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高性價(jià)比風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電實(shí)訓(xùn)裝置

字號(hào):T|T

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 文章來源:www.hdvdr.com編輯:中人教儀廠時(shí)間:2020-07-21 11:32

大型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

主要技術(shù)規(guī)格及要求
1. 實(shí)訓(xùn)裝置的組成及總體要求
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組裝配與調(diào)試實(shí)訓(xùn)裝置由風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)、風(fēng)電機(jī)組操作與監(jiān)控系統(tǒng)、上位機(jī)編程系統(tǒng)等組成,配置小型起吊裝置、安全用品及各類操作工具。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)械部分采用真實(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)械結(jié)構(gòu),對(duì)實(shí)際風(fēng)機(jī)主要部件采用比例縮小方式設(shè)計(jì),其外形與真實(shí)風(fēng)電機(jī)組相同,可完成機(jī)組各部分的機(jī)械與電氣裝配模擬實(shí)訓(xùn),并采用小型起吊裝置完成吊裝,最大限度地還原真實(shí)風(fēng)電機(jī)組的裝配與吊裝工藝。
裝置電氣部分采用模塊化處理方式,通過前期的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、按圖紙連線以及自主編寫程序來實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電機(jī)組的調(diào)試與控制,可使學(xué)員在整機(jī)的電氣設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試等實(shí)際操作方面得到體驗(yàn)和鍛煉。
裝置的操作實(shí)訓(xùn)可分為裝配區(qū)、吊裝區(qū)、操作區(qū)、調(diào)試區(qū)四大部分,對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組從整機(jī)廠安裝到出廠調(diào)試、風(fēng)電場吊裝與調(diào)試都提供了多區(qū)域操作平臺(tái),通過實(shí)際操作增強(qiáng)風(fēng)電工程的實(shí)踐能力,滿足教學(xué)實(shí)訓(xùn)需求。
 總體要求
(1)主要設(shè)備尺寸:風(fēng)電機(jī)組:約1660 mm×1660 mm×1710mm
                   電器柜:約800 mm×500 mm×1850mm
                   起吊裝置:約3000 mm×1500 mm×3000mm
(2)單套設(shè)備工位面積要求:約25平方米(約長5000 mm×寬5000mm);
    (3)設(shè)備電源:機(jī)組電源:單相三線制 AC220V±10%   50Hz
(4)設(shè)備最大輸出總功率:4kVA。
(5)總體重量:≤500KG
(6)安全保護(hù)措施:具有過壓、過載、漏電等保護(hù)措施,符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
(7)工作環(huán)境:溫度:-10°C ~ +40°C
相對(duì)濕度:≤ 85%(25°C)
2. 裝置的詳細(xì)技術(shù)參數(shù)
 1).風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的組成及參數(shù)要求
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要由風(fēng)輪、機(jī)艙、發(fā)電系統(tǒng)、塔筒等組成,各個(gè)部分均可獨(dú)立進(jìn)行機(jī)械拆裝并可以進(jìn)行分步吊裝,如塔筒吊裝、機(jī)艙吊裝、發(fā)電機(jī)吊裝、風(fēng)輪吊裝、葉片吊裝等。
參數(shù)要求:


