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MPS模塊化柔性自動化生產線實訓係統 MPS模塊化柔性自動化生產線實訓係統實訓裝置由上料檢測站、機械手搬運站、自動加工站、安裝搬運站、分類站、5.7英寸觸摸控製屏、常用工具及備件箱等部分組成。...[詳情]

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模擬型直驅風電實驗係統

[產品分類]：新能源風光互補太陽能實訓
[規格型號]：TW-SNY27
[產品價格]：詢價
[參數下載]：下載
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產品詳情

TW-SNY27模擬型直驅風電實驗係統

模擬型直驅風電係統原理圖如下圖所示：

一、係統性能

1）、發電控製係統：一套，非標定製，包含邏輯控製軟件、人機操作軟件、測量係統軟件與電路。380V/5.5kW/0-50Hz四象限運行，可速度控製和轉矩控製兩種模式運行。

2）、發電控製係統主要參數

  1. 型號規格：非標定製

  2. 主要組成：空間矢量邏輯控製係統、人機操作係統、測量係統、輔助電路等

  3. 控製方式：速度控製和轉矩控製

二、驅動變頻器

驅動變頻器530VDC/380VAC 5.5kW, 可進行變流技術編程、通訊等功能，驅動變頻器參數如下表所示：

表4-9-1 驅動變頻器參數

序號

參數

參數值

1

輸入電壓

AC 3PH 380V(-15%)～440V(+10%)

2

輸入電流

24A

3

頻率（Hz）

輸入頻率：50Hz 允許範圍47.5~51.5Hz

4

輸出電壓（V）

0~輸入電壓

5

輸出電流（A）

22A

6

輸出功率（kW）

5.0kW

7

輸出頻率

0~150Hz

8

控製方式

PG矢量控製

9

電機類型

永磁同步電機

10

速度控製精度

±0.2%

11

速度波動

± 0.3%

12

轉矩響應

<20ms

13

轉矩控製精度

10%

14

起動轉矩

同步機：2.5 Hz/150%（PG矢量控製）

15

過載能力

150%額定電流1 分鍾，180%額定電流10秒，200%額定電流1秒

16

頻率設定方式

外部通訊設定（可以依照程序修改）

17

自動電壓調整功能

當電網電壓變化時，能自動保持輸出電壓恒定

18

故障保護功能

過流、過壓、欠壓、過溫、缺相、過載等保護功能

19

轉速追蹤再起動功能

實現對旋轉中的電機的無衝擊平滑起動

20

端子模擬量輸入分辯率

不大於20mV

21

端子開關量輸入分辯率

不大於2ms

22

IO

模擬輸入：2 路（AI1、AI2）0~10V/0~20mA，1路（AI3）-10~10V

模擬輸出：2 路（AO1、AO2）0~10V /0~20mA

數字輸入：8 路普通輸入，最大頻率1kHz，內部阻抗：3.3kΩ；1路高速輸入，最大頻率20kHz

數字輸出：1 路高速脈衝輸出，最大頻率20kHz；1路Y 端子開路集電極輸出

繼電器輸出：兩路可編程繼電器輸出，觸點容量：3A/AC250V，1A/DC30V

23

EMC 濾波器

內置C3 濾波器：滿足IEC61800-3 C3 等級要求

24

製動方式

回饋製動

25

運行環境溫度

-5~40℃，40℃以上降額使用

26

平均無故障時間

2 年（25度環境溫度）

27

防護等級

IP20

28

冷卻方式

強製風冷

三、 驅動電機

采用國內知名品牌永磁同步電機380V5.5kW一台。電機參數如下表所示：

表4-9-1 牽引電機參數

序號

參 數

參數值

1

額定功率

5.5kW

2

額定電流

14.6A

3

額定電壓

380V

4

極數

4

5

同步轉速

1500rpm

6

調頻範圍

0-50 Hz

7

編碼器

2000 線性驅動輸出

8

參考外形尺寸

515*280*315mm(長*寬*高)

