專利名稱：風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力設(shè)備，尤其涉及一種風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光能和風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。各國都在加大對(duì)光能和風(fēng)能相應(yīng)發(fā)電設(shè)備的研究，為了在這個(gè)領(lǐng)域培養(yǎng)更多更尖的人才，很多大專院校開設(shè)了相應(yīng)的課程，因此發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)對(duì)教學(xué)效果顯得尤為重要。在實(shí)際中，光能和風(fēng)能發(fā)電已得到大量應(yīng)用，但現(xiàn)有發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)僅局限于光伏發(fā)電系統(tǒng)，更缺乏光能和風(fēng)能進(jìn)行互補(bǔ)發(fā)電的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。同時(shí)現(xiàn)有的光伏發(fā)電教學(xué)實(shí) 訓(xùn)系統(tǒng)還存在一些缺陷，例如模擬太陽光的光源采用多光源而不能像太陽一樣升降，且各個(gè)光源之間的開啟和關(guān)閉使得光源方位的改變呈現(xiàn)跳躍性，光源跟蹤裝置不能進(jìn)行連續(xù)性跟蹤，太陽能電池板的發(fā)電量也會(huì)呈現(xiàn)相應(yīng)的跳躍性，不能較好地模擬太陽能發(fā)電的真實(shí)狀況。而實(shí)際中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)其尾翼不能調(diào)整，這就造成在風(fēng)力過大時(shí)，如果尾翼處于正中位置，就將使機(jī)艙正面迎風(fēng)，轉(zhuǎn)子葉片會(huì)過速轉(zhuǎn)動(dòng)，造成發(fā)電設(shè)備中相應(yīng)機(jī)構(gòu)特易損壞。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種光能和風(fēng)能進(jìn)行互補(bǔ)發(fā)電的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)中的光伏發(fā)電系統(tǒng)能很好模擬太陽能發(fā)電的真實(shí)狀況，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)能根據(jù)風(fēng)力的大小調(diào)節(jié)尾翼的角度保證葉片轉(zhuǎn)子與風(fēng)向在一個(gè)恰當(dāng)?shù)慕嵌?，使葉片轉(zhuǎn)子得到一個(gè)較佳的角度，既可獲得較大的風(fēng)力，又不易使相應(yīng)的設(shè)備由受到損壞。該實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)所述發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，包括光伏供電裝置，風(fēng)力發(fā)電裝置、光伏供電單元、風(fēng)力供電單元、逆變與負(fù)載單元和監(jiān)控計(jì)算機(jī)組成；所述光伏供電裝置主要由太陽能電池板、光源、機(jī)架、光源擺桿、光源跟蹤傳感器以及設(shè)置在機(jī)架上含有光源擺桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)的光源擺桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和含有仰俯電機(jī)及轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的光源跟蹤機(jī)構(gòu)組成，所述太陽能電池板設(shè)置在太陽能跟蹤機(jī)構(gòu)上，所述光源跟蹤傳感器設(shè)置在太陽能電池板中部，光源擺桿可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于機(jī)架，所述光源設(shè)置在光源擺桿上且與太陽能電池板相對(duì)；所述風(fēng)力發(fā)電裝置主要由機(jī)艙、轉(zhuǎn)子葉片、尾翼、尾翼偏航電機(jī)、模擬風(fēng)源和風(fēng)速傳感器組成，所述轉(zhuǎn)子葉片設(shè)置在所述機(jī)艙頭部，所述尾翼可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置于所述機(jī)艙尾部，尾翼偏航電機(jī)固定設(shè)置于機(jī)艙尾部且與尾翼傳動(dòng)連接，模擬風(fēng)源置于與機(jī)艙頭部相對(duì)位置且間隔一定距離，風(fēng)速傳感器置于機(jī)艙頭部的前端；太陽能電池板的電能輸出端通過電力傳輸線路與光伏供電單元對(duì)應(yīng)端相連，所述光源、光源擺桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)、仰俯電機(jī)、轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的電源開關(guān)控制