變槳解纜機艙跟蹤故障檢測雙饋風力發電實驗臺
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文章來源：www.dahongfei.com編輯：中人教儀廠時間：2020-08-05 16:36
主要技術規格及要求
控制柜總尺寸：長6.36～7m，寬1.77～2.3m，高1.55～1.65m；
吊車及模擬風源尺寸：長5.23～6m，寬1.12～2m，高3.08～3.6m
設備主體尺寸：長10～11m，寬1.97～2.5m，高2.31～2.8m
環境溫度： 使用時0～40℃，保存時-20～70℃
相對濕度： 35～85％RH（不結露）
環境空氣： 不含腐蝕性、可燃性氣體，無大量導電性塵埃
整機最大功耗：10KW
最大發電量： 3KW
（一） 機艙變槳偏航風力發電設備
機艙變槳跟蹤風力發電設備是整套實訓裝置的主體設備，由于實驗室內部風力較小，無法帶動風力發電機進行發電，因此采用鼓風機模擬自然風，PLC根據模擬風源的大小確定拖動機的轉速，使用拖動機帶動雙饋發電機轉動，風源的大小以及風向等是由吊車及風源模擬裝置來完成。設備還帶有增速箱以及液壓抱閘，完成對風力發電機轉軸抱閘動作，防止風力發電機轉速過快引起設備故障及危險。輪轂變槳裝置可以對槳葉角度進行調節，機艙可以進行-720度--+720度之間旋轉，達到最大位置時進行解纜動作。
設備包含有以下具體內容：
1.雙饋風力發電機
雙饋風力發電機具體參數：
發電機型號 YSF112M-4
中心高度 112mm
工作制 S1
額定功率 3kW
額定電壓 380V
額定轉速 1800rpm
轉速范圍 1000-2000 rpm
極數 4
定子電流 3.8A
轉子電流 2.7A
轉子開路電壓 605V
絕緣等級F級
冷卻方式 IC411
結構類型 IM 1001
防護等級 IP54
雙饋風力發電機最大可以發出3KW的發電量，轉子是由變流器單元進行控制，當定子發電電壓參數與電網電壓參數相匹配時，定子繞組進行并網，從而實現了雙饋風力發電機并網發電。
2.拖動電機
拖動電機主要參數：
拖動電機型號 YSP 112L2-4
中心高度 112mm
工作制 S1
額定功率 4kW
額定電壓 380V
額定轉速 1800rpm
轉速范圍 1000-1800-2000 rpm
極數 4
額定頻率 61Hz
額定電流 9A
啟動方式變頻啟動
絕緣等級F級
冷卻方式 IC411
結構類型 IM 1001
防護等級 IP54
由于實驗室內部風力較小，無法帶動風力發電機進行發電，因此采用鼓風機模擬自然風，PLC根據模擬風源的大小確定拖動機的轉速，使用拖動機帶動雙饋發電機轉動進行發電，拖動電機由雙饋風力發電變流器單元中的三菱變頻器進行控制。
3．增速箱
增速箱在實際的風力發電中是用來增速的，從風力發電塔外表看風力發電槳葉轉速不是很快，但內部通過增速裝置使雙饋發電機端轉速達到發電要求。
4．液壓抱閘裝置
液壓抱閘裝置功率為165W，當風力發電機需要進行停機檢修時，需要風力發電機葉片停止轉動時，采用液壓抱閘裝置可以對風力發電機進行剎車制動。
5．液壓泵
液壓泵為系統中的液壓制動裝置提供動力，功率為370W。
6．液壓制動裝置
風力發電機如需進行檢修需要停止機艙運行，并為了保險起見對機艙進行制動，采用液壓制動裝置可以強制停止機艙的轉動。
7．工業碳刷
本設備在輪轂中放置有控制系統，外部控制系統需要與輪轂內部的控制器進行通信以及供電等，由于輪轂是一直旋轉的，因此采用了工業碳刷，不會出現繞線的現象。
8．輪轂變槳裝置
輪轂變槳裝置中帶有西門子224XP一臺，并帶有3臺直流電動機以及3臺高速光電編碼器，3臺電動機分別控制三個槳葉的角度，光電編碼器對槳葉的角度進行實時的檢測并返回給PLC，PLC跟蹤得到的數據分別對其進行控制。
9．機艙跟蹤電動機及編碼器
機艙跟蹤轉動時采用了4臺交流電動機同時動作，分別放置在四個不同的位置，使機艙轉動的更加平穩，在機艙轉動的同時帶動機艙光電編碼器轉動，光電編碼器可以對機艙轉動的角度進行實時監測并返回給控制系統中。
10. 加熱裝置
實際風力發電中，由于天氣環境不穩定，而風力發電機有些零部件對溫度有具體要求，在溫度范圍以外運行時容易造成有些零部件的損壞，例如在冬季嚴寒地區，液壓系統的機油由于溫度過低凝結，液壓系統無法正常運行，因此在風力發電機機艙中放置有加熱裝置，當控制系統檢測到風力發電機機艙內溫度過低時啟動加熱裝置，對機艙內部溫度進行控制，使機艙內部溫度在允許的范圍內。