序號(hào) 名稱 型號(hào)規(guī)格 單位 數(shù)量
風(fēng)輪的主要機(jī)械部件參數(shù)要求
1 輪轂 Φ352×305;材質(zhì):6061 1
2 風(fēng)輪工裝 Φ220×300;材質(zhì):6061 1
3 變槳軸承 Φ270×Φ190×21;材質(zhì):50MnT;技術(shù)參數(shù):內(nèi)齒型 模數(shù)1.5 齒數(shù)130 3
4 變槳電機(jī) Φ24×112;技術(shù)參數(shù):帶小齒輪
模數(shù)1.5 齒數(shù)19 偏心量0.5mm
3
5 編碼器組件 66×60×20;技術(shù)參數(shù):帶小齒輪
模數(shù)1.5 齒數(shù)20
3
6 限位開關(guān)組件   3
7 變槳控制柜   3
8 導(dǎo)流罩上支架 Φ310×Φ130×4;材質(zhì):6061 1
9 導(dǎo)流罩下支架 63×60×30;材質(zhì):6061 3
10 導(dǎo)流罩上罩 Φ340×95;材質(zhì):ABS或玻璃鋼 1
11 導(dǎo)流罩下罩 Φ450×315;材質(zhì):ABS或玻璃鋼 1
12 葉片 材質(zhì):ABS或玻璃鋼 個(gè) 3
機(jī)艙的主要機(jī)械部件參數(shù)要求
1 底盤 360×360×290;材質(zhì):6061 1
2 底盤正置工裝 Φ260×300;材質(zhì):6061 1
3 底盤倒置工裝 340×340×300;材質(zhì):6061 1
4 偏航軸承 Φ320×Φ220×25;材質(zhì):50MnT;
技術(shù)參數(shù):外齒型 模數(shù)2 齒數(shù)158
1
5 偏航電機(jī) Φ60×140;技術(shù)參數(shù):帶小齒輪
模數(shù)2 齒數(shù)19 偏心量0.5mm
2
6 機(jī)艙控制柜   1
7 輪滑泵   1
8 液壓   1
9 機(jī)艙罩支架 Φ590×530;材料:ABS或玻璃鋼 4
10 機(jī)艙罩左罩 Φ590×530;材料:ABS或玻璃鋼 1
11 機(jī)艙罩右罩 Φ590×530;材料:ABS或玻璃鋼 1
12 機(jī)艙罩上罩 Φ590×530;材料:ABS或玻璃鋼 1
13 機(jī)艙罩上蓋 Φ590×530;材料:ABS或玻璃鋼 1
發(fā)電系統(tǒng)的主要機(jī)械部件參數(shù)要求
1 發(fā)電機(jī) Φ580×220; 1
2 滑環(huán) Φ50×30;技術(shù)參數(shù):36路 個(gè) 1
塔筒及底座等機(jī)械部件參數(shù)要求
1 塔筒底座 1660×1660×150;材質(zhì):6061;分體設(shè)計(jì)、福馬輪移動(dòng)或固定位置 1
2 上塔筒 Φ280×Φ270×300;材質(zhì):6061 個(gè) 1
3 中塔筒 Φ280×Φ270×300;材質(zhì):6061 個(gè) 1
4 下塔筒 Φ280×Φ270×300;材質(zhì):6061 個(gè) 1
 
2).控制、操作與監(jiān)控系統(tǒng)的組成及參數(shù)要求
    該系統(tǒng)主要由控制系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等組成。
    控制系統(tǒng)主要由主控PLC(西門子300系列)、變槳電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、偏航電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電網(wǎng)檢測模塊、電機(jī)檢測模塊、逆變器、整流器、互感器、溫度、編碼器、限位開關(guān)、信號(hào)放大器、穩(wěn)壓電源、直流電壓變送器組成??蓪?shí)現(xiàn)對(duì)變槳系統(tǒng)控制、偏航系統(tǒng)控制、發(fā)電系統(tǒng)控制及對(duì)應(yīng)相關(guān)電壓、電流、功率、轉(zhuǎn)速、位置的控制及反饋。
操作系統(tǒng)主要由按鈕、按鈕開關(guān)、旋鈕、急停按鈕、遠(yuǎn)程手持按鈕、電位器、鑰匙開關(guān)、斷路器、安全鏈、人界界面組成??赏ㄟ^操作相關(guān)器件及界面按鈕,完成機(jī)組運(yùn)動(dòng)控制。
監(jiān)控系統(tǒng)主要由上位機(jī)人界界面組成,實(shí)時(shí)反饋當(dāng)前機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)(變槳速度、變槳位置、開關(guān)槳狀態(tài)、機(jī)組狀態(tài)、偏航速度、偏航角度、扭纜角度、液壓值、剎車狀態(tài)、機(jī)組故障報(bào)警、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、電壓、電流、頻率、功率及電網(wǎng)各項(xiàng)參數(shù)等)。
參數(shù)要求
(1)變槳及偏航電機(jī)

