CN216450275U - 风能发电教学实训平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了风能发电教学实训平台，属于风能发电技术领域，它解决了传统的风力发电教学装置在教学过程中，自由度和趣味性较低，造成教学质量大打折扣的问题。本风能发电教学实训平台，包括安装板和套管，安装板的正面分别设置有风力电机、风力发电机构、用电器、电压稳定器、模拟电压增压器、蓄电池、稳定电压表、发电电压表和风速调速器，安装板正面的下方分别设置有充电电压电流表、电池保险丝、充电开关、用电器开关、风机调速开关和外部电源。本实用新型通过设置不同的电器设备，使学员能够自由组合并进行多种不同的风力发电实验，从而增加学员的趣味性，丰富教学的内容，而且该实训平台能够对高度进行调节，从而适应不同身高的学员。

Description

风能发电教学实训平台

技术领域

本实用新型属于风能发电技术领域，涉及实训平台，特别是风能发电教学实训平台。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电，在新能源专业，设有风力发电的课程，学员需要对风力发电设备的工作原理进行学习，为了更直观的体验风力发电，学院会采用真实的风力发电设备进行教学，使学员更加直观的了解风力发电的原理。

但是传统的风力发电教学装置在教学过程中，学员仅能够进行简单的观看和操作，而无法自由接入不同的电器设备进行实验操作，从而导致教学内容不够丰富，趣味性较低，造成教学质量大打折扣。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了风能发电教学实训平台，该风能发电教学实训平台通过设置不同的电器设备，使学员能够自由组合并进行多种不同的风力发电实验，从而增加学员的趣味性，而且该实训平台能够对高度进行调节，从而适应不同身高的学员。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

风能发电教学实训平台，包括安装板和套管，所述安装板的正面分别设置有风力电机、风力发电机构、用电器、电压稳定器、模拟电压增压器、蓄电池、稳定电压表、发电电压表和风速调速器，所述安装板正面的下方分别设置有充电电压电流表、电池保险丝、充电开关、用电器开关、风机调速开关和外部电源，所述套管的内部设置有升降杆，所述升降杆的底端开设有螺纹槽，所述套管的内部转动连接有丝杆，且丝杆与螺纹槽的内壁螺纹连接，所述套管相对的一侧连通设置有横管，所述横管的上方分别连通设置有壳体和盒体，所述壳体的内部栓接有驱动电机，所述驱动电机的输出轴固定设置有第一齿轮，所述横管的内部转动连接有转杆，所述转杆表面的中心处固定设置有第二齿轮，且第一齿轮与第二齿轮相啮合，所述转杆的两端均固定设置有第三齿轮，所述丝杆的表面固定设置有第四齿轮，且第三齿轮与第四齿轮相啮合，所述盒体的内部设置有定位机构。

本实用新型的工作原理是：在使用过程中，首先将风力电机接入外部电源和风机调速开关，该实训平台可进行电池充电量实验、风能发电量实验、风能串并联实验、风能发电形波测量实验等多种试验，在调节高度时，开启驱动电机使第一齿轮和第二齿轮带动转杆旋转，转杆在转动过程中通过第三齿轮和第四齿轮带动两侧的丝杆做旋转运动，其使两侧的升降杆同步做上升或下降运动，其带动安装板一同运动，从而实现高度调节。

所述风力发电机构包括叶片、齿轮箱、制动器、双轴异步发电机、双向变流器、系统控制器、电路开关、变压器、第一滤波器和第二滤波器，所述叶片与齿轮箱的输入轴相固定，所述制动器与齿轮箱的输出轴相固定，所述制动器的另一侧与双轴异步发电机的输入轴相固定。

采用以上结构，用于将风能转化为电能来进行教学实验。

所述定位机构包括定位块、摩擦块和气缸，所述定位块固定设置在转杆的表面，所述气缸栓接在盒体的内部，所述摩擦块与气缸的输出轴相固定。

采用以上结构，在摩擦块与定位块的摩擦力作用下，使转杆不易发生转动，用于对调节完毕的实训平台的高度位置进行定位。

所述定位块的整体呈圆柱状，所述摩擦块和定位块的材质均为橡胶。

采用以上设计，增大摩擦块与定位块之间的摩擦力，从而提升定位效果。

所述升降杆的两侧均栓接有限位块，且限位块与套管的内壁滑动连接。

采用以上结构，用于对升降杆进行限位，避免升降杆从套管的内部脱离。

所述第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮均为相同规格的锥形齿轮。

采用以上结构，用于确保两侧的升降杆能够同步运动，并使该实训平台能够进行正常升降

与现有技术相比，本风能发电教学实训平台具有以下优点：

1、本实用新型通过设置不同的电器设备，使学员能够自由组合并进行多种不同的风力发电实验，从而增加学员的趣味性，丰富教学的内容，提升教学质量，而且该实训平台能够对高度进行调节，从而适应不同身高的学员，使用时更加方便，解决了传统的风力发电教学装置在教学过程中，自由度和趣味性较低，造成教学质量大打折扣的问题。

