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BP-FLS01 风电机组微型缩比教学实验台

发布日期:2019-08-13  点击量:1330

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BP-FLS01 风电机组微型缩比教学实验台

一、概述

风能是一种清洁的永续能源,与传统能源相比.风力发电不依赖外部能源,没有燃料价格风险,发电成本稳定。也没有碳排放等环境成本,此外可利用的风能在全球范围内分布都很广泛。

教学实验台按照变速恒频风力发电机组原理缩比设计,能在室内无风源情况下模拟变速恒频风力发电机组的运行模式,系统主要包括:叶片、导流罩、主轴、轴承座、齿轮、滑环、减速机、联轴器、机舱罩、电机、模拟电控柜、底盘、支撑底座、塔筒、回旋轴承、偏航系统、变桨系统等。

该型实验台主要应用于高职高专、大学专科,研究生及风电企业帮助完成风力发电系统相关教学实验任务1、风力发电控制系统策略分析与实践2、变桨系统原理与控制策略学习实践3、偏航系统原理与控制策略实践4、风速即转速与发电效率分析5、风速即转速与发电功率分析6、西门子1200系列PLC编程与实践7、昆仑通泰触摸屏编程学习与实践

 

      

图片仅供参考

二、各单元技术参数

1)缩比模型技术参数

  • 发电机形式:水平轴,上风

  • 风轮旋转方向:顺时针

  • 额定功率:0.3kW

  • 轮毂中心最大高度:1m;

  • 风轮转速:0~15rpm;

  • 叶片模拟:平板有机玻璃;

  • 叶片数量:3片;

  • 轮毂形式:焊接结构

  • 偏航机构:伺服电机减速机1个;

  • 控制系统:可编程控制器;

  • 拖动系统:异步变频电机YC80-0.25kW1500rpm。

  • 机组运行温度范围:-100C—300C相对湿度:≤95%

  • 其它要求:减速机构、主轴、联轴器、轮毂、导流罩、机舱、模拟叶根

    注:轮毂采用普通钢材切割造型焊接而成

    2)系统供电电源

  • 动力电源供电3相四线,AC380V/50Hz;

  • 照明系统AC220V/50Hz(二相三线)

  • 控制电压220V/50Hz;

  • PLC控制电压(主控制器IPC)24V DC;

  • PLC控制电压 (远程IO ET200)24V DC;

  • 通讯系统24V DC / 20mA / RS485。

    3)工作环境条件

  • 环境条件实验室环境;

  •      - 10°C / + 50°C;

  •      海平面以上;

  • 震动/冲击20-30 H6 / 最大 0.1 G;

  • 控制柜环境温度0°C / +40°C。

    4)主动偏航系统

    主动偏航采用主动式电机驱动的可控对风方式,其主要功能是在2米/秒的风速以上时,偏航控制器通过采集风向仪信息经计算后做出偏航决策,使电机对准风向实现风能最大值,具有高度的灵活性和可控性,对风准确稳定。

     

    针对小型风力发电机主动偏航系统,分析研究风能特性、标准风况、极端风况以及风况预测,帮助风力发电机捕获最大风能。

    5机舱缩比演示单元

    模拟机舱上安装发电机、齿轮箱以及相对应的电气驱动装置,同时还在模拟机舱上方安装可调整风速和风向的机械和电气装置

  • 供电电源3相4线,AC380V/50Hz;

  • 辅助电源:AC220V/50Hz

  • 控制电压220V/50Hz;

  • PLC控制电压(主控制器IPC)24V DC;

  • 通讯系统24V DC / 20mA / RS485。

  • 模拟测风系统:12V DC   0-36m/s

  • 偏航系统电源:AC220V/90W  单相电机

    6柜塔筒、底盘

    采用国标钢管根据设计要求进行切割并于底盘焊接在一起,底盘低部安装4个万向滚轮,方便设备移动。

     

    7传感器

    设备安装有的传感大有转速传感器和回旋接近传感器,用于检测发电机的转速和偏航回转角度。

    电感式位移传感器是一种属于金属感应的线性器件接通电源后在开关的感应面将产生一个交变磁场当金属物体接近此感应面时,金属中会产生涡流,而吸收了震荡器的能量,使震荡器输出幅度线性衰退.然后根据衰减置的变化来完成接触监测物体的目的。

位置传感器的输出是三线制接线方式,输出级PNP型的OC门(Open Collector Door,集电极开路输出门)。工作原理是当被测物体未靠近传感器时,OUT端为低电平;当被测物体靠近传感器时,OUT端为高电平,LED灯点亮。

 