變槳電機(jī) 偏航電機(jī)
型號(hào) zwmd012012-1296 型號(hào) ZGA17RU(A3001)
額定電壓 12VDC 額定電壓 12VDC
空載轉(zhuǎn)速 7RPM 空載轉(zhuǎn)速 6RPM
電流 80mA 電流 100mA
負(fù)載轉(zhuǎn)速 5 RPM 負(fù)載轉(zhuǎn)速 4RPM
負(fù)載電流 260mA 負(fù)載電流 300mA
負(fù)載轉(zhuǎn)矩 175.6mN.m 負(fù)載轉(zhuǎn)矩 147 mN.m
· 支持電機(jī)電壓9V~24V,最大負(fù)載電流10A(持續(xù)30秒),7A(長時(shí)間),10A保險(xiǎn)絲
· 支持電位器/0~5V模擬信號(hào)與TTL電平/-5V~+5V差分模擬信號(hào)或RS485多種控制方式
· 支持PWM調(diào)速(調(diào)壓)、恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速(穩(wěn)流)、自測速閉環(huán)調(diào)速(穩(wěn)速)、外接測速發(fā)電機(jī)閉環(huán)調(diào)速(穩(wěn)速)多種調(diào)速方式
· 電機(jī)電流PID調(diào)節(jié)控制,電流控制精度0.1A,最大啟動(dòng)/負(fù)載電流、制動(dòng)(剎車)電流可分別配置;支持電機(jī)過載和堵轉(zhuǎn)限流,防止過流損壞電機(jī);支持恒電流制動(dòng)(剎車),電機(jī)剎車時(shí)間短、沖擊力小
· 支持電機(jī)正反轉(zhuǎn)雙向調(diào)速,可使用電位器調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速;可通過串口預(yù)設(shè)正/反轉(zhuǎn)速度并存儲(chǔ),通過開關(guān)或按鈕控制啟停和方向
· 支持電機(jī)正反轉(zhuǎn)限位,可外接兩個(gè)行程開關(guān)分對(duì)正反轉(zhuǎn)限位
· 支持電機(jī)換向頻率(轉(zhuǎn)速)自測量及穩(wěn)速,支持電機(jī)堵轉(zhuǎn)檢測/堵轉(zhuǎn)限位停轉(zhuǎn)
· 支持RS485多機(jī)通訊,支持MODBUS-RTU通訊協(xié)議,方便多種控制器(如單片機(jī)、PC機(jī)或PLC)通訊控制,支持通訊中斷停機(jī)保護(hù)
· 18kHz的PWM頻率,此頻率已接近人耳聽覺上限,電機(jī)調(diào)速無囂叫聲
· 極小的PWM死區(qū),僅0.5us,PWM有效范圍0.1%~99.9%
· 全部接口ESD防護(hù),可適應(yīng)復(fù)雜的現(xiàn)場環(huán)境
· 極小的尺寸,僅5.5cm×5.5cm,高2.8cm
(2)變槳電機(jī)及偏航電機(jī)驅(qū)動(dòng)器參數(shù)
支持電機(jī)電壓9V~24V;
最大負(fù)載電流10A(持續(xù)30秒),7A(長時(shí)間),10A保險(xiǎn)絲;
支持電位器/0~5V模擬信號(hào)與TTL電平/-5V ~ +5V差分模擬信號(hào)或RS485多種控制方式支持PWM調(diào)速(調(diào)壓)、恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速(穩(wěn)流)、自測速閉環(huán)調(diào)速(穩(wěn)速)、外接測速發(fā)電機(jī)閉環(huán)調(diào)速(穩(wěn)速)多種調(diào)速方式電機(jī)電流PID調(diào)節(jié)控制,電流控制精度0.1A,最大啟動(dòng)/負(fù)載電流、制動(dòng)(剎車)電流可分別配置;