2、通过叶片、齿轮箱、制动器、双轴异步发电机、双向变流器、系统控制器、电路开关、变压器、第一滤波器和第二滤波器的设置，风力电机在输送风力的过程中会使叶片旋转，叶片带动齿轮箱的输入轴和输出轴旋转，从而带动制动器运行，其使双轴异步发电机的输入轴开始旋转，之后进行发电，同时双向变流器进行交直流的变换，而第一滤波器和第二滤波器能够有效的降低了谐波电流，增加了变压器的有效容量，同时电路开关起到对电路的开合进行控制的效果，且变压器起到增压或降压的作用。

3、通过定位块、摩擦块和气缸的设置，在该实训平台的高度调节完毕后，开启气缸，其输出轴伸长并带动摩擦块紧贴定位块的表面，从而在摩擦力的作用下，使转杆不易发生转动，对实训平台的高度进行定位。

附图说明

图1是本实用新型的正视结构示意图。

图2是本实用新型局部正视剖面结构示意图。

图3是本实用新型中风力发电机构的结构示意图。

图4是本实用新型中局部立体结构示意图。

图中，1、安装板；2、风力电机；3、风力发电机构；301、叶片；302、齿轮箱；303、制动器；304、双轴异步发电机；305、双向变流器；306、系统控制器；307、电路开关；308、变压器；309、第一滤波器；310、第二滤波器；4、用电器；5、电压稳定器；6、模拟电压增压器；7、蓄电池；8、稳定电压表；9、发电电压表；10、风速调速器；11、充电电压电流表；12、电池保险丝；13、充电开关；14、用电器开关；15、风机调速开关；16、外部电源；17、套管；18、升降杆；19、螺纹槽；20、丝杆；21、横管；22、壳体；23、定位机构；231、定位块；232、摩擦块；233、气缸；24、驱动电机；25、转杆；26、第一齿轮；27、第二齿轮；28、第三齿轮；29、第四齿轮；30、盒体；31、限位块。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1-图4所示，本风能发电教学实训平台，包括安装板1和套管17，安装板1的正面分别设置有风力电机2、风力发电机构3、用电器4、电压稳定器5、模拟电压增压器6、蓄电池7、稳定电压表8、发电电压表9和风速调速器10，安装板1正面的下方分别设置有充电电压电流表11、电池保险丝12、充电开关13、用电器开关14、风机调速开关15和外部电源16，套管17的内部设置有升降杆18，升降杆18的底端开设有螺纹槽19，套管17的内部转动连接有丝杆20，且丝杆20与螺纹槽19的内壁螺纹连接，套管17相对的一侧连通设置有横管21，横管21的上方分别连通设置有壳体22和盒体30，壳体22的内部栓接有驱动电机24，驱动电机24的输出轴固定设置有第一齿轮26，横管21的内部转动连接有转杆25，转杆25表面的中心处固定设置有第二齿轮27，且第一齿轮26与第二齿轮27相啮合，转杆25的两端均固定设置有第三齿轮28，丝杆20的表面固定设置有第四齿轮29，且第三齿轮28与第四齿轮29相啮合，盒体30的内部设置有定位机构23，该实训平台通过设置不同的电器设备，使学员能够自由组合并进行多种不同的风力发电实验，从而增加学员的趣味性，丰富教学的内容，提升教学质量，而且该实训平台能够对高度进行调节，从而适应不同身高的学员，使用时更加方便，解决了传统的风力发电教学装置在教学过程中，自由度和趣味性较低，造成教学质量大打折扣的问题。

风力发电机构3包括叶片301、齿轮箱302、制动器303、双轴异步发电机304、双向变流器305、系统控制器306、电路开关307、变压器308、第一滤波器309和第二滤波器310，叶片301与齿轮箱302的输入轴相固定，制动器303与齿轮箱302的输出轴相固定，制动器303的另一侧与双轴异步发电机304的输入轴相固定，在本实施例中，通过叶片301、齿轮箱302、制动器303、双轴异步发电机304、双向变流器305、系统控制器306、电路开关307、变压器308、第一滤波器309和第二滤波器310的设置，风力电机2在输送风力的过程中会使叶片301旋转，叶片301带动齿轮箱302的输入轴和输出轴旋转，从而带动制动器303运行，其使双轴异步发电机304的输入轴开始旋转，之后进行发电，同时双向变流器305进行交直流的变换，而第一滤波器309和第二滤波器310能够有效的降低了谐波电流，增加了变压器308的有效容量，同时电路开关307起到对电路的开合进行控制的效果，且变压器308起到增压或降压的作用。

定位机构23包括定位块231、摩擦块232和气缸233，定位块231固定设置在转杆25的表面，气缸233栓接在盒体30的内部，摩擦块232与气缸233的输出轴相固定，在本实施例中，通过定位块231、摩擦块232和气缸233的设置，在该实训平台的高度调节完毕后，开启气缸233，其输出轴伸长并带动摩擦块232紧贴定位块231的表面，从而在摩擦力的作用下，使转杆25不易发生转动，对实训平台的高度进行定位。

