器回饋到電網(wǎng)。額定參數如下：
(1) *大輸出功率：6.3kW
(2) 額定電樞電流：15A
(3) 額定電樞電壓：420V
(4) 額定勵磁電流：3A
(5) 額定勵磁電壓：325V
(6) 通訊口：RS485/232，支持USS通訊協(xié)議
3. 工業(yè)平板電腦（IPPC）
系統采用IPPC作為系統監控的硬件平臺，前面板采用鋁合金材料，表面陽(yáng)極氧化拉絲處理工藝，配置如下：
(1) 顯示器：12.1寸液晶
(2) CPU：凌動(dòng)N270，1.6GHz
(3) 主板：微星A9830IMS
(4) 內存：DDR2 1G
(5) 硬盤(pán)：160G
(6) 觸摸屏：5線(xiàn)電阻觸摸屏
(7) 網(wǎng)卡：10-100M
(8) 串口：5個(gè)
(9) USB：4個(gè)
(10) VGA接口：1個(gè)
(11) PCI插槽：1個(gè)
(三) 全功率變流器柜
變流器控制柜含全功率變流器主回路和控制系統。
1. 技術(shù)指標:
(1) 額定工作電壓：380VAC
(2) 額定處理容量：5kVA
(3) 電流畸變率：＜10%
(4) 直流額定電壓：650V
(5) 功率因數：±0.9可調
(6) 控制方式：采用DSP全數字化控制
(7) 并網(wǎng)控制：自動(dòng)軟并網(wǎng)
(8) 電磁屏蔽措施：金屬殼屏蔽保護
(9) 故障診斷能力：過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)熱保護等
(10) 冷卻方式：強制風(fēng)冷
(11) 頻率精度：±0.03Hz
(12) 并網(wǎng)沖擊電流、電壓：＜5%
(13) 控制誤差：＜4%
(四) 智能電量監測儀
1. 測量三相電流，三相相/線(xiàn)電壓、有功功率、無(wú)功功率、功率因數等電量
2. 2-31次諧波測量
3. 四象限電能計量：±有功電能（kWh），±無(wú)功電能（kVarh）
4. 標準PT、CT輸入，適用于各種電壓等級及接線(xiàn)方式
5. RS-485通訊接口，Modbus RTU通訊規約
(五) PLC控制器
西門(mén)子S7-200系列CPU224XP型主機。
(六) 大功率三相自耦調壓器
額定容量：9kVA，原邊額定輸入三相AC380V，副邊AC 0～430V可調。
(七) 監控軟件
主要包括風(fēng)力機模擬器上位機界面、網(wǎng)側變流器電量監測，全功率變流器保護狀態(tài)監視等功能。
(八) 風(fēng)力發(fā)電系統仿真軟件
本軟件界面生動(dòng)直觀(guān)、易學(xué)易用，能夠提高教學(xué)效率和學(xué)習的興趣，加深學(xué)生對知識的理解和運用。系統通過(guò)產(chǎn)品說(shuō)明、器件展示、裝配演示、運行演示等方面講述風(fēng)力發(fā)電系統的結構組成及運行過(guò)程（開(kāi)標現場(chǎng)演示）。
產(chǎn)品說(shuō)明：運用生動(dòng)的仿真動(dòng)畫(huà)和實(shí)物圖，從理論上介紹大型風(fēng)力發(fā)電系統運行的原理及各個(gè)器件的作用。
器件展示：以3D仿真的形式單獨展示大型風(fēng)力發(fā)電系統的各個(gè)器件，方便學(xué)生觀(guān)察器件的結構形狀，真實(shí)的反映出器件的工作過(guò)程，直觀(guān)生動(dòng)的模擬出器件運行所要達到的效果，使學(xué)生熟悉器件的工作原理。
裝配演示：以3D仿真的形式展示大型風(fēng)力發(fā)電系統的變槳、偏航等機構的裝配過(guò)程，讓學(xué)生直觀(guān)了解大型風(fēng)力發(fā)電系統的結構和裝配過(guò)程。
運行演示：以3D仿真的形式展示大型風(fēng)力發(fā)電系統的變槳、偏航等機構的運行過(guò)程，讓學(xué)生直觀(guān)了解大型風(fēng)力發(fā)電系統的運行過(guò)程。
相關(guān)實(shí)訓考核平臺：
LG-GF02型 太陽(yáng)能教學(xué)實(shí)驗臺,光伏太陽(yáng)能實(shí)訓臺
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LG-FG02型 風(fēng)光互補發(fā)電、充電、逆變實(shí)訓裝置