支持電機(jī)過載和堵轉(zhuǎn)限流,防止過流損壞電機(jī);支持恒電流制動(dòng)(剎車),電機(jī)剎車時(shí)間短、沖擊力小支持電機(jī)正反轉(zhuǎn)雙向調(diào)速,可使用電位器調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速;
可通過串口預(yù)設(shè)正/反轉(zhuǎn)速度并存儲(chǔ),通過開關(guān)或按鈕控制啟停和方向;
支持電機(jī)正反轉(zhuǎn)限位,可外接兩個(gè)行程開關(guān)分對(duì)正反轉(zhuǎn)限位;
支持電機(jī)換向頻率(轉(zhuǎn)速)自測量及穩(wěn)速,支持電機(jī)堵轉(zhuǎn)檢測/堵轉(zhuǎn)限位停轉(zhuǎn);
支持RS485多機(jī)通訊,支持MODBUS-RTU通訊協(xié)議,方便多種控制器(如單片機(jī)、PC機(jī)或PLC)通訊控制,支持通訊中斷停機(jī)保護(hù);
18kHz的PWM頻率,此頻率已接近人耳聽覺上限,電機(jī)調(diào)速無囂叫聲;
極小的PWM死區(qū),僅0.5us,PWM有效范圍0.1%~99.9%;
全部接口ESD防護(hù),可適應(yīng)復(fù)雜的現(xiàn)場環(huán)境;
尺寸:5.5cm×5.5cm,高2.8cm。
(3)直流拖動(dòng)電機(jī)參數(shù)
額定功率:500W;
額定功率:500W;
額定轉(zhuǎn)速:3000RPM;
額定電壓:DC310V;
額定扭矩:16NM;
(4)拖動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器參數(shù)
額定功率:700W;
輸入電壓:AC180/250V;
額定電流:4A;
輸出電壓:DC310V;
保存溫度 -20℃~+65℃使用環(huán)境 避免粉塵、油煙及腐蝕性氣體的直接接觸;
溫度: 0-45℃;
濕度: < 80%,無凝霜、無結(jié)霜;
震動(dòng): 5.9m/S² MAX保存濕度 0~95%RH;
體積: (長)143mm*(寬)80mm*(高)33mm。
(5)發(fā)電機(jī)參數(shù)
型式:三相交流稀土永磁發(fā)電機(jī);
額定功率:200W;
額定電壓:DC24V;
啟動(dòng)扭矩:0.5N;
額定轉(zhuǎn)速:600RPM;
(6)風(fēng)機(jī)變流器參數(shù)
輸出電壓:AC220V;
額定功率:300W;
空載電流:≤0.3A;
效率:≥88%;
功率因數(shù):≥0.8;
直流母線電壓:DC21-30V;
欠壓保護(hù):21±0.3V;
過壓保護(hù):31±0.3V。
(7)監(jiān)控一體機(jī)參數(shù)
可監(jiān)控顯示風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行參數(shù),包含當(dāng)前變槳狀態(tài)、偏航狀態(tài)、發(fā)電狀態(tài)、電網(wǎng)電壓、電流、功率、系統(tǒng)工作狀態(tài)、系統(tǒng)風(fēng)速切入點(diǎn)、切入時(shí)間、切入保持時(shí)間等參數(shù),并可對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。
一體機(jī)參數(shù):嵌入式,19寸電阻屏,主板J1900, CPU  四核1.99G ,內(nèi)存4G ,硬盤64G固態(tài) 。
 