定位块231的整体呈圆柱状，摩擦块232和定位块231的材质均为橡胶，在本实施例中，通过设计摩擦块232和定位块231的材质均为橡胶，当摩擦块232压迫定位块231时，摩擦力相对较大，从而提升对转杆25的定位效果。

升降杆18的两侧均栓接有限位块31，且限位块31与套管17的内壁滑动连接，在本实施例中，通过限位块31的设置，升降杆18上升过程中会带动限位块31一同运动，当限位块31与套管17的出口处接触时，限位块31会阻止升降杆18继续上升，从而避免升降杆18从套管17的内部脱离。

第一齿轮26、第二齿轮27、第三齿轮28和第四齿轮29均为相同规格的锥形齿轮，在本实施例中，由于转杆25在转动过程中会带动两侧的丝杆20做不同方向的旋转运动，为了使两侧的升降杆18能够同步上升或下降，因此设计两侧丝杆20表面的螺纹方向相反。

本实用新型的工作原理：在使用过程中，首先将风力电机2接入外部电源16和风机调速开关15，在进行电池充电量实验时，将风力发电机构3接入电压稳定器5，然后将电压稳定器5接入蓄电池7，开启风力电机2产生风力，之后风力发电机构3将风力转化为电力，经过电压稳定器5传输给蓄电池7进行电力储存，在进行风能发电量实验时，将风力发电机构3接入发电电压表9，可直接测量电力，在进行风能串并联实验时，将风力发电机构3接入电压稳定器5，电压稳定器5接入并联或串联的蓄电池7和用电器4，在进行风能发电形波测量实验时，将风力发电机构3接入电压稳定器5，再将电压稳定器5接入稳定电压表8，进行测量，通过不同电器道具的组合，使该实训平台能够进行多种风能教学实验；在调节高度时，开启驱动电机24，其通过第一齿轮26和第二齿轮27带动转杆25旋转，转杆25在转动过程中通过第三齿轮28和第四齿轮29带动两侧的丝杆20做方向不同的旋转运动，由于两侧丝杆20表面的螺纹方向相反，此时两侧的升降杆18在螺纹槽19内壁螺纹的作用下，开始同步做上升或下降运动，其带动安装板1一同运动，从而实现高度调节，适用于不同身高的学员。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.风能发电教学实训平台，包括安装板（1）和套管（17），其特征在于，所述安装板（1）的正面分别设置有风力电机（2）、风力发电机构（3）、用电器（4）、电压稳定器（5）、模拟电压增压器（6）、蓄电池（7）、稳定电压表（8）、发电电压表（9）和风速调速器（10），所述安装板（1）正面的下方分别设置有充电电压电流表（11）、电池保险丝（12）、充电开关（13）、用电器开关（14）、风机调速开关（15）和外部电源（16），所述套管（17）的内部设置有升降杆（18），所述升降杆（18）的底端开设有螺纹槽（19），所述套管（17）的内部转动连接有丝杆（20），且丝杆（20）与螺纹槽（19）的内壁螺纹连接，所述套管（17）相对的一侧连通设置有横管（21），所述横管（21）的上方分别连通设置有壳体（22）和盒体（30），所述壳体（22）的内部栓接有驱动电机（24），所述驱动电机（24）的输出轴固定设置有第一齿轮（26），所述横管（21）的内部转动连接有转杆（25），所述转杆（25）表面的中心处固定设置有第二齿轮（27），且第一齿轮（26）与第二齿轮（27）相啮合，所述转杆（25）的两端均固定设置有第三齿轮（28），所述丝杆（20）的表面固定设置有第四齿轮（29），且第三齿轮（28）与第四齿轮（29）相啮合，所述盒体（30）的内部设置有定位机构（23）。

2.根据权利要求1所述的风能发电教学实训平台，其特征在于，所述风力发电机构（3）包括叶片（301）、齿轮箱（302）、制动器（303）、双轴异步发电机（304）、双向变流器（305）、系统控制器（306）、电路开关（307）、变压器（308）、第一滤波器（309）和第二滤波器（310），所述叶片（301）与齿轮箱（302）的输入轴相固定，所述制动器（303）与齿轮箱（302）的输出轴相固定，所述制动器（303）的另一侧与双轴异步发电机（304）的输入轴相固定。

3.根据权利要求1所述的风能发电教学实训平台，其特征在于，所述定位机构（23）包括定位块（231）、摩擦块（232）和气缸（233），所述定位块（231）固定设置在转杆（25）的表面，所述气缸（233）栓接在盒体（30）的内部，所述摩擦块（232）与气缸（233）的输出轴相固定。

4.根据权利要求3所述的风能发电教学实训平台，其特征在于，所述定位块（231）的整体呈圆柱状，所述摩擦块（232）和定位块（231）的材质均为橡胶。

5.根据权利要求1所述的风能发电教学实训平台，其特征在于，所述升降杆（18）的两侧均栓接有限位块（31），且限位块（31）与套管（17）的内壁滑动连接。

6.根据权利要求1所述的风能发电教学实训平台，其特征在于，所述第一齿轮（26）、第二齿轮（27）、第三齿轮（28）和第四齿轮（29）均为相同规格的锥形齿轮。

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