风力发电教学实验实训装置

一、风力发电教学实验实训装置-概述

风力发电实验系统为小型水平轴永磁同步风力发电实验系统，采用模块化结构设计，电气测试点均采用安全的实验插孔与实验导线连接。 模拟风源采用变频器实时控制大功率调速电动机，通过轴流风洞模拟自然风； 风力发电机在模拟风源的吹动下向外输送电能；多路仪表可实时显示系统发用电信息，集成通讯接口，可将数据远程传递给上位机，进行远程综合监测，并可进行数据报表存储、查询；平台内集成了风机控制器、蓄电池、离网逆变器以及交直流负载，可以组成离网型风力发电系统。

二、风力发电教学实验实训装置=主要参数

2.1、系统辅助电源

电源1：输入：AC220V、输出：DC24V/2.5A

电源2：输入：AC220V、输出：DC12V/2.0A

电源3：输入：AC220V、输出：DC5V/2.0A

2.2 模拟风源

采用变频轴流通风机，额定电压380V、额定频率50HZ、额定功率2.2KW、额定转速1420rpm；电机采用2.2KW变频器驱动；风速可调（0-13m/s）、风速控制精度：0.1m/s、风向控制精度：0.1°

风量：32073 m^з/h

风压：288Pa

转速：1440 r/min

功率：2.2kW  

可调风速：0～13级连续可调

2.3 风力发电机

额定功率：300(W)

额定电压：12(V)

额定电流：33.3

风轮直径：1.24(m)

启动风速：2.5(m/s)

额定风速：9.6(m/s)

安全风速：35(m/s)

工作形式：永磁同步发电机

风叶旋转方向：顺时针

风叶数量：3（片）

风叶材料：玻璃增强聚丙烯材料

电机材料：铝合金

2.4、测风系统

测量范围： 风速：0～60m/s 风向：0～360°

精 度： ±0.1m/s  ± 3°  

工作电源： AC 220V±20%  50HZ， DC12V、5V或其他供电。

记录间隔：  1分钟～240分钟连续可设置

内部存储：  4M bit

通讯接口：  RS-232/485/USB通讯

环境温度：-40℃～50℃

转速传感器：0～5000 风力发电机转速检测显示（室内）

2.5、风力发电控制系统：

工作电压：12VDC

充电功率Pmax ：600W 

光伏功率Pmax ：150W

风机功率Pmax ：450W

充电方式：PWM脉宽调制

充电最大电流 35A

过放保护电压 11V  

过放恢复电压 12.6V

输出保护电压 16V

卸载开始电压（出厂值）15.5V

卸载开始电流（出厂值） 15A

控制器设有蓄电池过充、过放电保护、蓄电池开路保护、负载过电压保护、夜间防反充电保护、输出短路保护、电池接反保护、欠压和过压防震荡保护、均衡充电、温度补偿、光控开关功能；

负载为100W以下的12V直流负载，控制单元一通道为常开输出，另一通道为多类定时输出（光控开、光控关，定时开、定时关，）。

使用32位高速单片机，实现智能控制，自动识别12/24V系统。 采用串联式PWM充电控制方式，使充电回路的电压损失较原二极管充电方式降低一半，充电效率较非PWM高3－6%;过放恢复的提升充电，正常的直充，浮充自动控制方式有利于提高蓄电池寿命。

多种保护功能，包括蓄电池反接、蓄电池过、欠压保护、太阳能电池组件短路保护，具有自动恢的输出过流保护功能，输出短路保护功能。

具有丰富的工作模式，如光控，光控＋定时，通用控制等模式。

2.6、离网逆变器

直流输入电压：9.7～16VDC 电压可选

额定蔬出功率：500W

输出电压：110/220VAC

输出波形：纯正弦波

输出频率：50Hz

工作效率：85%

功率因数：>0.88

波形失真率≤5%

工作环境：温度-20℃～50℃

相对湿度：﹤90﹪（25℃）

保护功能：极性反接、短路、过热、过载保护

具有输出短路、过温、过载、欠压保护及保护具有自动恢复功能，采用风机冷却方式，输入输出隔离设计，能快速并行启动电容、电感负载，三色指示灯显示，输入电压,输出电压，负载水准和故障情形，负载控制风扇冷却，过压/欠压/短路/过载/超温保护

2.7、监控系统（工业触摸屏）

尺寸(英寸) 7

液晶屏：TFT液晶显示，LED背光

显示颜色：真彩，65535色

分辨率：800×480

液晶屏亮度：200cd/㎡

触摸屏：电阻式

供电电源：24VDC

额定功率：5W

CPU主板：ARM CPU，400MHz

内存：64M

存储设备：128M FLASH

组态软件：MCGS嵌入式组态软件（运行版）

环境条件

工作温度：0℃~45℃

工作湿度：5%~90%

储存温度：-10℃~60℃

振动频率：10-57Hz 57-150Hz

振动加速度：0.075mm 9.8 m/s2

振动扫频速率：Oct/min ≤1

外部接口：

串口：1×RS232、1×RS485USB ：1主1从

2.8、仪表显示单元

三相交流电压表：AC0-100V

三相交流电流表：AC0-5A

直流电压表：DC0-100V

直流电流表：DC0-5A

交流电压表：AC0-300V

交流电流表：AC0-5A

隔离RS485信号输出、标准Modbus协议

2.10、蓄电池组：铅酸电池12V/12AH

2.11、负载单元

（1）DC12V直流负载五组。（感性负载3组，阻性负载2组）

1）感性负载有：12V直流风扇、12V直流电机、12V蜂鸣器

2）阻性负载有：12V交通灯、3W 高亮度LED灯

（2）AC220V交流负载四组。（感性负载1组，阻性负载2组）

1）感性负载有：220V直流风扇

2）阻性负载：220V交通灯.220V 3W高亮度LED灯

（3）可调稳压电源（0-12V，0-2A）。

（4）可调电阻箱技术参数如下：

1）阻值范围：0-2000欧连续可调,功率100W

2）误差范围：±1%

三、可完成实验项目

3.1）小型风力发电机结构与原理

3.2）小型风力发电机输出特性

3.3）风力发电系统的组成

3.4）蓄电池的充放电特性

3.5）风机控制器的原理与功能

3.6）离网逆变器的原理与功能

四、主要设备清单