9

參考安裝尺寸

216*178*Φ15mm(長*寬*孔徑)

10

防護等級

IP44

四、永磁發電機

采用國內知名品牌永磁風力發電機380V/5.5kW一台，參數如下：

序號

參數

參數值

1

額定功率

5.5kW

2

額定電流

13.52A

3

額定電壓

380V

4

調速範圍

0-1500 r/min

5

編碼器

2000 線性驅動輸出

6

參考外形尺寸

515*280*315mm(長*寬*高)

7

參考安裝尺寸

216*178*Φ15mm(長*寬*孔徑)

8

防護等級

IP44

五、 全功率變流器

變流器技術特點

●主電路采用美國TI公司生產的DSP芯片、進口IGBT模塊、驅動保護為進口機芯,控製電路采用隔離變壓器，安全可靠 ；

●采用SVPWM脈寬調製技術，純淨正弦波輸出，自動與電網同步跟蹤，功率因數接近1，電流諧波含量低，對公共電網無汙染，無衝擊；

● 逆變並網電流閉環控製，可控可調；

● 輸入直流電壓範圍寬，適應不同場合需求；

●頻率擾動檢出技術，實現反孤島控製；

●具有全方位的電源保護方案和完善的自我檢測和保護功能。在出現係統故障時將停止並網逆變；

● 電路結構緊湊、最大效率>94%；

● 室外型不鏽鋼外殼，全密封安裝；防護等級可達到IP65；

●RS485通訊，上位機監控，實現遠程數據采集和監視；

全功率風力發電機變流器參數表

項 目

參 數

變流器電壓範圍

3AC 380V±10％

變流器頻率範圍

50Hz +3% -5%

變流器容量

5kW

變流器額定電流

15.8A

諧波畸變率

<=3%

效率

97.2%

噪聲

＜79.4dB

運行溫度

-30 至 +50°C

對於低電壓穿越，方案完全遵循此標準：

低電壓穿越標準

  • 並網點電壓跌至20%額定電壓時，保證不脫網連續運行625ms ；

  • 跌落後2s 內恢複到額定電壓的90%時，不脫網連續運行。

  • 無功支撐：響應時間不大於75ms，持續時間不少於550ms ；無功電流滿足IT≥1.5×（0.9-UT）IN ，（0.2≤UT≤0.9）

  • 有功恢複：故障切除後以至少10%額定功率/秒的功率恢複到故障跌落前的功率；

  1. 低電壓穿越LVRT方案方案：

    主要為在變流器上添加Crowbar和Chopper電路，並在變流器中配合進行相應控製：

  • Crowbar：其響應時間短，能夠保護變流器IGBT、吸收和衰減畸變電流和諧波電流

  • Chopper：主要考慮單管吸收回路的設計，不同於Crowbar的投切工作方式，Chopper裝置在運行過程中會進行100Hz左右的斬波動作，大電流關斷時的尖峰很容易導致IGBT過壓實效。因此設計了RCD吸收回路和低感功率回路。

