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    風力發電教學實驗系統工作原理

    2019-03-19 分享

    風力發電的原理是利用風力帶動風車葉片旋轉,再透過增速機將旋轉的速度提升,來促使發電機發電。依據目前的風車技術,大約是每秒三公尺的微風速度(微風的程度),便可以開始發電。風力發電機由機頭、轉體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要,各部分功能為:葉片用來接受風力并通過機頭轉為電能;尾翼使葉片始終對著來風的方向從而獲得最大的風能;轉體能使機頭靈活地轉動以實現尾翼調整方向的功能;機頭的轉子是永磁體,定子繞組切割磁力線產生電能。風力發電機因風量不穩定,故其輸出的是13~25V變化的交流電,須經充電器整流,再對蓄電瓶充電,使風力發電機產生的電能變成化學能。然后用有保護電路的逆變電源,把電瓶里的化學能轉變成交流220V市電,才能保證穩定使用。機械連接與功率傳遞水平軸風機槳葉通過齒輪箱及其高速軸與萬能彈性聯軸節相連,將轉矩傳遞到發電機的傳動軸,此聯軸節應按具有很好的吸收阻尼和震動的特性,表現為吸收適量的徑向、軸向和一定角度的偏移,并且聯軸器可阻止機械裝置的過載。另一種為直驅型風機槳葉不通過齒輪箱直接與電機相連風機電機類型。

    風力發電教學實驗實訓裝置是由發電單元、充電單元、電力蓄能單元、逆變模塊、控制單元、載單元、顯示單元共七大單元系統組成,系統能進行風力發電相關全過程實驗,是職高、大學、研究生以風力發電為主課題的研究和培訓、教學的理想產品。

    風力發電教學實驗實訓裝置教學特點:

    1、系統實驗平臺集成了室內溫/濕度儀,風速測量系統,讓使用者操作起來更直觀。

    2、系統采用數字化DSP技術,對蓄電池充放電進行全智能化的管理。

    3、系統面板上采用直觀的數字儀表和液晶顯示,讓用戶即時了解系統工作狀態。

    4、系統上的離網電源可以為用戶提供交流110V/220V純正弦波交流電能。

    5、風力發電教學實驗系統,可以讓實訓學生自行拆裝移動,使用簡便、節能環保、無污染。

    6、增加分布式發電原理與實驗模塊,讓學生增加對新知識的理解

    風力發電教學實驗實訓裝置技術參數:

    風力系統:

    1、風輪直徑:1.65(m)

    2、啟動風速:1.5(m/s)

    3、額定風速:12(m/s)

    4、安全風速:35(m/s)

    5、工作形式:上風式永磁同步發電機

    6、 風葉旋轉方向:順時針

    7、風葉數量:3(片)   

    8、風葉材料:玻璃增強聚丙烯材料

    9、電機材料:鋁合金&不銹鋼

    10、模擬風洞:風量:34073 m3/h,1275Pa-2138Pa,2.2kW;

    充電系統:

    1、額定功率:400(W)

    2、額定電壓:12/24(V)

    3、額定電流:33.3/16.7(A)

    電力蓄能系統(機內):

    1、儲能形式:閥控式密封鉛酸蓄電池

    2、額定電壓:12V

    3、額定容量:100Ah

    4、充電方法(恒壓),循環︰最大充電電流為5.6A

    逆變模塊系統(機內):

    1、直流輸入電壓:10.5~16.8 VDC

    2、額定蔬出功率:300W

    3、輸出電壓:110/220VAC

    4、輸出波形:純正弦波

    5、輸出頻率:50Hz

    6、工作效率:85%

    7、功率因數:>0.88

    8、波形失真率≤5%

    9、工作環境:溫度-20℃~50℃

    10、相對濕度:﹤90﹪(25℃)

    11、保護功能:極性反接、短路、過熱、過載保護

    控制模塊系統

    1、工作電壓:12VDC

    2、充電功率:500W

    3、風機功率:400W

    4、充電方式:PWM脈寬調制

    5、充電最大電流 16.5A

    6、過放保護電壓 10.5V

    7、過放恢復電壓 12.6V

    8、輸出保護電壓 16.2V

    9、卸載開始電壓(出廠值)15V

    10、卸載開始電流(出廠值) 12A

    11、控制器設有蓄電池過充、過放電保護、蓄電池開路保護、負載過電壓保護、輸出短路保護、電12、池接反保護、欠壓和過壓防震蕩保護、均衡充電、溫度補償等功能;

    負載模塊裝置系統:

     1、風扇:×1個,額定電壓:12/24V,工作電流:1.25A,功率:15W

     2、交通燈:1組(R,G,B),額定電壓:12/24V,工作電流:0.8A,功率:9.6W

     3、馬達:×1個,額定電壓:12/24V,工作電流:0.35A,功率:5W  轉速:20rmp/min

     4、交流LED燈×1個,交流節能燈×1個

     5、直流模擬負載:12V/24V/28WLED路燈板,帶PWM調光功能,輸出功率可設置

    顯示裝置系統:

     1、直流電流表:× 1個,20A, 顯示模式︰0.5”LED

     2、直流電壓表:× 1個,50V, 顯示模式︰0.5”LED

     3、交流電壓表:× 1個,500V,顯示模式︰0.5”LED

     4、交流電流表:× 1個,5A,  顯示模式︰0.5”LED

     5、交流電壓表:× 1個,50V, 顯示模式︰0.5”LED

     6、交流電流表:× 1個,50A, 顯示模式︰0.5”LED

     7、時間、溫/濕度表:× 1個,-20~99.9℃  顯示時間,室內溫、濕度

     8、風機轉速表:× 1個,5A,  顯示模式︰0.5”LED

     9、風速風向儀:風速:0~45M/S

     風向:0~360°

     精度±0.3M/S±3°

     工作電源:AC220V,50HZ,DC12V可選

     過風速報警、欠風速報警、液晶顯示風速、配有與PC通訊的接口

    電氣開關操作柜:

    1、交流漏電開關、緊急停止開關、儀表開關、風機輸入開關、直流輸入開關

    2、儀表顯示、控制按鈕(開關)、智能型風光互補控制器、風速儀、鼓風機調速。

    監控軟件:

    1、PC監控模塊:監控主機、監控軟件。

    2、顯示內容:蓄電池電壓、風機電壓、光伏電壓、風機電流、光伏電流、風機功率、光伏功率,能量模擬圖,當前風速(米/秒),當前風向(度),當前風力資源平估。

    風力發電教學實驗實訓裝置實驗內容:

    實驗1.風力發電基礎理論原理性實驗

    實驗2.風力發電系統設計實驗

    實驗3.風力發電基礎理論與應用技術仿真實驗

    實驗4.風力發電相關測量技術實驗

    實驗5.風力發電控制技術實驗

    實驗6.風力發電電力電子實驗

    實驗7.過放保護、過放恢復、過充保護、過充恢復、均充保護、均充恢復、浮充保護、浮充恢復

    實驗8.過風速報警、欠風速報警、液晶顯示風速

    實驗9.風力發電系統的直接負載實驗

    實驗10.風力發電系統的風速變化影響實驗

    實驗11.限速機械保護系統原理實驗

    實驗12.限速電控保護系統原理實驗

    實驗13.風機過功率保護實驗

    實驗14.風機超速保護實驗

    實驗15.不同轉速下風力發電曲線實驗

    實驗16.風況檢測實驗

    實驗17.獨立風機系統實驗

    實驗18. 綜合實驗。


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