位置传感器接线方式

1)接近/限位开关

此开关的作用是,保证偏航控制器,在刚上电时候复位风机组位置,使风机组旋转到初始位置。

2)位移传感器

用来检测风机组旋转的位置,输出的是脉冲,通过检测脉冲的数目来判断当前风机组旋转了多少度。

额定工作距离 Sn

8mm

保证感应距离

≤(0,81×Sn)mm

校正因子

St37=1,V2A~0.7,Ms~0.4,Al~0.3

可重复性

≤2%

温度漂移

≤±10%

迟滞

3~15%

环境温度

-25~+70℃

工作电压

10~30VDC

残余纹波

≤10%USS

直流额定工作电流

≤200mA

空载电流 I0

≤15mA

剩余电流

≤0.1mA

额定绝缘电压

≤0.5kV

3)风速传感器

测量原理

非接触式、磁性扫描

测量范围

0~50m/s

分辨率

<0.1m/s

精度

±0~5m/s

启动速度

<0~4m/s

允许的环境温度

-40~+70℃

允许的相对湿度

0~100%相对湿度

强度

当风速为80m/s时(最长30min)

信号输出

直流4~20mA,最大20.5mA

输入电压

直流24V+50 / -25% ,反接保护

连接端类型

五针插头或三米长5x0.75mm2 电缆

负载电阻=电缆脉冲负载电阻

Rload≤(Umin-9)/0.02(Ω). Umin=最小电源电压

绝缘保护等级

IP64

 

8电气控制柜

主控模块采用西门子S7-1200系列PLC系统,带PROFIBUS, 以太网,串口。实验台提供一套组态软件,提供标准的编程接口。可以采用标准的OPC接口,设定IP地址,通过组态软件与网络控制器联网通讯

控制柜内部面板设置有测量仪表,储运、运行开关/按钮,指示灯,急停按钮等,面板仪表除组态监控软件外可显示各项常规数据,方便读取。

    1) 西门子S7-1200主机:

SIMATIC S7-1200是一款紧凑型、模块化的PLC,可完成简单逻辑控制、高级逻辑控制、HMI 和网络通信等任务单机小型自动化系统的完美解决方案。对于需要网络通信功能和单屏或多屏HMI的自动化系统,易于设计和实施。具有支持小型运动控制系统、过程控制系统的高级应用功能。

2) 触摸屏:

TPC7062TX,是一套以先进的Cortex-A8 CPU为核心(主频600MHz)的高性能嵌入式一体化触摸屏。该产品设计采用了7英寸高亮度TFT液晶显示屏(分辨率800×480),四线电阻式触摸屏(分辨率4096×4096)。同时还预装了MCGS嵌入式组态软件(运行版),具备强大的图像显示和数据处理功能。

 

3) 拖动变频器(MM420-1KW)

  • 电压电压:330-450V AC  ±10%

  • 额定功率:1KW

  • 电源频率:47-63Hz

  • 输出频率:0-650Hz

  • 功率因数:≥0.95

  • 变频效率:97%

  • 过载能力:对于周期时间为60s,300s而言,过载电流1.5×额定输出电流(即150%的过载能力)

  • 冲击电流:小于额定输入电流

  • 控制方法:线性V/f特性曲线;平方I/f特性曲线;多点特性曲线(可编程)I/f;磁通电流控制(FCC)

  • 脉冲频率:16KHz(标准型号为230V1/3AC);4KHz(标准型号为400V 3AC);2KHz至16KHz(2KHz为一档)

  • 固定频率:7,可编程

  • 跳跃频率:4,可编程

  • 设定值分辨率:0.01Hz数字;0.01Hz连续;10bit模拟

  • 数字量输入:3个完全编程隔离的数字量输入模块;可切换PNP/NPN

    4) 偏航变频器(MM420-0.37KW)

  • 电压电压:200-240V AC  ±10%

  • 额定功率:0.37KW

  • 电源频率:47-63Hz

  • 输出频率:0-650Hz

  • 功率因数:≥0.95

  • 变频效率:97%

  • 过载能力:对于周期时间为60s,300s而言,过载电流1.5×额定输出电流(即150%的过载能力)

  • 冲击电流:小于额定输入电流

  • 控制方法:线性V/f特性曲线;平方I/f特性曲线;多点特性曲线(可编程)I/f;磁通电流控制(FCC)

  • 脉冲频率:16KHz(标准型号为230V1/3AC);4KHz(标准型号为400V 3AC);2KHz至16KHz(2KHz为一档)