直驅機組 Crowbar

直驅機組Chopper

其軟件部分邏輯如下：

六、機械傳動與測量係統

規格型號：非標定製

主要部件：可調節底座、聯軸節、防護罩、相應的安裝配件

外形尺寸：長*款*高=1500*500*300（根據電機及傳感器配套設計，可進行優化）

主要材質：優質鋼材

表麵處理：鍍鋅

七、 風電控製係統

風電控製係統預留各種通訊接口：Modbus/RS485/RS232等。

微型操作台主要性能指標

  1. 規格型號：非標定製

  2. 結構特點：采用琴式操作台，在操作台上布置操作按鈕、智能表和測控計算機，操作台設計符合人體工程學，操作舒適，各項數據觀察直觀。

  3. 表麵處理：脫脂、酸洗、磷化、烤漆顏色：RAL7035

  4. 外觀要求：外形美觀，工藝精湛，尺寸精密

  5. 材質要求：板材厚度為1.2-2.0mm，其中裝飾件1.2mm,連接件1.5mm,承重部件2.0mm。

  6. 台麵要求：采用優質防火板，顏色為深黃。

  7. 硬件主要性能指標如下：PCE-7B13-07A1E、可以存儲1T數據、PCE-5127QG2、控製機箱以及21英寸工業顯示器

    風力發電模擬軟件

    上位機軟件包含本機數據庫，預留與其他如C#語言、C++、VB、SQL、MATLAB等語言的兼容接口;具備變流器控製技術實驗軟件及有源濾波技術實驗軟件。提供上位機軟件的完整資料包括但不限於：係統邏輯控製動作順序表、測控點表、流程圖；軟件設計說明書；軟件設計編碼規範說明書；人機接口說明書；軟件流程圖；數據報表及數據庫設計說明書；軟件源代碼等。

    上位機軟件如下圖所示：

     

    上位機軟件主要性能指標：

    上位機軟件功能需包括邏輯控製和實驗數據檢測分析，上位機軟件要求采用LABVIEW或C#編程。上位機軟件需具有用戶管理、人機操作接口、邏輯控製、運行記錄、報警、數據采集分析、曲線顯示報表打印等功能。

    1）、風力發電機組功能模擬

  • 模擬真實風力發電機的啟動、並網、正常運行和停機過程，具備模擬機組變速調節能力，有功、無功的調節能力；

  • 風速模型不僅可設定典型幾種風速曲線，支持導入實際測量得到的風速―時間數據；

  • FaceView實驗主控軟件執行機組運行狀態流程控製和數據記錄、顯示、係統監控等功能；

  • 實現風速和風力機模擬，機組並網控製，機組最大功率運行控製，機組恒速運行，機組限功率運行，機組低電壓穿越，機組脫網控製等控製功能；

  • 背靠背變流器可實現直流側電壓的初始狀態進行設定，實現單位功率因數並網，實現風力發電機在故障條件下不脫網運行，低電壓穿越的功能，支持風機的低電壓穿越實驗;

  • 軟件分析風力發電的數據與運行特性，能夠顯示異常時的故障原因；

  • RS485接口，提供開放式MODBUS規約接入監控係統；

  • 完善的保護功能，包括過電壓保護、過電流保護、過溫保護、超速保護、短路保護，可以實現低電壓穿越以及外接電源電壓不穩定時保護實驗；

    2）、用戶管理用戶管理要求采用授權分級操作並對操作進行記錄，以不同的權限登錄，隻能執行其相應的操作，保證設備的使用安全。用戶管理模塊需具有用戶登錄、編輯和修改功能，可通過對登錄人員信息存儲實現設備的使用記錄的管理。軟件的用戶管理必須設置管理員、工程師和操作員三級用戶權限，且高一級的用戶具有低一級用戶所具有的權限。管理員：具有最高的使用權限，可修改設備所有的內容，主要用於設備調試、校檢，可設置係統硬件配置，以及運行參數的配置。

    3）、實驗參數管理

    實驗參數包括電動機組、變頻器等自身參數、實驗過程工藝參數和實驗結果判定參數，各種參數存儲在數據庫中，根據選擇的實驗項目在實驗的過程中讀取調用相關參數。實現風速、風力機運行特性模擬，並能夠實現風電機組啟動、運行、最大功率跟蹤(MPPT)、並網、低電壓穿越、停機、數據記錄、故障記錄等特性。

    4）、人機操作接口

    人機操作接口實現實驗過程的操作，本設備要求采用圖形化軟件編程，操作界麵真實直觀，具有實驗過程的提示信息。根據實驗需求，軟件人機操作接口可將實驗過程數據動態變化趨勢及其分析並以曲線方式實時顯示。

    5）、硬件運行管理

    係統各硬件設備在實驗時和計算機進行數據交互，各種設備的通訊參數和通訊相關變量定義在數據庫中，實驗過程自動讀取並進行相應的轉換，使硬件及其參數的管理趨於自動化，減少人為設置的工作量，減少人為錯誤，提供工作效率。