11. 風冷裝置
與上述類似，雙饋風力發電機在進行轉動時產生較大熱量，如長時間不散熱則發電機容易損壞，當外部環境的溫度過高超過風力發電機運行允許的最高溫度時，機艙內部溫度也會隨之升溫，機艙內部器件在高溫下運行容易損壞，例如PLC等，所以在機艙內部加入風冷裝置，當檢測到機艙內部溫度過高時，啟動風冷裝置，對機艙內部溫度進行控制，直到機艙內部溫度降低到允許范圍內，使風力發電機機艙內部器件能夠正常運行。
12. 報警燈
當系統運行出現故障時，報警燈進行閃爍，提示系統出現故障需要及時進行檢修。比如當機艙內部溫度過高或者溫度過低時進行報警提示，當液壓泵內油量過低以及增速箱振動異常時也進行報警提示。
13. 風源檢測裝置
風源檢測裝置由一個數字電位器及高速光電編碼器組成，可以分別檢測風源的風向以及風力大小，并將檢測到的信號返回給控制系統中。
14. 塔架及工業大型齒輪
機艙轉動是由四臺交流電動機帶動的，交流電動機上放置有工業用小齒輪，在塔架頂端放置有工業大型齒輪。交流電動機通過工業齒輪傳動裝置控制機艙順轉或逆轉運行。
15. 壓力變送器WDK501
壓力變送器可以檢測液壓泵動作時的液壓油壓力，檢測液壓泵運行是否正常，是否出現漏油故障等。
WDK501型工業壓力變送器采用OEM全焊接壓力芯體，微型放大器處理電路。零點，量程可遷移。該系列產品廣泛應用于工業過程控制、石油、化工、冶金等行業。
特 點:
耐高溫選擇；
有百分表和液晶顯示兩種形式選擇；
抗過瞬時浪涌電壓沖擊；
反向接電保護，抗雷擊、抗電磁干擾；
防護等級IP65；
防爆等級ExiaⅡCT4；
外形款式多樣；質保期：12個月；
技術參數:
供電電源：24VDC；
量程范圍：0～2MPa；
補償溫度：-10～70℃；
介質溫度：-40～125℃；
環境溫度：-40～85℃；
材質：全不銹鋼結構、鋁合金外殼；
工作方式：表壓、絕壓；
綜合精度：0.1、0.3、0.5級可選；
零點溫度漂移：±0.03%FS/℃；
靈敏度溫度漂移：±0.03%FS/℃；
過載壓力：200%FS；
長期穩定性：≤0.2%FS/年
16.液位變送器
液位變送器檢測液壓泵中液壓油量的多少，防止出現液壓油漏油或者是液壓油油量過低的情況。
WDK501型工業液位變送器采用OEM全焊接壓力芯體，微型放大器處理電路。零點，量程可遷移。該系列產品廣泛應用于工業過程控制、石油、化工、冶金等行業。
特 點:
耐高溫選擇；
有百分表和液晶顯示兩種形式選擇；
抗過瞬時浪涌電壓沖擊；
反向接電保護，抗雷擊、抗電磁干擾；
防護等級IP65；
防爆等級ExiaⅡCT4；
外形款式多樣；質保期：12個月；
技術參數:
供電電源：24VDC；
量程范圍：0～150mm；
補償溫度：-10～70℃；
介質溫度：-40～125℃；
環境溫度：-40～85℃；
材質：全不銹鋼結構、鋁合金外殼；
工作方式：表壓、絕壓；
綜合精度：0.1、0.3、0.5級可選；
零點溫度漂移：±0.03%FS/℃；
靈敏度溫度漂移：±0.03%FS/℃；
過載壓力：200%FS；
長期穩定性：≤0.2%FS/年。
17. 加速度變送器 RC6000T-J
加速度變送器可以檢測機艙轉動是否平穩，加速運行及減速運行時是否正常。
RC6000T-J加速度技術資料
| 技術指標 | 技術參數 |
| 靈敏度 | 1014mV/g (5%,10%) |
| 頻率響應 | 0.3～12000Hz |
| 安裝諧振頻率 | 30kHz |
| 偏執電壓 | 8.8V |
| 橫向靈敏度 | ≤5% |
| 供電方式 | DC18-30V典型值：DC24V |
| 4mA最大可測加 | 2000g |
| 溫度范圍 | -40～+120℃ |
| 安裝螺紋尺寸 | M5 mm |
| 重量 | 32gm |
| 安裝力矩 | 約20-30Kgf.cm(M5紋) |
| 輸出阻抗 | ≤100Ω |
| 壓電材料 | 壓電陶瓷 |
| 殼體材質 | 不銹鋼 |
| 內部結構 | 平面剪切 |
| 輸出方式 | 側端出線 |
18. 振動變送器S908A
風力發電機長時間運行，增速箱極易發生齒輪故障，振動變送器可以檢測到增速箱的異常震動。
S908A型振動變送器主要用于檢測旋轉機械的絕對振動，如機殼振動，軸瓦振動，機械振動等；監測由于轉子的不平衡、不對中、機件松動、滾動軸承損壞、齒輪損壞等引起的振動變化。適用于氣輪機、水輪機、風機、壓縮機、制氧機、電機、泵、齒輪箱等大型旋轉機械。
主要技術指標.
