CN209118622U - 一种风电机组多功能变桨实训模拟系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种风电机组多功能变桨实训模拟系统，包括操作平台，所述操作平台分别连接有变桨实训执行机构、控制系统和外部电源；一种风电机组多功能变桨实训模拟系统采用软、硬件结合的形式，既可以通过风电机组实体模型直观的观察机组的运行状态，同时还可以进行实际的动手操作提升实际的动手能力；既可以通过各系统模块化的操作实训，也可以进行部件的联合调试；既可以进行机组触发故障，也可以进行设定任务式进行故障处理及机组恢复运行的实操培训模式；起到了有效改变传统培训的效果，有效加强员工对风力发电原理及风电机组结构的深刻理解，有效提升员工对风电机组的运维能力，确保风电场有效的运行效率。

Description

一种风电机组多功能变桨实训模拟系统

技术领域

本实用新型属于一种实训模拟系统相关技术领域，尤其涉及一种风电机组多功能变桨实训模拟系统。

背景技术

风电运维队伍的整体素质水平成为风电运营市场的决定性因素。但是我国在风力发电运维方面专业技术人才的培养方面比较滞后；“师带徒”、“传帮带”等传统的方式弊端逐渐凸显：

1、投运后的风电场及电力设备，员工不能任意的进行实操演练或触发故障等，不能实现系统设备联调；

2、集中培训的授课形式内容重复、乏味、吸引力弱，培训的效果较差；

3、由于机组的实际状态及空间问题，不宜组织现场的实际培训，通过课件培训的直观性差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有的技术缺陷，提供一种风电机组多功能变桨实训模拟系统，可以有效解决背景技术中的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是；

提供了一种风电机组多功能变桨实训模拟系统，包括操作平台，所述操作平台分别连接有变桨实训执行机构、控制系统和外部电源，所述外部电源通过控制系统与变桨实训执行机构和控制系统连接，所述操作平台包括软启动模块、直接启动模块和变频启动模块，所述控制系统包括主控模拟系统和驱动模拟系统，所述变桨实训执行机构包括固定架、设置于固定架上的轮毂、用过变桨轴承分别设置于轮毂上的两叶片假体、以及设置于轮毂内的变桨系统，所述变桨系统包括变桨驱动器、固定于轮毂上的系统支架、以及设置于系统支架上的变桨柜、角度编码器、润滑系统、正常限位开关和极限限位开关，所述变桨驱动器输出端与叶片假体连接，所述变桨柜分别与变桨驱动器、角度编码器、润滑系统、正常限位开关和极限限位开关连接。

优选的，所述系统支架通过螺栓与轮毂固定连接。

优选的，所述变桨柜包括控制柜和电池柜。

优选的，所述外部电源至少包括24VDC电源模块和230VAC电源模块。

优选的，所述润滑系统通过输出端齿轮与变桨轴承进行内啮合。

进一步的，所述软启动模块、直接启动模块和变频启动模块位于操作平台控制面板上均分别设有运行指示灯、故障指示灯、手动运行指示灯、自动运行指示灯、急停按钮和开桨/收桨旋钮开关。

本实用新型的有益效果：本实用新型一种风电机组多功能变桨实训模拟系统采用软、硬件结合的形式，既可以通过风电机组实体模型直观的观察机组的运行状态，同时还可以进行实际的动手操作提升实际的动手能力；既可以通过各系统模块化的操作实训，也可以进行部件的联合调试；既可以进行机组触发故障，也可以进行设定任务式进行故障处理及机组恢复运行的实操培训模式；起到了有效改变传统培训的效果，有效加强员工对风力发电原理及风电机组结构的深刻理解，有效提升员工对风电机组的运维能力，确保风电场有效的运行效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一种风电机组多功能变桨实训模拟系统的结构示意图；