    6）、運行邏輯控製

    邏輯控製部分用於實驗過程中運行管理，根據接收到的控製指令，參考不同的工藝設置和參數設定，輸出相應的控製指令，完成實驗過程邏輯控製。邏輯控製參數的設置對過程邏輯控製至關重要，且該參數設置相對複雜，所以預設在數據庫中，實驗時自動讀取，以提高穩定性。

    7）、數據檢測

    數據檢測是指對實驗過程中關鍵實驗數據的采集，以作為實驗結果分析實驗。數據檢測功能包括數據采集、計算和分析，同時完成數據存儲與顯示，根據實驗需求部分數據可生成實驗報表。

    8）、故障報警處理

    故障處理部分具有最高的優先級，一旦產生故障，設備執行相應的保護動作，並限製實驗操作直到故障解除並複位。設備運行前先進行一次自檢，自檢正常後設備允許運行，設備運行過程中產生故障，分故障等級執行不同的動作。

    9）、設備故障診斷

    設備故障診斷的目的為檢測設備的狀態，設備要求具備設備自檢功能；在實驗的過程中，隨著實驗數據及經驗的不斷積累，故障診斷可作為軟件的升級功能。要求軟件設計將所有的實驗數據實時記錄，為故障分析做準備。

    10）、記錄查詢

    實驗過程中設備運行狀態、操作人員信息及實驗結果信息均記錄在數據庫中，方便設備檢修和實驗數據查詢分析。

八、直驅風電變流器係統開放

算法類的函數開放，用戶可以按照自己的算法修改、調用，如整流、逆變、電機控製的SVPWM和低電壓穿越算法。

開放內容如下：

直驅變流器所有電路板硬件原理圖及BOM表(pdf版本)：控製板，電源板，信號板，電容板；

直驅變流器櫃電氣原理圖及BOM表(pdf版本)；

開放控製板的debug接口，客戶可以燒寫自己的程序；

直驅變流器通訊協議(RS485)（免費）；

直驅變流器使用手冊(免費)；

直驅變流器編程手冊pdf版；

直驅變流器軟件低電壓穿越算法、整流器SVPWM算法和電機控製SVPWM算法的工程源文件，包括程序主框架、硬件驅動功能、硬件配置功能、通訊功能、保護功能、編碼器功能、采樣功能、鎖相環功能、濾波函數等。低電壓穿越算法、整流器SVPWM算法和電機控製SVPWM算法用戶可以修改、調用。

九、直驅風電變流器係統開放




編號

名稱

學生人數

類型

1

異步電機空載實驗

每套機組3~5人

設計型

2

異步電機負載實驗

每套機組3~5人

設計型

3

永磁同步發電機空載實驗

每套機組3~5人

設計型

4

永磁同步發電機負載實驗

每套機組3~5人

設計型

5

電力電子接口啟動並網和運行實驗

每套機組3~5人

設計型

6

電力電子接口正常停機實驗

每套機組3~5人

設計型

7

電力電子接口異常停機實驗

每套機組3~5人

設計型

8

風力發電機啟動並網實驗

每套機組5~8人

設計型

9

風力發電機正常停機實驗

每套機組5~8人

設計型

10

風力發電機異常停機

每套機組5~8人

設計型

11

風力發電機正常運行實驗

每套機組5~8人

設計型

12

風力發電機脫網保護實驗

每套機組5~8人

設計型

13

網側動態無功補償實驗

每套機組5~8人

設計型

14

風電並網算法及永磁發電機控製算法研究

每套機組5~8人

設計型

15

小功率電機傳動控製SVPWM及DTC算法研究

每套機組5~8人

設計型

16

低電壓穿越實驗

每套機組5~8人

設計型

17

電網不平衡條件下風電並網變流器的控製算法研究

每套機組5~8人

設計型

18

電網強諧波條件下風電並網變流器諧波抑製算法研究

每套機組5~8人

設計型

上一個產品：太陽能光伏充放電特性實驗係統

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