振動測量參數可選：振動位移，振動速度
頻率范圍:5～1000Hz
振值輸出方式：2或 3 線制
輸出：真有效值或等效峰峰值，4-20mA對應0-滿量程
振動測量量程可定義
供電： 20–30Vdc
最大可測位移: 3mm (峰-峰)
安裝方式:水平垂直通用
外形尺寸：Ø40 x 80 mm
重量：370克
安裝：單一M8螺孔
環境溫度:-20℃-80℃
相對濕度:≦80%
可選動態波形輸出以便連接FFT譜分析儀等故障診斷儀器波形(輸出阻抗：< 500Ω)
可配各種面板表，帶3-15秒延時報警，2級報警限可設置，報警繼電器輸出
19. 溫度變送器WZPB-246
溫度變送器可以實時檢測機艙中的運行溫度，并把檢測到的溫度數據返回到控制系統中。
產品名稱： 熱電阻
型號： WZPB-246
規格： L=150MM
分度號： Pt100
測溫范圍： 0~100℃/4~20mA
20. 配電柜
配電柜中匯集有本套設備的所有走線，包含所有的強電以及弱電，系統在進行走線時，已經進行了強弱電的分離。
21.吊車及模擬風源設備
吊車裝置可以進行左右以及上下的吊裝作業，學生可以使用吊車裝置完成對機艙變槳偏航風力發電設備中各個大型零件的拆卸及組裝。吊車裝置底部帶有8個萬向輪，可以靈活移動位置，當不需要對設備進行移動，而進行固定時，系統帶有可旋轉的底座支撐并固定位置。
模擬風源裝置是由小型120W鼓風機模擬自然風，風速大小可以通過控制系統中的三菱變頻器進行調節設置。模擬風源風向可以任意控制，從而模擬了不同自然環境下的不同風向。整套模擬風源裝置可以在吊車支架的橫梁上左右移動，方便調節位置。
（二）變槳解纜風向檢測及機艙跟蹤控制單元
本單元可以控制機艙的左右運行以及模擬風源的大小及風向控制，并可以改變風力發電機槳葉的角度，設備中各個變送器信號匯集到控制系統中，控制系統處理完以后，對相關設備進行調節，比如溫度變送器檢測到機艙內部溫度過低時，控制系統啟動加熱裝置對機艙內部溫度進行加熱，當檢測到機艙內部溫度過高時，控制系統啟動風冷裝置，對機艙內部溫度進行降溫處理。本單元包含以下部件：
1． 313PLC
西門子313PLC是整個單元的控制核心，本PLC可以完成對系統的綜合控制，設備中各個變送器的信號輸入到PLC中，PLC根據得到的信號判斷系統運行是否正常，根據按鈕信號來決定系統的運行。控制機艙電動機的左右運行，并和輪轂中的PLC進行通信控制槳葉的角度。
2． D720變頻器
三菱D720變頻器用來控制電動機的運行，兩個變頻器分別控制機艙四臺電動機以及模擬風源中的鼓風機。PLC通過模擬量信號控制變頻器對電動機進行調速，并通過數字量控制電動機的啟動以及停止和左右運行選擇。
3． 24V中間繼電器
系統中有些器件是AC220V交流供電的，比如加熱裝置以及風冷裝置，由于PLC輸出口是DC24V直流電壓，無法完成對設備的控制，因此需要經過中間繼電器來完成對系統各個部件的控制。PLC輸出口控制24V繼電器導通，從而進行控制設備的運行。
4． 指示燈
紅色指示燈分別為：解纜運行指示燈、液壓制動指示燈、變槳運行指示燈、液位報警指示燈、壓力報警指示燈、溫度報警指示燈。
5． 工業按鈕
按鈕用來控制系統的各部分運行，可以設定為手動運行或者自動運行等，并帶有急停按鈕。
6． 單元原理圖
在單元面板上帶有本單元的原理圖，面板上原理圖清晰明了一目了然，簡單易懂，學生可以通過原理圖更好的理解系統運行原理。
7． PC液晶電腦
單元中配置有22寸大屏幕顯示電腦，可以對PLC進行程序編輯以及程序下載等任務。
超波筆記本一臺，國內知名品牌，方便調試設備，用于遠程監控。
（三）雙饋風力發電變流單元
雙饋風力發電變流單元主要是關于雙饋風力發電機進行變流控制以及并網運行的實驗，系統中配備有18臺指針式儀表，可以分別顯示系統中網側電壓電流、定子電壓電流及轉子電壓電流等參數。雙饋變流單元帶有兩個大電路板，分別是DSP主控制板以及變流器功率電路板，同時配置有西門子224XP主機一臺，三菱E700變頻器4.4KW一臺，并帶有一臺高配置液晶電腦。
單元中主要內容如下
1. 指針儀表
系統中的指針儀表可以顯示系統中網側A相電壓、網側B相電壓、網側C相電壓、網側A相電流、網側B相電流、網側C相電流、定子A相電壓、定子B相電壓、定子C相電壓、定子A相電流、定子B相電流、定子C相電流、轉子A相電壓、轉子B相電壓、轉子C相電壓、轉子A相電流、轉子B相電流、轉子C相電流。
DSP主控制電路板
DSP芯片型號為：TMS320F28335
