·设备外观

·设计简述

    实训装置是小型水平轴永磁同步风力发电实训系统，采用网孔面板结构，模块化功能设计；主要由风力发电由模拟风场与尾舵偏航装置风力发电机组成，尾舵偏航控制与风场运动均由ARM芯片核心控制板进行控制；风速通过风速传感器实时检测并显示，方便观测实时风速对风力发电的影响；仪表实时采集并显示系统发用电信息；风机控制器与离网逆变器均采用原理与结构外露的形式，核心驱动板均采用STM32F103ZET6的高性能ARM处理器进行控制，控制器采用先进的PWM充电技术，逆变器采用高频隔离的全桥正弦逆变拓扑结构，所有驱动信号波形均可在线进行测试，方便学生深入了解控制器和逆变器的结构与原理,配置故障设置模块，可设计故障让学生进行排故。

·主要参数

    1.工作电源：三相四线AC380V±10%  50Hz；
    2.工作环境：温度-10℃～+40℃  相对湿度≤85%（25℃）  海拔＜4000m；
    3.装置容量：≤1.5KVA；
    4.外形尺寸：2700×1800×1600mm（模拟风场装置）/1040×620×1900mm（网孔单元装置)；
    5.安全保护：具有接地、漏电压、漏电流保护，安全指标符合国家标准。

·组成及功能

    实训装置主要由网孔控制单元和模拟风场装置两部分组成。
    1.水平轴永磁同步风力发电机：最大输出功率310W、输出电压12V、叶片直径1.3m、叶片数量3片、启动风速2m/s、额定风速13m/s、安全风速40m/s；
    2.尾舵偏航系统：风力发电机采用尾舵迎风与侧风偏航控制，偏航角度为45°和90°；偏航采用DC24V直流同步电机驱动，额定转速10rpm；
    3.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0.37KW、额定转速1400rpm；电机用FR-D720S-0.4K-CHT变频器驱动；
    4.模拟风场：模拟风源在电机拖动下绕风力发电机做圆弧运动，角度60±5°；
    5.模拟风场拖动电机：电源AC220V±10%、额定频率50HZ、额定输出功率100W、额定转速1400rpm、减速比140:1；
    6.模拟风场控制单元：手动/自动风场运动与尾舵偏航控制采用ARM核心控制板进行采集与控制；
    7.风速传感器：测量模拟风源风速，脉冲输出，电源DC5V，输出1.5脉冲m/s；
    8.仪表显示单元：1个三相交流电压表AC0-50V；1个三相交流电流表AC0-5A；1个直流电压表DC0-50V；1个直流电流表DC0-5A；1个交流电压表AC0-300V；1个交流电流表AC0-2A；隔离RS485信号输出；
    9.蓄电池组：天能铅酸电池12V/12AH ×2（块）；
    10.风机控制器：额定电压DC12V(整流)、额定电流DC5A、PWM(脉冲宽度调制)方式充电；微控制器采用ARM内核32位高性能大容量STM32F103ZET6芯片；软件基于C语言嵌入式实时操作系统（RTOS）开发，电路模块化开放设计，方便进行充电波形与电路电气测试；具有充放电指示、电池状态指示、温度补偿等功能；具有蓄电池反接、防雷、风机限流、过充、过放、负载过载、短路等保护功能；具有RS485隔离通讯和RS232通讯功能；
    11.离网逆变器：输入电压DC12V；输出AC220V±10%、50HZ、300VA、纯正弦波；输入输出采用高频变压器隔离；微控制器采用ARM内核32位高性能大容量STM32F103ZET6芯片；软件基于C语言嵌入式实时操作系统（RTOS）开发，电路模块化开放设计，方便进行升压驱动波形、SPWM逆变驱动波形、逆变输出电压电流波形与相关电路电气测试；具有过欠压关断、过载等保护功能。具有RS485隔离通讯和RS232通讯功能；
    12.电源分析系统：风力轮机产生的能量通过功率调节器后直流电将转换为交流电。蓄电池的充电控制单元对电能进行转换，最大限度降低这些转换中的损耗，提升整个能源系统的效率。能够提供多个通道的功率输入，可以测量每个转换器之前和之后的电压、电流、功率和( 交流) 频率，以及转换器效率和充电效率；
    13.直流阻性负载：3W高亮度LED灯；
    14.直流感性负载：2.8W直流风扇；
    15.交流阻性负载：15W交流警示灯；
    16.交流感性负载：22W交流风扇；
    17.功率电阻模块：0-2000欧连续可调,功率120W,带刻度盘；

·实训项目

    1.发电机输出故障排故
    2.偏航电机驱动故障排故
    3.偏航限位故障排故
    4.系统辅助电源故障排故
    5.控制器工作故障排故
    6.逆变器工作故障排故

·配置清单