  • 固定频率:7,可编程

  • 跳跃频率:4,可编程

  • 设定值分辨率:0.01Hz数字;0.01Hz连续;10bit模拟

  • 数字量输入:3个完全编程隔离的数字量输入模块;可切换PNP/NPN

    5) 仪表:

      直流电压表

    具有通信接口、具有手动自动量程、工业级柜装48mm*96mm、精度:0.5级,1000V档位显示格式:999.99(带2个小数点),高精度自动量程显示,正反驳接误差不大于5个字。

      直流电流表

    具有通信接口、具有手动自动量程、工业级柜装48mm*96mm、精度:0.5级,5A档位:4999.9(带1个小数点),高精度自动量程显示,采用透明面板设计,全量程内阻0.1毫欧。

      交流多功能表参数

    功率及功率因数表采用16位高精度AD转换器和高速MPU单元设计而成,通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。软件上采用RTOS设计思路,同时配有PC监控软件来加强分析能力。能测量电路的功率、功率因数。功率测量精度为1.0级,功率因数测量范围0.3-1.0,电压电流量程为450V和5A,能自动判别负载性质(感性,容性,纯电阻)。

    9监控系统

    1)监控系统组成

    监控系统主要由触摸屏、接线排、电源插座、通信线、组态软件组成。

    2)监控系统功能

        通信

    触摸屏、PLC之间进行通信,监控自动跟踪过程与PLC、仪表等之间进行通信。

  1. 配套仿真软件(正版):

    新能源教学系统仿真软件 

    一、多媒体教学软件概述

    1、通过该软件可以系统性学习太阳能光伏硅材料电池片光伏组件光伏组件附属材料光伏应用产品等全部系列光伏知识内容。

    2、配备文字与动画展示并介绍从原材料至成品包括中间环节加工工艺等与使用方法。

    3、多媒体系统自带语音讲解,图、文、声并茂展示讲解、与系统所述文字同步播放,帮助教师对光伏发电课程教案的快速编写,提高学生对新能源专业知识快速掌握和快速学习。

    4、多媒体软件组成

    (1)太阳能光伏硅材料讲解与展示系统

    主要功能

    1、可以展示各种太阳能光伏电池使用的硅材料实物;

    2、配备文字与动画展示各种材料的生产工艺与使用方法

    3、目录(约11课时)

  • 光伏硅产品基本情况介绍

  • 硅单质性质:包括硅的物理性质、化学性质、硅的分类与应用

  • 硅化合物性质:包括二氧化硅、一氧化硅、硅的卤化物、三氯氢硅、硅烷等

  • 硅的生长原理及定型

  • 硅的提纯方法:包括化学提纯与物理提纯方法

  • 多晶硅的制备及其缺陷和杂质:包括冶金硅级制备、高纯多晶硅制备、铸造多晶硅制备

  • 单晶硅的制备及其缺陷和杂质:包括单晶硅生长、单晶硅的杂质与缺陷

  • 单晶硅与多晶硅加工方法

  • 硅薄膜材料:包括非晶硅薄膜材料、多晶硅薄膜材料

  • 硅材料的测试与分析方法:包括导电型号测量、电阻率测量、少子寿命测量、霍尔系数的测定、迁移率的测量、化学性能分析、晶体结构分析等

  • 硅材料测试与分析依据标准(GB标准、UL标准、IEC标准、SEMI标准)

(2)太阳能光伏电池片讲解与展示系统

主要功能

1、可以展示各种太阳能光伏电池片;

2、配备文字与动画展示各种电池片的生产工艺与使用方法

3、目录(约9课时)

  • 太阳能电池片基本情况介绍

  • 太阳能电池片基本结构分析

  • 太阳能电池片分类

  • 晶体硅太阳能电池片生产工艺:包括生产方法与生产设备介绍

  • 晶体硅太阳能电池片生产主要原材料

  • 太阳能电池片测试技术与方法:包括测试方法与测试设备介绍

  • 太阳能电池片测试依据标准

(3)太阳能光伏组件讲解与展示系统

1、可以展示各种太阳能光伏光伏组件;

2、配备文字与动画展示各种光伏组件的生产工艺与使用方法

3、目录(约10课时)

  • 太阳能电池组件基本介绍

  • 太阳能电池组件的分类及各种组件的优缺点

  • 太阳能电池组件的生产工艺介绍及相关设备

  • 太阳电池组件的评定标准

  • 太阳能电池组件的测试方法与测试设备

  • 太阳能电池组件的发展方向

(4)太阳能光伏组件附属材料讲解与展示系统

主要功能

1、可以展示各种太阳能光伏光伏组件附属材料;

2、配备文字与动画展示各种光伏组件附属材料的生产工艺与使用方法

3、目录(约7课时)

