风力发电教学实验系统
一、系统概述
QY-RL029风力发电教学实验系统是一款专为教学与科研设计的小型水平轴永磁同步风力发电实验平台智能教学系统 。系统采用模块化结构设计，确保实验安全、便捷。模拟风源通过变频器控制大功率调速电动机，利用轴流风洞模拟自然风，使风力发电机在模拟风力的驱动下输出电能。系统配备了多路仪表，可实时显示发电信息，并通过集成通讯接口将数据远程传递给上位机，实现远程监测与数据存储、查询功能。此外，系统集成了风机控制器、蓄电池、离网逆变器及交直流负载，可构建离网型风力发电系统。
二、主要参数
2.1 系统辅助电源
电源1：输入AC220V智能教学系统 ，输出DC24V/2.5A
电源2：输入AC220V智能教学系统 ，输出DC12V/2.0A
电源3：输入AC220V智能教学系统 ，输出DC5V/2.0A
2.2 模拟风源
类型：变频轴流通风机
额定电压：380V
额定频率：50Hz
额定功率：2.2KW
额定转速：1420rpm
风量：32073 m³/h
风压：288Pa
可调风速：0～13m/s（连续可调）智能教学系统 ，控制精度0.1m/s
风向控制精度：0.1°
2.3 风力发电机
额定功率：300W
额定电压：12V
额定电流：33.3A
风轮直径：1.24m
启动风速：2.5m/s
额定风速：9.6m/s
安全风速：35m/s
风叶材料：玻璃增强聚丙烯
电机材料：铝合金
工作形式：永磁同步发电机
风叶数量：3片
风叶旋转方向：顺时针
2.4 测风系统
测量范围：风速0～60m/s智能教学系统 ，风向0～360°
精度：±0.1m/s（风速）智能教学系统 ，±3°（风向）
工作电源：AC 220V±20%智能教学系统 ，DC12V/5V
记录间隔：1分钟～240分钟可调
内部存储：4M bit
通讯接口：RS-232/485/USB
环境温度：-40℃～50℃
2.5 风力发电控制系统
工作电压：12VDC
充电功率Pmax：600W
光伏功率Pmax：150W
风机功率Pmax：450W
充电方式：PWM脉宽调制
充电最大电流：35A
过放保护电压：11V
过放恢复电压：12.6V
输出保护电压：16V
卸载开始电压：15.5V
保护功能：蓄电池过充/过放保护、负载过电压保护等
2.6 离网逆变器
直流输入电压：9.7～16VDC
额定输出功率：500W
输出电压：110/220VAC
输出波形：纯正弦波
输出频率：50Hz
工作效率：85%
功率因数：0.88
波形失真率：≤5%
工作环境：-20℃～50℃智能教学系统 ，90%RH
2.7 监控系统（工业触摸屏）
尺寸：7英寸
分辨率：800×480
显示颜：真彩智能教学系统 ，65535
CPU主板：ARM CPU智能教学系统 ，400MHz
内存：64M
存储设备：128M FLASH
组态软件：MCGS嵌入式组态软件
2.8 仪表显示单元
三相交流电压表：AC0-100V
三相交流电流表：AC0-5A
直流电压表：DC0-100V
直流电流表：DC0-5A
隔离RS485信号输出：标准Modbus协议
2.9 仿真规划软件
基于：Unity3D
开发语言：C#
数据库：My SQL
通信协议：FTP
功能：设计多能互补方案智能教学系统 ，模拟区域能耗与供能数据，优化能源结构
2.10 蓄电池组
类型：铅酸电池
规格：12V/12AH
2.11 负载单元
DC12V直流负载：五组（感性负载三组智能教学系统 ，阻性负载两组）
AC220V交流负载：四组（感性负载一组智能教学系统 ，阻性负载三组）
可调稳压电源：0-12V智能教学系统 ，0-2A
可调电阻箱：阻值范围0-2000欧智能教学系统 ，功率100W，误差±1%
三、可完成实验项目
小型风力发电机结构与原理
小型风力发电机输出特性
风力发电系统的组成
蓄电池的充放电特性
风机控制器的原理与功能
离网逆变器的原理与功能
QY-RL029风力发电教学实验系统为学生提供了一个全面、安全的实验环境，帮助他们深入理解风力发电技术的原理与应用智能教学系统 。
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