信號(hào)及光源跟蹤傳感器輸出信號(hào)與光伏供電單兀對(duì)應(yīng)端相連；機(jī)艙電能輸出端通過電力傳輸線路與風(fēng)力供電單兀對(duì)應(yīng)端相連，所述尾翼偏航電機(jī)的電源開關(guān)控制信號(hào)及模擬風(fēng)源的風(fēng)速和風(fēng)向信號(hào)通過信號(hào)線路與風(fēng)力供電單元對(duì)應(yīng)端相連；所述逆變與負(fù)載單元和風(fēng)力供電單元對(duì)應(yīng)端分別通過電力傳輸線路與光伏供電單元的對(duì)應(yīng)端相連，光伏供電單元、風(fēng)力供電單元和逆變與負(fù)載單元的對(duì)應(yīng)端分別通過信號(hào)線路與監(jiān)控計(jì)算機(jī)的對(duì)應(yīng)端相連。所述發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的進(jìn)一步涉及在于，所述光源跟蹤機(jī)構(gòu)包括可轉(zhuǎn)動(dòng)支撐架、設(shè)置在可轉(zhuǎn)動(dòng)支撐架上的轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)、轉(zhuǎn)動(dòng)減速器、俯仰電機(jī)和俯仰減速器，所述轉(zhuǎn)動(dòng)減速器的輸入、輸出軸分別與轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)軸、可轉(zhuǎn)動(dòng)支撐架的轉(zhuǎn)軸連接，所述俯仰減速器的輸入、輸出軸分別與俯仰電機(jī)軸、太陽能電池板的轉(zhuǎn)軸連接；所述光源擺桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)和減速機(jī)，所述電機(jī)的輸出軸與減速機(jī)的輸入軸連接，減速機(jī)的輸出軸通過所述轉(zhuǎn)軸與光源擺桿連接。所述發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的進(jìn)一步涉及在于，所述尾翼偏航電機(jī)與尾翼通過齒輪嚙合傳動(dòng)進(jìn)行所述傳動(dòng)連接，所述尾翼偏航電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有主動(dòng)齒輪，所述尾翼上設(shè)有不完全齒輪，兩齒輪相互嚙合。所述發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的進(jìn)一步涉及在于，所述光伏供電單元主要由光伏電源供電模塊、觸摸屏、DSP控制板、PLC以及蓄電池組成，光伏電源供電模塊分別通過信號(hào)線路與觸摸屏、DSP控制板和PLC的對(duì)應(yīng)端相連，觸摸屏與DSP控制板的對(duì)應(yīng)端通過信號(hào)線路相連， 所述太陽能電池板的電能輸出端通過電力傳輸線路與DSP控制板的對(duì)應(yīng)端相連，DSP控制板的對(duì)應(yīng)端與蓄電對(duì)應(yīng)端通過電力傳輸線路相連，擺桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)、轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)、俯仰電機(jī)、光源的電源開關(guān)控制信號(hào)及光源跟蹤傳感器輸出信號(hào)通過信號(hào)線路與PLC對(duì)應(yīng)端相連，DSP控制板和PLC分別與所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)應(yīng)端相連。
所述發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的進(jìn)一步涉及在于，所述光伏供電單元還包括光伏輸出顯示模塊、光伏供電控制操作面板和可調(diào)電阻，所述光伏輸出顯示模塊與可調(diào)電阻的對(duì)應(yīng)端通過信號(hào)線路相連，所述光伏電源信號(hào)控制面板與PLC的對(duì)應(yīng)端通過信號(hào)線路相連。所述發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的進(jìn)一步涉及在于，所述風(fēng)力供電單元主要由風(fēng)力電源供電模塊、觸摸屏，DSP控制板和PLC以及變頻器組成，風(fēng)力電源供電模塊分別通過信號(hào)線路與觸摸屏、DSP控制板和PLC的對(duì)應(yīng)端相連，觸摸屏與DSP控制板的對(duì)應(yīng)端通過信號(hào)線路相連，DSP控制板與蓄電池對(duì)應(yīng)端通過信號(hào)線路相連，所述機(jī)艙的電能輸出端通過電力傳輸線路與DSP控制板的對(duì)應(yīng)端相連，所述尾翼偏航電機(jī)的電源開關(guān)控制信號(hào)及模擬風(fēng)源的風(fēng)速、風(fēng)向信號(hào)通過信號(hào)線路與PLC對(duì)應(yīng)端相連，DSP控制板的對(duì)應(yīng)端與蓄電對(duì)應(yīng)端通過電力傳輸線路相連，DSP控制板和PLC分別與所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)應(yīng)端相連。