CN208256151U - 风力发电机电动偏航变桨模型 - Google Patents
风力发电机电动偏航变桨模型 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型是一种教学演示模型，特别是一种风力发电机电动偏航变桨模型，包括底座和机舱，机舱设于底座上并可绕其转动，机舱上设有偏航电机、变桨限位开关、PLC控制器、接触器、变频器和偏航扭缆传感器，变桨限位开关上设有变桨电机，叶片与变桨电机连接，变桨限位开关上设有变桨计数器，变桨电机上设有变桨速度传感器，机舱上还设有触摸屏、风速仪和风向标，偏航电机上设有温度传感器。有了本模型，就可以在实验室里以演示风力发电机在各种工况下的运行情况，特别是变桨和偏航的过程，让刚接触风力发电的学员能对风力发电机有初步的直观的认识，提高了教学质量。
Description
技术领域
本实用新型是一种教学演示模型，特别是一种风力发电机电动偏航变桨模型。本模型可模拟风力发电机的偏航和变桨动作，演示风力发电机自控和发电过程，实现教学直观性，提高教学质量。
背景技术
近几年风力发电在国内得到迅速发展，现在使用的风力发电机大都是变桨距机型，变桨距机型的特点是桨叶的角度和转速能随风速和负荷的变化随时调整，其作用在于当风速的方向变化时，桨叶能够快速平稳地对准风向，以便获得最大的风能，实现最佳的风能利用率。
桨叶的调整是通过变桨距控制系统来实现的，变桨距控制系统包括液压变桨控制系统和电动变桨控制系统，电动变桨控制系统一般包括感应风向的风向标、偏航电机、偏航行星齿轮减速器、偏航制动器（偏航阻尼或偏航卡钳）、回转体大齿轮等。变桨距控制系统是风力发电机机舱的一部分，其调整过程是与电机的运行相同步，由于电机机舱高高在上，不便直观教学，影响了教学的正常进行。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服目前偏航变桨教学缺乏直观教具的缺陷，发明一种能在地面模拟风力发电机的偏航和自动变桨过程的风力发电机电动偏航变桨模型。通过本模型的演示，达到直观教学的目的，提高了教学质量。
本实用新型的目的是按如下的方式来实现的：所述风力发电机电动偏航变桨模型，包括底座、机舱、偏航电机、变桨限位开关、变桨电机、叶片、PLC控制器、触摸屏、接触器、变频器和偏航扭缆传感器；机舱设于底座上并可绕其转动，机舱上设有偏航电机、变桨限位开关、PLC控制器、接触器、变频器和偏航扭缆传感器，偏航电机通过接触器与PLC控制器的数字量输出模块连接；变桨限位开关上设有变桨电机，叶片与变桨电机连接，变桨电机通过变频器与PLC控制器的模拟量输出模块连接；偏航电机通过偏航扭缆传感器与PLC控制器的数字量输入模块连接；变桨限位开关上设有变桨计数器，变桨电机上设有变桨速度传感器，变桨电机通过变桨限位开关、变桨计数器和变桨速度传感器与PLC控制器的数字量输入模块连接；机舱上还设有触摸屏、风速仪和风向标，触摸屏、风速仪和风向标与PLC控制器的数字量输入模块连接，偏航电机上设有温度传感器，温度传感器与PLC控制器的模拟量输入模块连接。
本实用新型的积极效果如下：有了本模型，就可以在实验室里演示风力发电机在各种工况下的运行情况，特别是变桨和偏航的过程，让刚接触风力发电的学员能对风力发电机有初步的直观的认识，提高了教学质量。
附图说明
图1是本实用新型结构图
图2是本实用新型电路方框图
图中：
1底座 2机舱 3偏航电机
4变桨限位开关 5变桨电机 6叶片
7 PLC控制器 8触摸屏 9接触器
10变频器 11偏航扭缆传感器 12变桨计数器
13变桨速度传感器 14风速仪 15风向标
16温度传感器。
具体实施方式
如图1图2所示，所述风力发电机电动偏航变桨模型，包括底座1、机舱2、偏航电机3、变桨限位开关4、变桨电机5、叶片6、PLC控制器7、触摸屏8、接触器9、变频器10和偏航扭缆传感器11；机舱2设于底座1上并可绕其转动，机舱2上设有偏航电机3、变桨限位开关4、PLC控制器7、接触器9、变频器10和偏航扭缆传感器11，偏航电机3通过接触器9与PLC控制器7的数字量输出模块连接；变桨限位开关4上设有变桨电机5，叶片6与变桨电机5连接，变桨电机5通过变频器10与PLC控制器7的模拟量输出模块连接；偏航电机3通过偏航扭缆传感器11与PLC控制器7的数字量输入模块连接；变桨限位开关4上设有变桨计数器12，变桨电机5上设有变桨速度传感器13，变桨电机5通过变桨限位开关4、变桨计数器12和变桨速度传感器13与PLC控制器7的数字量输入模块连接；机舱2上还设有触摸屏8、风速仪14和风向标15，触摸屏8、风速仪14和风向标15与PLC控制器7的数字量输入模块连接，偏航电机3上设有温度传感器16，温度传感器16与PLC控制器7的模拟量输入模块连接。