图2是图1中的A向变桨系统结构示意图；

图3是本实用新型一种风电机组多功能变桨实训模拟系统中操作平台控制面板的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-3所示，根据本实用新型所述的一种风电机组多功能变桨实训模拟系统，包括操作平台2，所述操作平台2分别连接有变桨实训执行机构1、控制系统3和外部电源4，所述外部电源4通过控制系统3与变桨实训执行机构1和控制系统3连接，所述操作平台2包括软启动模块201、直接启动模块202和变频启动模块203，所述控制系统3包括主控模拟系统和驱动模拟系统，所述变桨实训执行机构1包括固定架101、设置于固定架101上的轮毂102、用过变桨轴承104分别设置于轮毂102上的两叶片假体103、以及设置于轮毂102内的变桨系统105，所述变桨系统105包括变桨驱动器1051、固定于轮毂102上的系统支架1057、以及设置于系统支架1057上的变桨柜1052、角度编码器1053、润滑系统1054、正常限位开关1055和极限限位开关1056，所述变桨驱动器1051输出端与叶片假体103连接，所述变桨柜1052分别与变桨驱动器1051、角度编码器1053、润滑系统1054、正常限位开关1055和极限限位开关1056连接。

本实施例中，所述系统支架1057通过螺栓与轮毂102固定连接。

本实施例中，所述变桨柜1052包括控制柜和电池柜。

本实施例中，所述外部电源4至少包括24VDC电源模块和230VAC电源模块。

本实施例中，所述润滑系统1054通过输出端齿轮与变桨轴承104进行内啮合。

本实施例中，所述软启动模块201、直接启动模块202和变频启动模块203位于操作平台2控制面板上均分别设有运行指示灯、故障指示灯、手动运行指示灯、自动运行指示灯、急停按钮和开桨/收桨旋钮开关。

具体的，变桨实训执行机构1、操作平台2、控制系统3和外部电源4之间均通过通讯线路、供电及信号线路连接，进行外部电源的接入及系统内数据的交换与反馈；

变桨实训执行机构1中：

系统支架1057通过螺栓或者内六角螺钉固定于轮毂102上，主要是各零部件的固定作用；变桨驱动1051安装与轮毂102上，是主要的运动执行机构，驱动叶片假体103绕轴线旋转；变桨柜1052（包括控制柜和电池柜）固定于系统支架1057上，主要是对变桨实训执行机构1中的电气系统进行控制与反馈，控制柜和电池柜集成为一体；角度编码器1053固定于系统支架1057上，主要作用是读取叶片假体103绕其轴线旋转的角度信息并反馈给变桨柜1052；润滑系统1054，有两件，分别固定于系统支架1057两端，主要进行变桨驱动器1051和变桨轴承之间齿轮啮合的润滑作用；正常限位开关1055，固定于系统支架1057上，对变桨到达固定位置时起到停止开关作用；极限限位开关1056，固定于系统支架1057上，当变桨系统转动角度达到极限位置时起到停止开关作用。

操作平台2根据不同的启动类型设定变桨不同的启动型式，包括软启动、直接启动和变频启动。

控制系统3主要包括了主控模拟系统和驱动模拟系统，集成于一台计算机内；

主控模拟系统主要模拟真实风电机组的控制系统，除了变桨系统为实物外，其他均为模拟数据；

驱动模型系统主要根据不同的机组设定不同的机型参数，可以根据不同的气象数据获得不同机组对气象数据的相应，获得变桨系统不同的运行模式。

外部电源4主要为整个系统提供外部供电，包括24VDC和230VAC，或者系统需要的其他电压等级；电源的通断由控制系统3进行控制实现。

通过变桨实训执行机构1、操作平台2、控制系统3和外部电源4实现功能包括：

实验与演示功能:

自动变桨：当变桨系统105收到主控系统3的指令时，依据要求进行自动变桨等实时调节桨距角，模拟机组的安全运行，通过操作平台2模拟不同的开桨与收桨实验和功能演示；

手动变桨：在手动模式下，通过手动调桨开关进行开桨或者收桨的相关操作动作；

安全收桨：当主控系统3模拟电网掉电、通讯故障、安全链断开、驱动器故障、后备电源护长等现象时，变桨系统的安全收桨功能实验与演示；

电气接线：本系统是模拟真实的变桨控制系统，包括电气系统接线和结构的相关布局，可以根据实际的变桨电气原理图进行变桨系统电气接线及线路故障排查的相关实验。

故障排查与维修功能：

故障的自诊断与保护：系统具有自诊断和保护功能，能实时检测实训设备的故障和异常情况，主要包括：防雷保护动作、通讯超时或中断、驱动器故障、电机故障、传感器故障和充电器故障等；