DSP主控制電路板主要完成對變流器的控制以及并網運行控制。DSP控制器檢測電網側幅值、相位、相序及頻率等參數，根據得到的參數確定轉子側應該給定的幅值、相位、相序及頻率，從而控制定子側發電電壓信號與電網信號匹配，當完全匹配時可以進行并網操作。
3. 變流器功率電路板
DSP主控制電路板發送高頻調制波形至功率板電路中，驅動IPM單元為轉子繞組提供調制完成后的電壓信號。
4. 變流器用變壓器、電抗器等
由于DSP控制系統需要采集電網側的信號以及定子側的信號，因此需要變壓器進行降壓，降壓完成以后的信號輸送給DSP主控制器，完成對信號的采集。雙饋系統中還帶有電抗器，轉子側饋電時經過電抗器以后輸送給電網。
5. 西門子224XP主機
單元中的224XP主機完成輪轂旋轉、液壓抱閘等操作。
6.三菱E700變頻器
三菱E700變頻器用來驅動輪轂旋轉，驅動拖動電機運行。電動機轉速由PLC控制或者是由面板上的旋鈕控制。
7. DC24V開關電源
開關電源為系統中需要用到直流電源的器件提供所需要的直流電。容量為DC24V/3A。
8. 單元原理圖
在單元面板上帶有本單元的原理圖，面板上原理圖清晰明了一目了然，簡單易懂，學生可以通過原理圖更好的理解系統運行原理。
9. PC液晶電腦
單元中配置22寸大屏幕顯示電腦，可以對PLC進行程序編輯以及程序下載等任務。并可以使用上位機軟件觀察系統運行時定子、轉子及網側的電壓電流信號等。
1、CPU：i7-6700以上，四核八線程，14納米工藝。
2、內存：8G、DDR4 2400
3、硬盤：256G 固態硬盤+ 1TB（7200轉）SATA3.0
4、顯卡：GeForce GTX 1050 2G顯存
5、顯示器：23英寸寬屏16:9 LED背光液晶顯示器，分辨率1600x900。
6、聲卡、網卡：集成千兆以太網卡。。
7、鍵盤鼠標：USB鍵鼠套裝。
8、接口2×USB2.0，4×USB3.0，2個前置USB3.0。
9、電源：280W
10、機箱：立式黑色，頂部提手，重量10公斤。
11、質保：經銷商五年免費質保。
（四）雙饋風力發電故障檢測及排除單元
*雙饋風力發電故障檢測及排除單元中，教師可以通過上位機電腦與下位機PLC進行通信設置故障，學生通過操作面板上的端子進行檢測系統各個信號是否正常，并可以使用各種手持儀器進行測量，從而進行排除故障，達到了故障檢測與排除的目的，提高學生的檢修能力。
1. 西門子226主機
系統中的西門子226PLC主機需要與上位機電腦進行通信，教師通過上位機軟件與此PLC進行通信，設置相關的故障，226PLC主機檢測故障排除按鈕狀態，確定學生是否正確排除故障。226PLC主機并控制相關的中間繼電器，確定故障是否開啟與消除。
2. DC24V開關電源
DC24V開關電源為系統中的PLC主機以及中間繼電器和其他的需要直流24V供電的單元提供電源。
3．中間繼電器
中間繼電器用來確定故障的狀態，是否需要設置斷線故障以及斷線故障是否需要消除，是否需要設置錯誤信號以及錯誤信號的消除等都是通過中間繼電器來完成。
4．指針儀表
當教師設置錯誤信號故障時，調節面板上的旋鈕可以設置具體錯誤信號值的大小，指針儀表顯示具體的錯誤數值，錯誤信號范圍是0-10V。
5．數字頻率計
系統中帶有光電編碼器，當需要設置光電編碼器錯誤信號時，調節旋鈕即可改變頻率，數字頻率計進行顯示設定的頻率。
6．故障排除按鈕
系統中帶有故障排除按鈕，學生可以通過對故障按鈕進行排除故障。
7．面板信號檢測
單元中帶有信號檢測單元，在面板的右方繪有本系統的機械結構框圖，在框圖相對應的位置帶有檢測點，學生可以通過萬用表等工具進行檢測，檢測信號是否正確，若不正確，則按下相應的按鈕進行排除故障。
8．PC液晶電腦
單元中配置有22寸大屏幕顯示電腦，可以對PLC進行程序編輯以及程序下載等任務。教師可以通過上位機進行故障設置，并進行學生考核判分等。
1、CPU：i7-6700以上，四核八線程，14納米工藝。
2、內存：8G、DDR4 2400
3、硬盤：256G 固態硬盤+ 1TB（7200轉）SATA3.0
4、顯卡：GeForce GTX 1050 2G顯存
5、顯示器：23英寸寬屏16:9 LED背光液晶顯示器，分辨率1600x900。
6、聲卡、網卡：集成千兆以太網卡。。
7、鍵盤鼠標：USB鍵鼠套裝。
8、接口2×USB2.0，4×USB3.0，2個前置USB3.0。
9、電源：280W
10、機箱：立式黑色，頂部提手，重量10公斤。
11、質保：經銷商五年免費質保。
（五）輔助柜
共有兩臺輔助柜，其中一臺帶有一臺雙綜慢掃描示波器，帶寬為100MHz，并帶有數字存儲功能。另外一臺輔助柜中還可以放入實驗指導書、萬用表、工具等小部件。
（六）手持儀器