  • 太阳能组件附属设施情况介绍

  • 太阳能组件对钢化玻璃的具体要求

  • 太阳能组件对支架铝型材的具体要求

  • 太阳能组件对EVA封胶的具体要求

  • 太阳能组件对TPT背板的具体要求

  • 太阳能组件附属设施检测方法

  • 太阳能组件附属设施测试标准

* 二、展示与讲解内容目录(图、文、声并茂)

2.1 太阳能光伏应用产品讲解与展示系统(5课时)

2.1.1 太阳能发电系统:

2.1.2 家用太阳能发电机直流系统多媒体电视机

2.1.3 太阳能便携电源:

2.1.4 太阳能杀虫灯

2.1.5 太阳能警示灯

2.1.6 太阳能野营灯

2.2 太阳能光伏发电基本原理

2.3 太阳能光伏发电系统组成部分介绍

2.4 太阳能光伏发电系统设计方法

2.5 太阳能光伏电站施工建设方法

2.5.1、项目前期考察 

2.5.2、项目建设前期资料及批复文件 

第一阶段:可研阶段 

第二阶段:获得省级/市级相关部门的批复文件

第三阶段:获得开工许可 

2.5.3、项目施工图设计 

2.5.4、项目实施建设 

2.5.5、带电前的必备条件 

2.6太阳能光伏并网电站介绍

2.6.1、光伏并网电站简要描述 

2.6.2、光伏并网电站设备组成 

2.6.2、光伏并网电站设备功能 

2.7 家用型太阳能电站建设方案

2.7.1项目概述 

2.7.2、方案设计 (附详细方案设计)

(一)用户负载信息

(二)系统方案设计 

(三)效益计算:  

2.8 逆变器基本原理介绍

2.9 控制器基本原理介绍

主要作用:

在小型光伏系统中,用来保护蓄电池;在大中型系统中,起平衡光伏系统能量、保护蓄电池及整个系统正常运行等;

光伏控制器应具有以下功能:

①防止蓄电池过充电和过放电,延长蓄电池寿命;

②防 止太阳能电池板或电池方阵、蓄电池极性接反;

③防止负载、控制器、逆变器和其他设备内 部短路;

④具有防雷击引起的击穿保护;

⑤具有温度补偿的功能

⑥显示光伏发电系统的 各种工作状态,包括:蓄电池(组)电压、负载状态、电池方阵工作状态、辅助电源状态、 环境温度状态、故障报警等。

  • 光伏控制器按电路方式的不同,可分为并联型、串联型、脉宽调制型、多路控制型等;

  • 按组件输入功率分:小功率型、 中功率型、大功率型及专用控制器(如草坪灯控制器)等;

    光伏控制器性能特点:

    1.小功率光伏控制器

  • 控制器的主要开关器件;

  • 运用脉冲宽度调制(PWM)控制技术;

  • 具有单路、双路负载输出和多种工作模式;

  • 具有多种保护功能;

  • 系统工作状况、蓄电池的剩余电量等的变化;

  • 具有温度补偿功能

    2、中功率光伏控制器

  • 负载电流大于15A的控制器为中功率控制器。

  • 系统状态显示;

  • 可编程设定负载的控制方式;

  • 多种保护功能;

  • 浮充电压的温度补偿功能;

  • 具有快速充电功能;

  • 普通充放电工作模式、光控开/关、光控开/时控关工作模式

    3、大功率光伏控制器

  • 大功率光伏控制器采用微电脑芯片控制系统,控制功能更强,可实现复杂过程控制。

    光伏控制器主要技术参数:

    系统电压、最大充电电流、太阳电池方阵输入路数、电路自身损耗、充满断开或过压关断电压(HVD) 、欠压断开或欠压关断电压(LVD)、蓄电池充电浮充电压、温度补偿、使用或工作环境温度范围、其他保护功能

    控制器的额定负载电流:

    即控制器输出到直流负载或逆变器的直流输出电流。该数据要满足负载或逆变器的 输入要求。

     

     

