风力发电机组运行与故障诊断综合实验台制造技术

本实用新型专利技术是关于一种风力发电机组运行与故障诊断综合实验台，包括：机械传动柜、风机控制柜、传感器柜、机舱柜、主控柜、上位机系统。机械传动柜，用于模拟实际风力发电机的变桨，偏航，发电；风机控制柜，用于控制指导机械传动柜的运行；传感器柜，用于模拟真实风机的各种传感器的工作状态；传感器柜主要功能为反馈机组当前状态；主控柜主要功能为各机组运行控制；本装置设计独特、造型美观大方，实验实训方便且贴近工程实际，填补国内该类实验设备的空白。专业性强能满足各类学校相应课程的实验教学，实验的深度与广度可根据需要作灵活调整，普及与提高可根据教学进程作有机地结合。

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组运行与故障诊断综合实验台
本技术涉及一种风力发电实验台，特别是涉及一种风力发电机组运行与故障诊断综合实验台。
技术介绍
目前市场上的风力发电机分为大型设备和小型设备。大型设备体积比较大，占地面积多，无法移动，不能实现自由培训，无法完成风力发电机组运行与故障诊断的相关实验内容。小型设备无法实现变桨控制，若使用鼓风机模拟风源，则占地比较大，且无法全段模拟真实风速，破坏实验效果，无法实现拆装培训，无法完成相关实验内容。
技术实现思路
本技术的主要目的在于，提供一种风力发电机组运行与故障诊断综合实验台，所要解决的技术问题是能够实现多种风力发电机组运行与故障诊断的综合实验，从而更加适于实用。本技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本技术提出的一种风力发电机组运行与故障诊断综合实验台，包括：机械传动柜、风机控制柜、传感器柜、机舱柜、主控柜、上位机系统；其中，机械传动柜，用于模拟实际风力发电机的变桨，偏航，发电，包括变桨系统、偏航系统、发电系统、机械传动柜端子，所述的变桨系统包括变桨系统Ⅰ、变桨系统Ⅱ、变桨系统Ⅲ；所述的变桨系统包括：变桨轴承、变桨电机、变桨编码器、变桨光电开关，所述的变桨轴承的内齿轮分别与变桨电机和变桨编码器的齿轮相啮合；所述的偏航系统包括偏航轴承、两个偏航电机、偏航光电开关，所述的偏航轴承的外齿轮分别与两个偏航电机的齿轮相啮合；所述的发电系统的电动机、变桨电机、变桨编码器、变桨光电开关、偏航电机、偏航光电开关均与所述机械传动柜端子连接；风机控制柜，用于控制指导机械传动柜的运行，包括风机控制柜主控单元、电源模块、信号转换模块、检测模块、通讯模块、驱动器系统、互感器、风机控制柜端子、风机控制柜触控屏；所述风机控制柜主控单元分别与风机控制柜触控屏、驱动器系统、信号转换模块、变送器连接，所述检测模块、驱动器系统、信号转换模块均与通讯模块连接，所述互感器与检测模块连接；所述变桨光电开关通过机械传动柜端子和风机控制柜端子与风机控制柜主控单元连接，所述发电系统的电动机、变桨电机、偏航电机均通过机械传动柜端子和风机控制柜端子与驱动器系统连接，所述变桨编码器通过机械传动柜端子和风机控制柜端子与信号转换模块连接；传感器柜，用于模拟真实风机的各种传感器的工作状态，包括模拟温度、压力、速度、风速风向、震动、位置；所述传感器柜包括：温度传感器Ⅰ、温度传感器Ⅱ、风速仪、风向仪、按钮盒子Ⅰ、按钮盒子Ⅱ、航空灯、急停盒子、速度传感器、磁性传感器、震动传感器、偏角传感器、压力传感器、编码器Ⅰ、编码器Ⅱ、传感器柜加热器、传感器柜端子；机舱柜，包括：温控器、隔离光栅、超速模块、机舱柜电池、机舱柜电池充电器、机舱柜主控单元、机舱柜加热器、软启动器、机舱柜端子、机舱柜触控屏；风机控制柜中的电池模块与机舱柜中的隔离光栅、超速模块、机舱柜电池充电器、机舱柜主控单元连接，提供直流电源；机舱柜中的电池充电器与机舱柜电池连接；机舱柜主控单元均与机舱柜电池、隔离光栅、超速模块、软启动器连接；温度传感器Ⅰ、温度传感器Ⅱ、按钮盒子Ⅰ、按钮盒子Ⅱ、航空灯、急停盒子、速度传感器、磁性传感器、震动传感器、偏角传感器、压力传感器通过传感器柜端子及机舱柜端子与机舱柜主控单元连接，风速仪、风向仪通过传感器柜端子、机舱柜端子、机舱柜中的隔离光栅与机舱柜主控单元连接，编码器Ⅰ、编码器Ⅱ通过传感器端子、机舱柜端子、机舱柜中的隔离光栅和超速模块与机舱柜主控单元连接；传感器加热器和机舱柜加热器均与机舱柜的温控器连接；主控柜，包括：互感器、主控柜电池、电源、主控柜电池充电器、以太网交换机、传感器、主控柜主控单元Ⅰ、主控柜主控单元Ⅱ、温控装置、主控柜端子、主控柜加热器、主控柜触控屏；主控柜中：加主控柜热器与温控装置连接，传感器与主控柜主控单元Ⅰ、主控柜主控单元Ⅱ连接，主控柜触控屏与主控柜主控单元Ⅰ连接。