1． 激光對中儀TKSA20
TKSA20是一款易于使用的旋轉軸對中工具，無需專門的培訓就可操作。使用磁性支架或鏈條可將兩個測量單元方便地固定在軸頸上。每個測量單元發射一條激光，投射到另一個測量單元的測位傳感器上。
在對中期間，顯示單元同步給出清晰的聯軸器和地腳處的“動態”數值，因而無需進行對中的二次核查
激光和測量單元上的刻度線，便于進行預對中“軟腳”功能，引導操作人員方便地使用這一功能
顯示單元可單手操作，讓使用者進行對中時有更多的自由
磁性支架可將測量單元方便地固定在軸頸上
一套空白對中報告用于記錄對中數據
測量單元支架之間的最大距離為0.85m
技術參數
測量單元
·激光類型激光二極管
·激光波長670 - 675 nm
·激光等級 2
·激光最大功率1 mW
·測量單元間的最大距離0.850 m
·測位傳感器類型單軸PSD，8.5 x 0.9 mm
·固定裝置磁鐵和/或鏈條
顯示單元
·電池類型 2 x 1.5V LR14堿性電池
·工作時間20小時，連續使用
·顯示精度0.01 mm
整套系統
·包括組件顯示單元
·兩個帶有水平儀的測量單元
·2個磁性/機械軸固定支架
·2條鎖緊鏈條
·測量卷尺
2． 溫濕度檢測儀DT-321S
【產品描述】
DT-321S專業溫濕度測量儀具有空氣溫度、濕度、露點溫度、濕球溫度測量等功能。小巧的外形便于使用，帶白色背光的雙顯示液晶屏可在黑暗環境中使用。
【產品特征】
2.1 響應時間快
2.2 高精度，高分辨率
2.3 最大值、最小值測量及數據保持功能
2.4 基于單片機設計
2.5 同時顯示溫度和濕度
2.6 自動關機功能和禁止自動關機功能
2.7 白色背光燈
2.8 迷你便攜型
3．S909Z-3測震筆
測量振動值，數據保持功能，無操作自動關機功能，單鍵控制，操作簡單，低功耗，金屬外殼，結實，抗干擾，可選磁座固定和遙控測量
4. 手持轉速儀AK-830
型號：AK-830
技術指標
4.1 顯示方式：六位數字液晶顯示
4.2 參數：rpm, rps
4.3 分辨率： 0.1 rpm（100～999.9rpm），0.1rps（1.7～100rps）
1 rpm（1000～30000rpm），1rps（100～500rps）
4.4 量程：100～30000rpm，1.7～500 rps
4.5 精度：±（0.1％讀數+5字）rpm
±（0.01％讀數+2字）rps
4.6 采樣率：1次/秒
4.7 自動關機：約2分鐘
4.8 操作環境：-10～+50℃，（+14～+122℉）
4.9 存儲環境：-20～+60℃，（-4～+140℉）
4.10 配件：反射貼紙1張
(七)實訓內容
設備組裝實訓
塔架吊裝實訓
大型工業齒輪吊裝實訓
雙饋風力發電機吊裝實訓
拖動機吊裝實訓
增速箱吊裝實訓
液壓抱閘吊裝實訓
液壓泵吊裝實訓
輪轂吊裝實訓
液壓制動安裝實訓
機艙旋轉電動機安裝實訓
風速風向儀安裝實訓
加熱裝置安裝實訓
風冷裝置安裝實訓
雙饋風力發電機組軸對中實訓
設備布線實訓
雙饋風力發電機布線實訓
拖動機布線實訓
液壓抱閘布線實訓
液壓泵布線實訓
輪轂布線實訓
機艙旋轉電動機布線實訓
風速風向儀布線實訓
加熱裝置布線實訓
風冷裝置布線實訓
加速度變送器布線實訓
振動變送器布線實訓
液位變送器布線實訓
壓力變送器布線實訓
溫度變送器布線實訓
機艙編碼器布線實訓
雙饋發電機編碼器布線實訓
系統控制實訓
機艙啟動運行實訓
機艙調速運行實訓
機艙順轉運行實訓
機艙逆轉運行實訓
液壓啟動實訓
液壓制動實訓
加熱啟動實訓
風冷啟動實訓
正向變槳實訓
反向變槳實訓
風源啟動實訓
風向順轉實訓
風向逆轉實訓
模擬風源風速調節實訓
液位報警實訓
壓力報警實訓
溫度報警實訓
風向檢測實訓
風速檢測實訓
機艙偏航運行實訓
機艙偏航運行解纜實訓
機艙偏航解纜變槳實訓
雙饋風力發電變流單元實訓
輪轂啟動運行實訓
輪轂調速運行實訓
液壓抱閘實訓
輪轂自動運行實訓
雙饋風力發電變流自動運行實訓
網側電壓電流面板監測實訓
定子側電壓電流面板監測實訓
轉子側電壓電流面板監測實訓
手動通過上位機設置發電機定子側電壓幅值實訓
手動通過上位機設置發電機定子側電壓相位實訓
手動通過軟件給定雙饋風力發電機并網發電有功功率實訓
通過上位機設置面板各個通道波形實訓
使用示波器觀測面板各個通道波形實訓
使用示波器觀測IPM調制單元輸入波形實訓
使用示波器觀測電網電壓信號實訓
使用示波器觀測定子側電壓信號實訓
使用示波器觀測轉子側電壓信號實訓
故障排除及檢測實訓
加速度傳感器錯誤信號故障排除及檢測實訓
加速度傳感器損壞故障排除及檢測實訓