3).上位機(jī)編程系統(tǒng)參數(shù)
專用上位機(jī)編程系統(tǒng)與PLC通訊并對(duì)PLC進(jìn)行編程。
上位機(jī)采用品牌計(jì)算機(jī),放置在電腦桌上。
上位機(jī)配置:處理器i5系列,4G內(nèi)存,500G硬盤,集成顯卡,DVD光驅(qū),集成網(wǎng)卡/聲卡,鍵盤鼠標(biāo),23"寬屏液晶顯示器。
電腦桌尺寸:600 mm×900 mm×750mm
 
3.裝置的主要功能
1).可完成的專項(xiàng)技能競賽任務(wù)
可完成如下競賽任務(wù):
(1)風(fēng)輪安裝與調(diào)試
l 任務(wù)一、風(fēng)輪組裝
l 任務(wù)二、變槳系統(tǒng)電氣組裝
l 任務(wù)三、變槳系統(tǒng)編程
l 任務(wù)四、變槳系統(tǒng)調(diào)試與運(yùn)行
(2)機(jī)艙安裝與調(diào)試
l 任務(wù)五、機(jī)艙組裝
l 任務(wù)六、偏航系統(tǒng)電氣組裝
l 任務(wù)七、偏航系統(tǒng)編程
l 任務(wù)八、偏航系統(tǒng)調(diào)試與運(yùn)行
(3)整機(jī)吊裝
l 任務(wù)九、塔筒吊裝
l 任務(wù)十、機(jī)艙吊裝
l 任務(wù)十一、發(fā)電機(jī)吊裝
l 任務(wù)十二、風(fēng)輪吊裝
l 任務(wù)十三、葉片吊裝
(4)整機(jī)調(diào)試與運(yùn)行
l 任務(wù)十四、整機(jī)電氣組裝
l 任務(wù)十五、風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)編程
l 任務(wù)十六、整機(jī)調(diào)試與運(yùn)行
  2).可擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
l 直驅(qū)永磁發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)講解實(shí)驗(yàn);
l 永磁發(fā)電機(jī)及變流器原理介紹實(shí)驗(yàn);
l 風(fēng)能模擬實(shí)驗(yàn);
l 風(fēng)模型原理及建立實(shí)驗(yàn);
l 風(fēng)速對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn);
l 機(jī)組空載運(yùn)行實(shí)驗(yàn);
l 變槳自動(dòng)調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn);
l 偏航自動(dòng)調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn);
l 扭纜、解纜實(shí)驗(yàn);
l 發(fā)電性能及測量實(shí)驗(yàn);
l 模擬風(fēng)速變化引發(fā)的風(fēng)機(jī)切入和切出控制實(shí)驗(yàn);
l 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸出電壓、電流、頻率關(guān)系實(shí)驗(yàn);
l 最大功率跟蹤實(shí)驗(yàn);
l 并網(wǎng)、脫網(wǎng)、發(fā)電實(shí)驗(yàn);
l 發(fā)電功率調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)。
50kW太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)
主要技術(shù)規(guī)格及要求
1、預(yù)計(jì)完成5kW發(fā)電量,占地面積40平米,可觀賞型,可作為地面使用(但不得有堅(jiān)硬東西磕地面,或者汽車等大型重物附著上面)。
2、發(fā)電功能:發(fā)出電可供大型LED顯示屏、可供教學(xué)樓夜裝飾燈用,達(dá)到夜飾燈與光伏發(fā)電互補(bǔ)功能。
3、電池組件選用型號(hào)為:250W,主要參數(shù)為:輸出峰值功率 250Wp、峰值電壓 36V、峰值工 作電流 6.94、開路電壓 43.2V、短路電流 8.3 A 。
4、太陽能電池由 2 塊串聯(lián)成 1 個(gè)組,共 10組,并聯(lián)成一路輸入,控制器需要 1 路。需要 250Wp 規(guī)格組件10 塊為一個(gè)方陣總功率為:250Wpx10=2500Wpx2,共2個(gè)方陣。
5、太陽能電池方陣的主要技術(shù)參數(shù)為:
5.1 工作電壓 72V,開路電壓 86.4V;
5.2 工作電流 69.4 A,短路電流83.3 A;
5.3 轉(zhuǎn)換效率大于 17%;
5.4工作溫度-40℃~90℃。
6、太陽能電池方陣的主要特點(diǎn):
6.1 采用高效率晶體硅太陽電池片,轉(zhuǎn)換效率高:≥17%;
6.2 使用壽命長:≥25 年,衰減?。?br /> 6.3 采用無螺釘緊固鋁合金邊框,便于安裝,抗機(jī)械強(qiáng)度高;
6.4 采用高透光率鋼化玻璃封裝,透光率和機(jī)械強(qiáng)度高;
6.5 采用密封防水的多功能接線盒。

 

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