本技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的风力发电机组运行与故障诊断综合实验台，其中所述的风机控制柜还包括断路器、变送器、继电器系统、逆变器、整流器。优选的，前述的风力发电机组运行与故障诊断综合实验台，其中所述的机舱柜还包括：断路器系统，两个浪涌保护器、继电器、热继电器、接触器系统；机舱柜主控单元与机舱柜中的的浪涌保护器、继电器、热继电器、接触器系统连接。优选的，前述的风力发电机组运行与故障诊断综合实验台，其中所述的机舱柜触控屏通过profinet总线与机舱柜主控单元连接。优选的，前述的风力发电机组运行与故障诊断综合实验台，其中所述的机舱柜还包括机舱柜光纤交换机，所述的主控柜还包括主控柜光纤交换机，机舱柜主控单元通过机舱柜光纤交换机与主控柜光纤交换机连接、机舱柜中光纤交换机接受主控柜光纤交换机的信号实现通讯。借由上述技术方案，本实用风力发电机组运行与故障诊断综合实验台至少具有下列优点：本技术的装置设计独特、造型美观大方、体积小、占地面积少，实验实训方便且贴近工程实际，填补国内该类实验设备的空白；专业性强，能满足各类学校相应课程的实验教学，实验的深度与广度可根据需要作灵活调整，普及与提高可根据教学进程作有机地结合；直观性强，真实风机电气件，结构紧凑的实验平台，直观的展现的风力发电系统的各个电气组成，便于学生了解，操作。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1是本技术的机械传动柜示意图；图2是本技术的变桨系统的结构图；图3是本技术的偏航系统的结构图；图4是本技术的风机控制柜的正面示意图；图5是本技术的风机控制柜的背面示意图；图6是本技术的传感器柜的正面示意图；图7是本技术的机舱柜的正面示意图；图8是本技术的机舱柜的背面示意图；图9是本技术的主控柜的正面示意图；图10是本技术的主控柜的背面示意图；图11是采用本技术的实验台进行实验时的连接示意图。具体实施方式为更进一步阐述本技术为达成预定技术目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本技术提出的风力发电机组运行与故障诊断综合实验台其具体实施方式、特征、结构及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。如图1-11所示，本技术的一个实施例提出一种风力发电机组运行与故障诊断综合试验台，包括：机械传动柜A、风机控制柜B、传感器柜C、机舱柜D、主控柜E、上位机系统F；如图1-3所示，机械传动柜，用于模拟实际风力发电机的变桨，偏航，发电，包括变桨系统、偏航系统4、发电系统5、机械传动柜端子6，变桨系统包括变桨系统Ⅰ1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力发电机组运行与故障诊断综合实验台，其特征在于：包括：机械传动柜、风机控制柜、传感器柜、机舱柜、主控柜、上位机系统；其中，/n机械传动柜，用于模拟实际风力发电机的变桨，偏航，发电，包括变桨系统、偏航系统、发电系统、机械传动柜端子，所述的变桨系统包括变桨系统Ⅰ、变桨系统Ⅱ、变桨系统Ⅲ；所述的变桨系统包括：变桨轴承、变桨电机、变桨编码器、变桨光电开关，所述的变桨轴承的内齿轮分别与变桨电机和变桨编码器的齿轮相啮合；所述的偏航系统包括偏航轴承、两个偏航电机、偏航光电开关，所述的偏航轴承的外齿轮分别与两个偏航电机的齿轮相啮合；所述的发电系统的电动机、变桨电机、变桨编码器、变桨光电开关、偏航电机、偏航光电开关均与所述机械传动柜端子连接；/n风机控制柜，用于控制指导机械传动柜的运行，包括风机控制柜主控单元、电源模块、信号转换模块、检测模块、通讯模块、驱动器系统、互感器、风机控制柜端子、风机控制柜触控屏；所述风机控制柜主控单元分别与风机控制柜触控屏、驱动器系统、信号转换模块、变送器连接，所述检测模块、驱动器系统、信号转换模块均与通讯模块连接，所述互感