溫度傳感器錯誤信號故障排除及檢測實訓
溫度傳感器損壞故障排除及檢測實訓
震動傳感器錯誤信號故障排除及檢測實訓
震動傳感器損壞故障排除及檢測實訓
液位傳感器錯誤信號故障排除及檢測實訓
液位傳感器損壞故障排除及檢測實訓
壓力傳感器錯誤信號故障排除及檢測實訓
壓力傳感器損壞故障排除及檢測實訓
風向傳感器錯誤信號故障排除及檢測實訓
風向傳感器損壞故障排除及檢測實訓
發電機轉速錯誤信號故障排除及檢測實訓
發電機轉速損壞故障排除及檢測實訓
機艙電動機轉速錯誤信號故障排除及檢測實訓
機艙電動機轉速損壞故障排除及檢測實訓
風速傳感器錯誤信號故障及檢測實訓
風速傳感器損壞故障排除及檢測實訓
手持儀器實訓
手持激光對中儀對中實訓
溫濕度檢測儀檢測實訓
測震筆測震實訓
手持轉速儀測轉速實訓
遠程監控及控制實驗
（1）軟件特點
方便、靈活的開發環境，提供各種工程、畫面模板、可嵌入各種格式（BMP、GIF、JPG、JPEG、CAD等）的圖片，方便畫面制作，大大降低了組態開發的工作量；高性能實時、歷史數據庫，快速訪問接口在數據庫4萬點數據負荷時，訪問吞吐量可達到20000次/秒；
強大的分布式報警、事件處理，支持報警、事件網絡數據斷線存儲，恢復功能；
支持操作圖元對象的多個圖層，通過腳本可靈活控制各圖層的顯示與隱藏；
強大的ACTIVEX控件對象容器，定義了全新的容器接口集，增加了通過腳本對容器對象的直接操作功能，通過腳本可調用對象的方法、屬性；
全新的、靈活的報表設計工具：提供豐富的報表操作函數集、支持復雜腳本控制，包括：腳本調用和事件腳本，可以提供報表設計器，可以設計多套報表模板；
提供在Internet/Intranet上通過IE瀏覽器以“瘦”客戶端方式來監控工業現場的解決方案；
支持通過PDA掌上終端在Internet實時監控現場的生產數據，支持通過移動GPRS、CDMA網絡與控制設備或其它遠程力控節點通訊
支持控制設備冗余、控制網絡冗余、監控服務器冗余、監控網絡冗余、監控客戶端冗余等多種系統冗余方式。
該軟件重新設計了數據庫內核部分。除了采用旋轉門算法對歷史數據進行壓縮外，重新優化設計了磁盤存貯算法以實現對長年形成的海量歷史數據的快速查詢。支持的數據類型除原有的浮點型、布爾型、字符串型外，新增了對二進制型數據的支持。單臺服務器容量可達100,000點，吞吐量支持每秒寫入/查詢20,000個數據點。歷史數據庫可在線備份。支持多服務器處理。
當數據庫構成雙機冗余系統時增加了從站操作功能，即處于備用狀態的從站可作為普通操作員站使用。
新增數據庫快速訪問接口DBI
DBI是一套全新設計開發的實時數據庫訪問接口。它除了兼容原有接口DbCom的所有接口功能外，還增加了獲取數據庫結構信息的接口，并增加了動態控制變化數據集功能。由于DBI口采用了快速數據訪問機制，數據訪問吞吐量可達到20000次/秒，可以適合過程仿真、優化控制、專家診斷等多種行業應用。
（2）組態畫面及系統組網方案
監控畫面可以監控到雙饋風力發電機變流系統運行時各個部件的運行參數，包括雙饋風力發電機變流系統的電網電流、定子側電流、轉子側電流、電網電壓、母線電壓、功率因素、有功功率、無功功率、電機轉速等信號。并可以顯示系統運行時各個傳感器信號參數，包括溫度、壓力、液位、振動、加速度等傳感器信號，在上位機畫面中進行顯示，方便學生進行觀測學習。
系統中各個計算機通過以太網交換器連接到一起，以太網中帶有一臺教師機和十臺學生機。其中教師機作為主服務器，具有系統的控制權限。各個計算機中均安裝有上位機組態軟件力控，教師機與下位機各個PLC連接到一起，并可以把監控到的畫面與其他的學生機進行連接顯示。
整個系統中，教師機作為主服務器，在教師機上可以進行設置學生機故障，以及控制系統的運行和查看系統運行時的各個參數，并可以對學生機進行判分操作。
在各個學生機上，只是能夠看到系統的監控畫面，而無法進行控制操作，而當學生機想對系統的某個部件進行控制操作時，只有經過教師機授權允許才可以進行，否則會出現單個部件，多個控制員進行控制，導致控制紊亂的局面。
學生通過觀測學生機上位機顯示信息進行判斷那部分出現問題，當學生發現問題以后，使用系統中的儀器儀表對系統各個信號進行檢測判斷，在上位機畫面中進行故障的排除。故障成功排除以后，會在上位機畫面中顯示“此故障已成功排除”。當所有的學生機進行完故障檢測工作以后，教師機可以對各個學生機進行判分。
故障檢測板