故障触发与维修：可以通过主控控制系统3预设对应的故障代码，自动或者手动触发故障，例如角度不一致、通讯故障等信息，实现变桨系统的故障诊断与排查功能。

实训考核功能：

故障处理考察：通过设定相应的故障信息，设置机器考核和指导教师考核两种；当故障触发后，通过对被考察对象实施的流程及完成时间进行考评。

定检与维护实训功能

本系统是基于1:1的实物模型建立，包括轮毂、变桨系统、变桨轴承等，完全可以满足对变桨系统定检维护的实训目的，主要包括限不限于以下类型：变桨轴承维护、变桨轴承螺栓力矩维护、变桨减速机的安装与螺栓力矩维护、变桨小齿轮与变桨轴承啮合维护、角度传感器校核、后备电源检测实训。

综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，本实用新型一种风电机组多功能变桨实训模拟系统采用软、硬件结合的形式，既可以通过风电机组实体模型直观的观察机组的运行状态，同时还可以进行实际的动手操作提升实际的动手能力；既可以通过各系统模块化的操作实训，也可以进行部件的联合调试；既可以进行机组触发故障，也可以进行设定任务式进行故障处理及机组恢复运行的实操培训模式；起到了有效改变传统培训的效果，有效加强员工对风力发电原理及风电机组结构的深刻理解，有效提升员工对风电机组的运维能力，确保风电场有效的运行效率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种风电机组多功能变桨实训模拟系统，其特征在于，包括操作平台（2），所述操作平台（2）分别连接有变桨实训执行机构（1）、控制系统（3）和外部电源（4），所述外部电源（4）通过控制系统（3）与变桨实训执行机构（1）和控制系统（3）连接，所述操作平台（2）包括软启动模块（201）、直接启动模块（202）和变频启动模块（203），所述控制系统（3）包括主控模拟系统和驱动模拟系统，所述变桨实训执行机构（1）包括固定架（101）、设置于固定架（101）上的轮毂（102）、用过变桨轴承（104）分别设置于轮毂（102）上的两叶片假体（103）、以及设置于轮毂（102）内的变桨系统（105），所述变桨系统（105）包括变桨驱动器（1051）、固定于轮毂（102）上的系统支架（1057）、以及设置于系统支架（1057）上的变桨柜（1052）、角度编码器（1053）、润滑系统（1054）、正常限位开关（1055）和极限限位开关（1056），所述变桨驱动器（1051）输出端与叶片假体（103）连接，所述变桨柜（1052）分别与变桨驱动器（1051）、角度编码器（1053）、润滑系统（1054）、正常限位开关（1055）和极限限位开关（1056）连接。

2.根据权利要求1所述的一种风电机组多功能变桨实训模拟系统，其特征在于，所述系统支架（1057）通过螺栓与轮毂（102）固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种风电机组多功能变桨实训模拟系统，其特征在于，所述变桨柜（1052）包括控制柜和电池柜。

4.根据权利要求1所述的一种风电机组多功能变桨实训模拟系统，其特征在于，所述外部电源（4）至少包括24VDC电源模块和230VAC电源模块。

5.根据权利要求1所述的一种风电机组多功能变桨实训模拟系统，其特征在于，所述润滑系统（1054）通过输出端齿轮与变桨轴承（104）进行内啮合。

6.根据权利要求1所述的一种风电机组多功能变桨实训模拟系统，其特征在于，所述软启动模块（201）、直接启动模块（202）和变频启动模块（203）位于操作平台（2）控制面板上均分别设有运行指示灯、故障指示灯、手动运行指示灯、自动运行指示灯、急停按钮和开桨/收桨旋钮开关。