SKNEG-16型 風向跟蹤風力發電實訓裝置
所屬類別：新能源系列
·設備外觀
·設計簡述
實訓裝置是小型水平軸永磁同步風力發電實訓系統，采用網孔面板結構，模塊化功能設計；主要由風力發電由模擬風場與尾舵偏航裝置風力發電機組成，尾舵偏航控制與風場運動均由ARM芯片核心控制板進行控制；風速通過風速傳感器實時檢測并顯示，方便觀測實時風速對風力發電的影響；儀表實時采集并顯示系統發用電信息；風機控制器與離網逆變器均采用原理與結構外露的形式，核心驅動板均采用STM32F103ZET6的高性能ARM處理器進行控制，控制器采用先進的PWM充電技術，逆變器采用高頻隔離的全橋正弦逆變拓撲結構，所有驅動信號波形均可在線進行測試，方便學生深入了解控制器和逆變器的結構與原理,配置故障設置模塊，可設計故障讓學生進行排故。·主要參數
1.工作電源：三相四線AC380V±10% 50Hz；2.工作環境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度≤85%（25℃） 海拔＜4000m；
3.裝置容量：≤1.5KVA；
4.外形尺寸：2700×1800×1600mm（模擬風場裝置）/1040×620×1900mm（網孔單元裝置)；
5.安全保護：具有接地、漏電壓、漏電流保護，安全指標符合國家標準。
·組成及功能
實訓裝置主要由網孔控制單元和模擬風場裝置兩部分組成。1.水平軸永磁同步風力發電機：最大輸出功率310W、輸出電壓12V、葉片直徑1.3m、葉片數量3片、啟動風速2m/s、額定風速13m/s、安全風速40m/s；
2.尾舵偏航系統：風力發電機采用尾舵迎風與側風偏航控制，偏航角度為45°和90°；偏航采用DC24V直流同步電機驅動，額定轉速10rpm；
3.模擬風源：采用變頻軸流通風機，額定電壓380V、額定頻率50HZ、額定功率0.37KW、額定轉速1400rpm；電機用FR-D720S-0.4K-CHT變頻器驅動；
4.模擬風場：模擬風源在電機拖動下繞風力發電機做圓弧運動，角度60±5°；
5.模擬風場拖動電機：電源AC220V±10%、額定頻率50HZ、額定輸出功率100W、額定轉速1400rpm、減速比140:1；
6.模擬風場控制單元：手動/自動風場運動與尾舵偏航控制采用ARM核心控制板進行采集與控制；
7.風速傳感器：測量模擬風源風速，脈沖輸出，電源DC5V，輸出1.5脈沖m/s；
8.儀表顯示單元：1個三相交流電壓表AC0-50V；1個三相交流電流表AC0-5A；1個直流電壓表DC0-50V；1個直流電流表DC0-5A；1個交流電壓表AC0-300V；1個交流電流表AC0-2A；隔離RS485信號輸出；
9.蓄電池組：天能鉛酸電池12V/12AH ×2（塊）；
10.風機控制器：額定電壓DC12V(整流)、額定電流DC5A、PWM(脈沖寬度調制)方式充電；微控制器采用ARM內核32位高性能大容量STM32F103ZET6芯片；軟件基于C語言嵌入式實時操作系統（RTOS）開發，電路模塊化開放設計，方便進行充電波形與電路電氣測試；具有充放電指示、電池狀態指示、溫度補償等功能；具有蓄電池反接、防雷、風機限流、過充、過放、負載過載、短路等保護功能；具有RS485隔離通訊和RS232通訊功能；
11.離網逆變器：輸入電壓DC12V；輸出AC220V±10%、50HZ、300VA、純正弦波；輸入輸出采用高頻變壓器隔離；微控制器采用ARM內核32位高性能大容量STM32F103ZET6芯片；軟件基于C語言嵌入式實時操作系統（RTOS）開發，電路模塊化開放設計，方便進行升壓驅動波形、SPWM逆變驅動波形、逆變輸出電壓電流波形與相關電路電氣測試；具有過欠壓關斷、過載等保護功能。具有RS485隔離通訊和RS232通訊功能；
12.電源分析系統：風力輪機產生的能量通過功率調節器后直流電將轉換為交流電。蓄電池的充電控制單元對電能進行轉換，最大限度降低這些轉換中的損耗，提升整個能源系統的效率。能夠提供多個通道的功率輸入，可以測量每個轉換器之前和之后的電壓、電流、功率和( 交流) 頻率，以及轉換器效率和充電效率；
13.直流阻性負載：3W高亮度LED燈；
14.直流感性負載：2.8W直流風扇；
15.交流阻性負載：15W交流警示燈；
16.交流感性負載：22W交流風扇；
17.功率電阻模塊：0-2000歐連續可調,功率120W,帶刻度盤；
·實訓項目
1.發電機輸出故障排故2.偏航電機驅動故障排故
3.偏航限位故障排故
4.系統輔助電源故障排故
5.控制器工作故障排故
6.逆變器工作故障排故