每個學生機具有相同的控制程序和操作界面，可以獨立運行，學生機、教師機通過以太網交換機進行數據交換，變槳PLC224XP和主控制PLC313C之間進行MPI通信，同時通信線上還掛有PLC226CN，用來進行設置故障的PLC，PLC采用MPI通信方式與服務器端的連接到一起進行PLC與組態畫面之間的數據交換。老師通過教師機的界面給學生機設置故障點，設置以后學生機面板上的信號有些會出現錯誤，有些會斷開，學生能自己單機解決，檢測到故障原因以后，學生可以通過學生機畫面進行故障的確認，上位機判斷學生機判斷是否正確，從而進行判分。
（3）軟件系統功能
1、監控系統各個數據
監控畫面可以監控到雙饋風力發電機變流系統運行時各個部件的運行參數，包括雙饋風力發電機變流系統的電網電流、定子側電流、轉子側電流、電網電壓、母線電壓、功率因素、有功功率、無功功率、電機轉速等信號。并可以顯示系統運行時各個傳感器信號參數，包括溫度、壓力、液位、振動、加速度等傳感器信號，在上位機畫面中進行顯示，方便學生進行觀測學習。
2、多用戶授權控制
本系統控制器集中在教師機上，當教師機不對系統進行控制操作時，可以將操作權分配到學生機上，學生機對系統中的某個部件進行控制操作。例如，教師機可以將系統中變槳的控制分配給學生機1號臺，將輪轂的控制分配給學生機3號臺，將加熱和風冷溫度控制分配給學生機4號臺，將機艙偏航控制分配給學生機6號臺，其他的學生機以及教師機可以監控到系統運行時的數據狀態參數等。
3、實際信號測量軟件排除故障
有些信號在面板上顯示出來端子，學生使用萬用表進行測量，測量完成以后在上位機畫面中進行故障的排除。面板上顯示出來的信號都有：環境溫度、壓力、液位、振動、加速度、增速箱溫度信號、電動機溫度信號、發電機溫度信號、機艙偏航齒輪溫度信號等傳感器信號
4、軟件模擬故障及排除
上位機軟件中可以模擬設置故障，學生在上位機軟件中進行故障的排除。上位機可以模擬雙饋風電機不發電故障、雙饋發電機不并網故障、拖動電機不旋轉故障、齒輪箱顫動故障、變槳不動作故障、抱閘無法啟動故障、加熱無法啟動故障、風冷無法啟動故障等等模擬故障，學生可以在上位機中排除故障，教師機可以對學生的排除故障作業進行判分。
配套元件柜
| 輕型貨架 | 五層板、2000*500*2200mm | 1 | |
| 元件柜 | 850×390×1800mm，雙節下十二斗柜 | 1 |
主要技術規格及要求
| 設備名稱 | 分件名稱 | 主要技術指標及參數 | 數量 |
| 低速永磁同步風力發電機組 | 1、拖動電動機 |
型號： YSP 112L2-4 額定電壓： AC380V 額定功率： 4KW 額定轉速： 1800rpm 極數： 4 額定頻率： 61Hz 額定電流： 9A 啟動方式： 變頻啟動 絕緣等級： F級 結構類型： IM1001 防護等級： IP54 |
1臺 |
| 2、低速永磁同步風力發電機 |
額定電壓： AC380V 額定功率： 3KW |
1臺 | |
| 3、轉速傳感器 | 轉速傳感器采用1024線增量型光電編碼器，推挽輸出。 | 1個 | |
| 4、機組固定底座及配套件 |
(1) 機組底座采用整體翻砂件； (2) 交流電動機與永磁發電機采用橡膠連軸器軟連接，配有防護罩； (3) 底座裝設帶減震功能的支撐腳，裝設萬向輪1只，定向輪2只。 |
1套 | |
| 低速永磁同步風力發電機變流器控制系統 | 1、模擬表頭 |
型號：SQ72系列表頭 本系列底座由阻燃TBT塑料制成，維卡溫度130℃。外殼由阻燃ABS塑料制成，維卡溫度85℃。 抗振動：符合IEC60068-2-6標準； 掃頻范圍：10-55-10Hz； 掃頻循環次數：5次； 掃頻速率：10ct/min； 抗機械沖擊，符合IEC60068-2-27標準。 表面標度盤：采用鋁合金材料，白色漆底，黑色油墨印刷或激光打印印刷。 電網側3相電壓表3個 電網側3相電流表3個 電網側電壓頻率表1個 定子側3相電壓表3個 定子側3相電流表3個 定子側電壓頻率表1個 電網功率因數表1個 |
共計18個 |
| 2、數字轉速表 |
型號：ZN48 整機功耗：小于2W 工作溫度：0℃--+40℃ 最高測量頻率:10000P/S |
1個 | |
| 3、5.5KW變頻器 |
型號：三菱E740系列變頻器 適用電機容量：5.5KW 額定容量：9.1KVA 額定電流：12A 過載額定電流：150%（60S）、200%（0.5S） 輸出電壓：380V 額定輸出電壓：3相380V/50Hz 輸入電源頻率容許波動范圍：±5% 冷卻方式：強制風冷 |
1臺 | |
| 4、高配置電腦 |
顯示器：22寸液晶 內存：DDR2 1G 硬盤：160G 網卡：10-100M USB：4個 PCI插槽：1個 |
1臺 | |
| 5、低速永磁同步風力發電變流器系統 |