LG-FG03型 風(fēng)光互補發(fā)電、充電、逆變實(shí)訓裝置
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LG-TG02型 小型模擬太陽(yáng)升降、太陽(yáng)跟蹤、光伏發(fā)電、充電逆變實(shí)訓裝置
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新能源實(shí)訓考核裝置
太陽(yáng)能教學(xué)實(shí)訓臺
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關(guān)鍵詞： 數控車(chē)床 實(shí)訓設備 實(shí)訓裝置 教學(xué)儀器 教學(xué)設備 實(shí)驗設備 實(shí)驗平臺 實(shí)訓臺 考核裝置 實(shí)訓系統 實(shí)驗裝置 數控技術(shù) 技能實(shí)訓 數控系統 電氣控制 實(shí)訓鑒定 實(shí)驗系統 數控軟件 數控實(shí)訓 電氣技術(shù) 實(shí)訓目錄 數控銑床 高教設備 職教設備 實(shí)訓車(chē)床 PLC控制 PLC技術(shù) PLC實(shí)驗 變頻調速 PLC實(shí)訓
風(fēng)力發(fā)電實(shí)訓平臺采用模塊化結構設計，可通過(guò)多種方式設計新能源應用系統。平臺集電子信息、電力電子、自動(dòng)控制等技術(shù)的綜合應用于一體，能滿(mǎn)足電子信息工程、電氣工程及其自動(dòng)化、自動(dòng)化等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗教學(xué)、工程設計和科研創(chuàng )新。
一、 技術(shù)性能
1. 輸入電壓：三相四線(xiàn)制AC380V±10% 50Hz
2. 工作環(huán)境：環(huán)境溫度-5℃～+40℃ 相對濕度＜85%（25℃） 海拔＜4000m
3. 裝置容量：＜5.0kVA
二、 系統配置要求
系統由永磁同步風(fēng)力發(fā)電機組、模擬風(fēng)力機控制柜、系統顯示屏、全功率變流器柜、無(wú)窮大系統、監控軟件六部分構成。風(fēng)力發(fā)電機組可選用雙饋電機等多形式。
(一) 永磁同步風(fēng)力發(fā)電機組
發(fā)電機組由直流電動(dòng)機、三相永磁同步發(fā)電機、轉速傳感器、機組固定底盤(pán)及配套件等四部分組成。
1. 直流電動(dòng)機
直流電動(dòng)機采用Z4系列國標電機，具有散熱風(fēng)機，參數如下：
(1) 額定電樞電壓：DC440V
(2) 額定功率：4kW
(3) 額定轉速：1500r/min
2. 三相永磁同步發(fā)電機
(1) 額定功率：3kW
(2) 額定電壓：AC380V（線(xiàn)電壓）
(3) 額定轉速：1500r/min
(4) 額定轉矩：19N.M
(5) 極數：4極
3. 轉速傳感器
轉速傳感器采用1024線(xiàn)增量型光電編碼器，推挽輸出，精度高、抗干擾性強。
4. 機組固定底座及配套件
機組底座采用整體翻砂件，表面平整度高，直流電動(dòng)機與永磁發(fā)電機采用橡膠連軸器軟連接，為保護學(xué)生安全，配有防護罩。底座裝設帶減震功能支撐腳，為方便機組移動(dòng)裝設方向輪1只，定向輪2只。
(二) 模擬風(fēng)力機控制柜
風(fēng)力機模擬柜由模擬表頭、工業(yè)一體化PC、數字直流調速器等主要元件構成?？刂乒耠娫催M(jìn)線(xiàn)采用漏電保護開(kāi)關(guān)。
1. 模擬表頭
采用國標6L2系列表頭，含原動(dòng)機電樞電壓表、原動(dòng)機電樞電流表、系統進(jìn)線(xiàn)電壓表，配三相線(xiàn)電壓切換顯示開(kāi)關(guān)。
2. 數字直流調速器
采用功能強大的西門(mén)子6RA70型數字四象限直流調速器作為原動(dòng)機的驅動(dòng)裝置。在完成風(fēng)力發(fā)電部分實(shí)驗時(shí)，作為原動(dòng)機，并與監控軟件一起模擬風(fēng)力機，拖動(dòng)永磁同步發(fā)電機運行。在完成永磁同步電機變頻調速實(shí)驗時(shí)，直流電動(dòng)機作為發(fā)電機運行，并將電能通過(guò)調速器回饋到電網(wǎng)。額定參數如下：
