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程明杰,裴兴林,薛仰全,张俊妍/风力发电机变流控制技术在教学

时间:2015-07-29来源:未知 作者:admin点击:
风力发电机变流控制技术在教学设备中的应用 程明杰,裴兴林,薛仰全,张俊妍 (酒泉职业技术学院机电工程系,甘肃酒泉735000) 摘要: 介绍了不可控整流器与SPWM逆变器组成的变流系统的原理,并详细阐述了开发风力发电机变流控制教学设备的理论依据和解决方
风力发电机变流控制技术在教学设备中的应用

程明杰,裴兴林,薛仰全,张俊妍
( 酒泉职业技术学院 机电工程系,甘肃 酒泉 735000)

 
摘  要:介绍了不可控整流器与SPWM逆变器组成的变流系统的原理,并详细阐述了开发风力发电机变流控制教学设备的理论依据和解决方案。
关键词:风力发电教学设备;变流;逆变控制;SPWM
 
The Application of Variable Current Control Technology of Wind Power Electricity Generation System in Teaching Devices

CHENG Ming-jie, PEI Xing-lin, XUE Yang-quan, ZHANG Jun-yan
(Jiuquan Vocational and Technical College Electro-Mechanical Engineering Department,Jiuquan Gansu 735000, China)
 
Abstract:This context introduces the principle of the variable current system  that consists of  the  uncontrollable rectitier and the SPWM inverter,and state detailedly the theory basis and the solution scheme of the  wind power electricity generation system variable current control teaching devices.
Key words: wind-electricity teaching devices; SPWM variable current; rectification; inversion; SPWM
 
基金项目:甘肃省科技支撑计划—工业类资助项目(1011GKCF032)
 
作者简介:程明杰(1982—),男,甘肃张掖人,助教,本科学历,研究方向为风力发电技术。
 
       风力发电系统需要大功率变流器,多电平技术以及SPWM技术均为可选方案。为了实现在实验室内对小型风力发电机组的变流特性研究,我们设计了风力发电机组变流控制装置。
 
1.模拟变流设备系统的组成及原理
 
       实验室小型风力发电机组变流控制装置,包括被控对象和控制台两部分。被控对象由叶片、电动机、发电机、液压站、电磁阀组成、蓄电池组等组成;控制桌装有控制器、变频器、指针表、整流器、分压负载、逆变器、终端负载等组成。被控对象的控制信号和电源,分别通过屏蔽电缆线与控制桌连接的。装置硬件原理如图1所示。
  
       图1 装置硬件原理图 
       以上为系统的原理图和装置结构图。控制部分核心为一西门子S7-224XP PLC,通过PLC控制变频器,来调节电机的转速,模拟风速变化,由电动机带动发电机和风车叶片转动,模拟风力发电。将发出的交流电通过整流器,转化为24V直流电,并存储到蓄电池中备用。相应地,逆变器又可以将整流出来的直流电及蓄电池供给的24V电,逆变为220V交流电供负载使用,本系统中负载为白炽灯泡。控制台上的显示单元,可实时显示发电电压、发电电流、充电电压、充电电流、逆变电压、逆变电流。另外,整流器还带有过压负载,当蓄电池充满电后,发出的电能将自动被分压负载消耗掉,避免了对设备的损坏。在蓄电池未满时,过压负载不工作。
       被控对象主要为一风力发电机组和液压刹车系统,发电机组由电动机带动发电机和风机叶片旋转模拟发电,电动机采用380V三相异步电机,发电机为三相交流发电机。液压刹车系统,主要由液压站和一个刹车制动油缸组成,通过电磁阀的动作来完成刹车制动和刹车复位动作。

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