額定工作電壓：380VAC 額定處理容量：5kVA 電流畸變率：＜10% 直流額定電壓：650V 功率因數：±0.9可調 控制方式：采用DSP全數字化控制 并網控制：自動軟并網/手動并網 電磁屏蔽措施：金屬殼屏蔽保護 故障診斷能力：過壓、過流、過熱保護等 冷卻方式：強制風冷 頻率精度：±0.03Hz 功率因數：±0.9可調 并網沖擊電流、電壓：＜5% 控制誤差：＜4% （1）變流器主控可設置為網側+機側變流器模式或主控+協控模式，網側+機側變流器模式是傳統的分功能自治模式，相對獨立地完成網側及機側變流單元的調控以達成風力發電模擬運行的狀態，但對于系統的升級而言存在一定問題。國家電網對新能源并網準入許可的要求嚴格，低電壓穿越及其余電網質量成為機組必備的功能。我方擬采用主控+協控模式實現這一功能控制器層面的升級，在不改變系統控制器硬件構成的前提下可實現網側+機側變流器模式及主控+協控模式的切換，為系統的升級換代提供一定支持。控制器直垂8路波形測試端子，可通過觸摸屏或上位機進行波形設置（見波形測試探針功能）。 （2）系統內置一塊5寸或7寸的彩色液晶觸摸屏（根據需求而定），可采用觸控輸入命令模式，將網側、機側的控制命令以更靈活的方式輸入，以適應當前主流的人機接口需求，使得操作更為方便、直觀。見圖1的頁面顯示示意圖（實際頁面顯示按具體機組功能而異）。觸摸屏采用多幀畫面顯示，根據用戶需要進行頁面觸控切換，可完成以下功能： ①顯示功能：指示控制器狀態（含網側、機側），顯示轉速反饋值，有功/無功反饋值，完成三相電流，電壓有效值顯示，直流母線電壓顯示，可對控制器工作、故障、卸荷狀態分別給于指示，可以曲線顯示有功、無功趨勢（可選功能）。 ②設置功能：完成機側控制器啟動/停止設置，最大功率啟動/停止跟蹤設置，有功/無功給定，可完成并網啟動/停止設置 ③波形測試探針功能：控制器外置8個波形測試端子，傳統可設置成學生學習模式，觀察常用的電壓、電流等波形；此外，設置有信號探針功能，可通過液晶屏進行相應端子輸出波形的靈活選擇，支持程序內置信號探針，液晶屏對信號以探針方式對中間數據進行拉取組合，方便進階學習（可選）。 |
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| 6、其他變流器配件 |
大功率限流電阻2個 交流220V接觸器2個 三相進線電抗器1個 三相干式變壓器1個 |
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| 7、三相帶漏電保護空氣開關 | 采用工業常用的帶有漏電保護的3相空氣開關 | 1個 | |
| 8、工業用按鈕開關 |
急停按鈕 啟動/停止按鈕 自動/手動按鈕 低電壓穿越按鈕 拖動電動機啟動按鈕 液壓抱閘按鈕 |
7個 | |
| 9、24V開關電源 |
采用AC220V/DC24V開關電源 電流2A |
1個 | |
| 10、電源指示燈 | 采用工業用AC220V紅色電源指示燈 | 1個 | |
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11、西門子224XP可編程控制器 |
晶體管型數字量輸入14個 晶體管型數字量輸出10個 模擬量輸入2個 模擬量輸出1個 20K字節程序和數據存儲空間 6個獨立的高速計數器 2個100KHz的高速脈沖輸出 2個RS485通訊編程口 |
1臺 |
|
| 12、觸摸屏 |
顯示類型：LCD-TFT 分辨率（寬 x 高，像素）：800 x 480顏色256亮度250 cd/m² 背光壽命(25°C)：最大40,000小時 供電電源：24 V DC電壓 允許范圍19.2 V - 28.8 V DC 環境條件:操作溫度0 - 50°C 防護等級:前面IP65背面IP20 |
1個 | |
| 13、雙綜示波器 |
型號：DS1102E 帶寬：100MHZ 最高實時采樣率：1GSa/s 最大存儲深度：1Mpts 通道數：2 自動測量：峰峰值、幅值、最大值、最小值、頂端值、底端值、平均值、均方根值、過沖、預沖、頻率、周期、上升時間、下降時間、正脈寬、負脈寬、正占空比、負占空比、延遲1->2上升沿、延遲 1->2下降沿的測量 輸入阻抗：1MΩ 顯示：5.6英寸的TFT液晶顯示，320水平*RGB*234垂直像素 帶寬限制：20MHz |
1臺 |
如果您對變槳解纜機艙跟蹤故障檢測雙饋風力發電實驗臺,風力發電教學設備有不同的意見，請致電聯系我們，或者發送郵件給我們，變槳解纜機艙跟蹤故障檢測雙饋風力發電實驗臺,風力發電教學設備僅客觀反映事件情況及各方觀點。