(1) *大輸出功率：6.3kW
(2) 額定電樞電流：15A
(3) 額定電樞電壓：420V
(4) 額定勵磁電流：3A
(5) 額定勵磁電壓：325V
(6) 通訊口：RS485/232，支持USS通訊協(xié)議
3. 工業(yè)平板電腦（IPPC）
系統采用IPPC作為系統監控的硬件平臺，前面板采用鋁合金材料，表面陽(yáng)極氧化拉絲處理工藝，配置如下：
(1) 顯示器：12.1寸液晶
(2) CPU：凌動(dòng)N270，1.6GHz
(3) 主板：微星A9830IMS
(4) 內存：DDR2 1G
(5) 硬盤(pán)：160G
(6) 觸摸屏：5線(xiàn)電阻觸摸屏
(7) 網(wǎng)卡：10-100M
(8) 串口：5個(gè)
(9) USB：4個(gè)
(10) VGA接口：1個(gè)
(11) PCI插槽：1個(gè)
(三) 全功率變流器柜
變流器控制柜含全功率變流器主回路和控制系統。
1. 技術(shù)指標:
(1) 額定工作電壓：380VAC
(2) 額定處理容量：5kVA
(3) 電流畸變率：＜10%
(4) 直流額定電壓：650V
(5) 功率因數：±0.9可調
(6) 控制方式：采用DSP全數字化控制
(7) 并網(wǎng)控制：自動(dòng)軟并網(wǎng)
(8) 電磁屏蔽措施：金屬殼屏蔽保護
(9) 故障診斷能力：過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)熱保護等
(10) 冷卻方式：強制風(fēng)冷
(11) 頻率精度：±0.03Hz
(12) 并網(wǎng)沖擊電流、電壓：＜5%
(13) 控制誤差：＜4%
(四) 智能電量監測儀
1. 測量三相電流，三相相/線(xiàn)電壓、有功功率、無(wú)功功率、功率因數等電量
2. 2-31次諧波測量
3. 四象限電能計量：±有功電能（kWh），±無(wú)功電能（kVarh）
4. 標準PT、CT輸入，適用于各種電壓等級及接線(xiàn)方式
5. RS-485通訊接口，Modbus RTU通訊規約
(五) PLC控制器
西門(mén)子S7-200系列CPU224XP型主機。
(六) 大功率三相自耦調壓器
額定容量：9kVA，原邊額定輸入三相AC380V，副邊AC 0～430V可調。
(七) 監控軟件
主要包括風(fēng)力機模擬器上位機界面、網(wǎng)側變流器電量監測，全功率變流器保護狀態(tài)監視等功能。
(八) 風(fēng)力發(fā)電系統仿真軟件
本軟件界面生動(dòng)直觀(guān)、易學(xué)易用，能夠提高教學(xué)效率和學(xué)習的興趣，加深學(xué)生對知識的理解和運用。系統通過(guò)產(chǎn)品說(shuō)明、器件展示、裝配演示、運行演示等方面講述風(fēng)力發(fā)電系統的結構組成及運行過(guò)程（開(kāi)標現場(chǎng)演示）。
產(chǎn)品說(shuō)明：運用生動(dòng)的仿真動(dòng)畫(huà)和實(shí)物圖，從理論上介紹大型風(fēng)力發(fā)電系統運行的原理及各個(gè)器件的作用。
器件展示：以3D仿真的形式單獨展示大型風(fēng)力發(fā)電系統的各個(gè)器件，方便學(xué)生觀(guān)察器件的結構形狀，真實(shí)的反映出器件的工作過(guò)程，直觀(guān)生動(dòng)的模擬出器件運行所要達到的效果，使學(xué)生熟悉器件的工作原理。
裝配演示：以3D仿真的形式展示大型風(fēng)力發(fā)電系統的變槳、偏航等機構的裝配過(guò)程，讓學(xué)生直觀(guān)了解大型風(fēng)力發(fā)電系統的結構和裝配過(guò)程。
運行演示：以3D仿真的形式展示大型風(fēng)力發(fā)電系統的變槳、偏航等機構的運行過(guò)程，讓學(xué)生直觀(guān)了解大型風(fēng)力發(fā)電系統的運行過(guò)程。
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