1、什么是新能源教学设备?
     答:新能源教学设备是指风能发电和太阳能发电的教学实训设备。
  风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大,全球的风能约为2.74×109MW,其中可利用的风能为2×107MW,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。风很早就被人们利用--主要是通过风车来抽水、磨面等,而现在,人们感兴趣的是如何利用风来发电。 风能发电教学设备,正是利用风力发电的原理,结合教学的特点,研发的最新的风能教学设备,广泛应用于职业高中、大学、研究生、企业技工培训以风力离网发电和风能并网发电为主课题的研究和教学培训。是面向高等院校、职业技术学校、本科生、研究生深刻理解风力发电原理的实验教学平台。
  太阳能(Solar Energy),一般是指太阳光的辐射能量,在现代一般用作发电。自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存,而自古人类也懂得以阳光晒干物件,并作为保存食物的方法,如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减少下,才有意把太阳能进一步发展。太阳能的利用有被动式利用(光热转换)和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源,如风能,化学能,水的势能等等。 太阳能教学设备,正是利用太阳能发电的原理,结合教学的特点,研发的最新的太阳能教学设备,广泛应用于职业高中、大学、研究生、企业技工培训以太阳能离网发电和太阳能并网发电为主课题的研究和教学培训。是面向高等院校、职业技术学校本科生、研究生深刻理解太阳能光伏发电原理的实验教学平台。
2、如何规划我校的新能源创新实验室?
    答:建设新能源大学生创新实训室的主要目的是培养学生实践能力和创新能力,提高学生的综合素质。我厂有专业的新能源实验室建设技术工程师帮你推荐最新,最全面的新能源实验室建设的方案:包括太阳能应用技术专业实验室建设方案,太阳能光伏实验室方案,太阳能光伏组件实验室方案,太阳能电池教学实验室方案,太阳能电力与控制技术实验室方案,光伏太阳能温室实验室方案,太阳能自动跟踪发电实验室建设方案,太阳能创新实验室方案,太阳能光伏并网发电实验室方案,光伏实训系统实验室方案,风光互补发电实训实验室建设方案,光伏建筑一体化实训室建设方案,光伏发电技术与应用实验室建设方案,新能源科学与工程(太阳能利用技术)专业实验室方案,风力发电实验室方案,双馈风力发电实验室方案,燃料电池教学实验室方案,质子交换膜燃料电池教学实验室方案,氢燃料电池实验室方案,水冷型燃料电池科研平台建设方案,IGCC发电系统仿真实验室,CFB锅炉技术实验室,清洁能源燃料电池实验室建设方案,风光互补路灯系统实验室建设方案,太阳能光热实验室建设方案,太阳能快速充电站教学实验室建设方案,太阳能热水器检测实验室建设方案,风力发电机液压试验平台建设方案,电力电子装置开发实验平台建设方案,低速永磁同步电机并网发电实验室建设方案,电变矩实验平台建设方案等
3、怎么样订货?有没有样品?
    答:我厂专业销售工程师根据客户需求提供可行性建设配置方案,双方确认后,签署技术协议和商务供货合同,合同确定后,校方支付定金后我厂生产—发货—安装培训调试。一般教学设备产品大多是非标类产品,我厂样品室有部分样品可供用户参观,但不是所有产品都有样品,本厂可按照校方需求定制各类新能源教学设备。
4、关于运费
    答:鉴于货物较大,建议使用公路物流运输,本厂负责协同专业的物流公司配送,直接可送货上门,并承担运输、保险及所有因运输而发生的费用。
5、能不能不支付定金生产发货
    答:不行,本公司曾采取过不付定金的方式,但也有些客户在我们生产发货之后突然改变主意,取消订货。我们只能将货物托运回来,这样我们白白损失两面运费及前期所投入生产的成本,因此,30%定金体现客户购买的诚意。
6、 网上那么多不诚信企业,你们值得信赖吗?
    答:本公司长期从事教学仪器设备研发、生产、销售的国内外业务,实体公司,诚信经营。位于中国大都市上海,我们曾获得全国教育装备行业十大用户推荐企业,全国质量百强企业,曾代表商务部援助安哥拉教学项目,伊朗劳工部教学设备项目,澳大利亚墨尔本大学教学设备项目等,你也可以通过上海工商局网查询到我公司注册信息,本公司销售中心位于上海市普陀区江宁路1251号星海大厦2号楼24层,生产厂房位于嘉定华亭工业区华业路118号(华博路口)客户可以本人或委托上海周边朋友来工厂实地考察,建立信任。一直以来,国内东北,北京,天津,山东,福建,湖北,重庆,成都、安徽,河南,河北,陕西,山西,广西,广东,中山,海南等学校及代理商均从本公司买到满意的教学仪器实训设备,并建立了长期的合作关系。
7、你们的产品质量有保障吗?
    答:我们的所有产品都按照国家教育部教学大纲规范设计,严格按照国际ISO9001质量体系生产。我公司产品已全面通过在质量,安全,环保上认证。
8、售后服务怎么样?
    答:我们的产品均免费保修六年,终身质保。我们有专业的维护人员,全天候24小时保障设备的正常运行,在保修期内,可提供原厂零部件,免费上门更换服务,

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