器与检测模块连接；所述变桨光电开关通过机械传动柜端子和风机控制柜端子与风机控制柜主控单元连接，所述发电系统的电动机、变桨电机、偏航电机均通过机械传动柜端子和风机控制柜端子与驱动器系统连接，所述变桨编码器通过机械传动柜端子和风机控制柜端子与信号转换模块连接；/n传感器柜，用于模拟真实风机的各种传感器的工作状态，包括模拟温度、压力、速度、风速风向、震动、位置；所述传感器柜包括：温度传感器Ⅰ、温度传感器Ⅱ、风速仪、风向仪、按钮盒子Ⅰ、按钮盒子Ⅱ、航空灯、急停盒子、速度传感器、磁性传感器、震动传感器、偏角传感器、压力传感器、编码器Ⅰ、编码器Ⅱ、传感器柜加热器、传感器柜端子；/n机舱柜，包括：温控器、隔离光栅、超速模块、机舱柜电池、机舱柜电池充电器、机舱柜主控单元、机舱柜加热器、软启动器、机舱柜端子、机舱柜触控屏；风机控制柜中的电池模块与机舱柜中的隔离光栅、超速模块、机舱柜电池充电器、机舱柜主控单元连接，提供直流电源；机舱柜中的电池充电器与机舱柜电池连接；机舱柜主控单元均与机舱柜电池、隔离光栅、超速模块、软启动器连接；温度传感器Ⅰ、温度传感器Ⅱ、按钮盒子Ⅰ、按钮盒子Ⅱ、航空灯、急停盒子、速度传感器、磁性传感器、震动传感器、偏角传感器、压力传感器通过传感器柜端子及机舱柜端子与机舱柜主控单元连接，风速仪、风向仪通过传感器柜端子、机舱柜端子、机舱柜中的隔离光栅与机舱柜主控单元连接，编码器Ⅰ、编码器Ⅱ通过传感器端子、机舱柜端子、机舱柜中的隔离光栅和超速模块与机舱柜主控单元连接；传感器柜加热器和机舱柜加热器均与机舱柜的温控器连接；/n主控柜，包括：互感器、主控柜电池、电源、主控柜电池充电器、以太网交换机、传感器、主控柜主控单元Ⅰ、主控柜主控单元Ⅱ、温控装置、主控柜端子、主控柜加热器、主控柜触控屏；主控柜中：主控柜加热器与温控装置连接，传感器与主控柜主控单元Ⅰ、主控柜主控单元Ⅱ连接，主控柜触控屏与主控柜主控单元Ⅰ连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组运行与故障诊断综合实验台，其特征在于：包括：机械传动柜、风机控制柜、传感器柜、机舱柜、主控柜、上位机系统；其中，
机械传动柜，用于模拟实际风力发电机的变桨，偏航，发电，包括变桨系统、偏航系统、发电系统、机械传动柜端子，所述的变桨系统包括变桨系统Ⅰ、变桨系统Ⅱ、变桨系统Ⅲ；所述的变桨系统包括：变桨轴承、变桨电机、变桨编码器、变桨光电开关，所述的变桨轴承的内齿轮分别与变桨电机和变桨编码器的齿轮相啮合；所述的偏航系统包括偏航轴承、两个偏航电机、偏航光电开关，所述的偏航轴承的外齿轮分别与两个偏航电机的齿轮相啮合；所述的发电系统的电动机、变桨电机、变桨编码器、变桨光电开关、偏航电机、偏航光电开关均与所述机械传动柜端子连接；
风机控制柜，用于控制指导机械传动柜的运行，包括风机控制柜主控单元、电源模块、信号转换模块、检测模块、通讯模块、驱动器系统、互感器、风机控制柜端子、风机控制柜触控屏；所述风机控制柜主控单元分别与风机控制柜触控屏、驱动器系统、信号转换模块、变送器连接，所述检测模块、驱动器系统、信号转换模块均与通讯模块连接，所述互感器与检测模块连接；所述变桨光电开关通过机械传动柜端子和风机控制柜端子与风机控制柜主控单元连接，所述发电系统的电动机、变桨电机、偏航电机均通过机械传动柜端子和风机控制柜端子与驱动器系统连接，所述变桨编码器通过机械传动柜端子和风机控制柜端子与信号转换模块连接；
传感器柜，用于模拟真实风机的各种传感器的工作状态，包括模拟温度、压力、速度、风速风向、震动、位置；所述传感器柜包括：温度传感器Ⅰ、温度传感器Ⅱ、风速仪、风向仪、按钮盒子Ⅰ、按钮盒子Ⅱ、航空灯、急停盒子、速度传感器、磁性传感器、震动传感器、偏角传感器、压力传感器、编码器Ⅰ、编码器Ⅱ、传感器柜加热器、传感器柜端子；
机舱柜，包括：温控器、隔离光栅、超速模块、机舱柜电池、机舱柜电池充电器、机舱柜主控单元、机舱柜加热器、软启动器、机舱柜端子、机舱柜触控屏；风机控制柜中的电池模块与机舱柜中的隔离光栅...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵连合，马晓飞，
申请(专利权)人：沈阳华纳科技有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21