本实用新型的工作过程如下：偏航电机通过接触器与单相220V交流电源连接，通电后，偏航电机带动机舱旋转产生偏航扭缆信号，该信号通过偏航扭缆传感器传入PLC控制器的数字量输入模块，变桨电机将旋转产生的转速信号通过变桨速度传感器传入PLC的数字量输入模块，变桨电机旋转产生的叶片角度信号通过变桨计数器传入PLC 的数字量输入模块，温度传感器将温度信号传入PLC 的模拟量输入模块，风向标和风速仪将风向和风速信号传入PLC的数字量输入模块。
本实用新型的操作规程如下：
一．偏航模拟：
1．手动偏航模拟：
在触摸屏的偏航操作界面点击“手动偏航”按钮，分别点击“顺时针偏航”和“逆时针偏航”以实现机舱的顺时针和逆时针偏航，点击“停止”按钮停止偏航。
2．自动偏航模拟：
在触摸屏的偏航操作界面点击“自动偏航”按钮，人为制造气流（如电风扇），风向标感知风向后，机舱自动偏航以使叶片对准风向，并随着风向变化而变化。
二．变桨模拟：
1．手动变桨模拟：
在触摸屏的变桨操作界面点击“手动变桨”按钮，在变桨角度输入窗口输入设定角度，点击“开始变桨”，变桨电机带动叶片旋转到设定的角度后停止。
2．自动变桨模拟：
在触摸屏的变桨操作界面点击“自动变桨”按钮，并点击“自动测风模式”。此时人为提高气流速度，风速仪感应到风速后，根据给定的风速将叶片旋转到合适的角度（此逻辑在PLC程序中设置），风速超过3.5m/s时，叶片将旋转到0°，进入发电状态，并且在触摸屏的变桨操作界面上会显示出当前的转速和负荷情况（模拟），风速逐渐增加，超过13m/s时，叶片开始往90°方向小范围调整（此逻辑在PLC程序中设置），当风速超过25m/s时，叶片以8°/s的速度紧急收回到90°，此时风机进入暴风停机状态。
Claims (1)
1.一种风力发电机电动偏航变桨模型，其特征在于：包括底座、机舱、偏航电机、变桨限位开关、变桨电机、叶片、PLC控制器、触摸屏、接触器、变频器和偏航扭缆传感器；机舱设于底座上并可绕其转动，机舱上设有偏航电机、变桨限位开关、PLC控制器、接触器、变频器和偏航扭缆传感器，偏航电机通过接触器与PLC控制器的数字量输出模块连接；变桨限位开关上设有变桨电机，叶片与变桨电机连接，变桨电机通过变频器与PLC控制器的模拟量输出模块连接；偏航电机通过偏航扭缆传感器与PLC控制器的数字量输入模块连接；变桨限位开关上设有变桨计数器，变桨电机上设有变桨速度传感器，变桨电机通过变桨限位开关、变桨计数器和变桨速度传感器与PLC控制器的数字量输入模块连接；机舱上还设有触摸屏、风速仪和风向标，触摸屏、风速仪和风向标与PLC控制器的数字量输入模块连接，偏航电机上设有温度传感器，温度传感器与PLC控制器的模拟量输入模块连接。
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| CN201721601014.4U CN208256151U (zh) | 2017-11-27 | 2017-11-27 | 风力发电机电动偏航变桨模型 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN208256151U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110821752A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-02-21 | 大唐吉林风力发电股份有限公司 | 一种风电机组制动系统控制保护装置 |
| CN113539027A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-10-22 | 北京金风慧能技术有限公司 | 风力发电机组的偏航教学设备 |
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2017
- 2017-11-27 CN CN201721601014.4U patent/CN208256151U/zh active Active
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| CN110821752A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-02-21 | 大唐吉林风力发电股份有限公司 | 一种风电机组制动系统控制保护装置 |
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