所述發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的進(jìn)一步涉及在于，所述風(fēng)力供電單元主還包括風(fēng)力輸出顯示模塊、風(fēng)力供電控制操作面板和可調(diào)電阻，風(fēng)力輸出顯示模塊與可調(diào)電阻的對(duì)應(yīng)端通過信號(hào)線路相連，風(fēng)力輸出顯示模塊與PLC對(duì)應(yīng)端通過信號(hào)線路相連，風(fēng)力輸出顯示模塊與所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)應(yīng)端相連。所述發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的進(jìn)一步涉及在于，所述逆變與負(fù)載單元主要由逆變電源供電模塊、逆變器、直流負(fù)載和交流負(fù)載組成，所述逆變電源供電模塊與逆變器對(duì)應(yīng)端通過信號(hào)線路相連，所述蓄電池、逆變電源供電模塊和交流負(fù)載與逆變器的對(duì)應(yīng)端通過電力線路相連，逆變電源供電模塊與直流負(fù)載對(duì)應(yīng)端通過電力線路相連。所述發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的進(jìn)一步涉及在于，所述逆變與負(fù)載單元還包括逆變輸出顯示模塊、逆變器測試模塊和變頻器，所述逆變輸出顯示模塊、逆變器測試模塊分別與逆變器對(duì)應(yīng)端通過信號(hào)線路相連，所述交流負(fù)載與逆變器對(duì)應(yīng)端之間通過變頻器并經(jīng)信號(hào)線路相連。[0014]本實(shí)用新型的有益效果在于，I)為光能和風(fēng)能的綜合利用及光能和風(fēng)能發(fā)電設(shè)備的研發(fā)、教學(xué)實(shí)例示范提供了一個(gè)很好的平臺(tái)；2)本實(shí)用新型在對(duì)教學(xué)用風(fēng)力發(fā)電機(jī)尾翼的改進(jìn)機(jī)對(duì)實(shí)際的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的具有指導(dǎo)意義。

圖I是本實(shí)用新型的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I所示實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中的光伏供電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2所示光伏供電裝置中的光源跟蹤機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖I所示實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中的風(fēng)力發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖4所示風(fēng)力發(fā)電裝置中的機(jī)艙尾部的局部放大圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明商用灶具進(jìn)行詳細(xì)說明。對(duì)照?qǐng)D1，本實(shí)用新型的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)包括這樣的六部分光伏供電裝置10，風(fēng)力發(fā)電裝置20、光伏供電單元40、風(fēng)力供電單元50、逆變與負(fù)載單元60和監(jiān)控計(jì)算機(jī)70組成。對(duì)照?qǐng)D2，光伏供電裝置10主要太陽能電池板16、光源12、機(jī)架15、光源擺桿11、光源跟蹤傳感器13以及設(shè)置在機(jī)架上光源擺桿驅(qū)動(dòng)機(jī)，18和光源跟蹤機(jī)14組成。太陽能電池板16設(shè)置在太陽能跟蹤機(jī)構(gòu)16上，由光轉(zhuǎn)變?yōu)殡姷碾娔苡善渖系碾娔茌敵龆溯敵?。光源跟蹤傳感?3設(shè)置在太陽能電池板16的中部。光源擺桿11通過一轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在機(jī)架15上，光源采用兩盞金鹵燈12，設(shè)置在光源擺桿上11上端的水平折彎段，與太陽能電池板相對(duì)。光源擺桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)18包括電機(jī)18a和減速機(jī)18b，電機(jī)的輸出軸與減速機(jī)的輸入軸連接，減速機(jī)的輸出軸通過上述的轉(zhuǎn)軸與光源擺桿連接。上述光源跟蹤機(jī)構(gòu)14可參見圖3，包括可轉(zhuǎn)動(dòng)支撐架14a、設(shè)置在可轉(zhuǎn)動(dòng)支撐架上的轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)14b、轉(zhuǎn)動(dòng)減速器14c、俯仰電機(jī)14d和俯仰減速器Me0轉(zhuǎn)動(dòng)減速器14c的輸入與轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)軸連接，輸出軸與可轉(zhuǎn)動(dòng)支撐架的轉(zhuǎn)軸連接，俯仰減速器的輸入軸和輸出軸分別與俯仰電機(jī)軸及設(shè)于太陽能電池板下側(cè)面中心部位的的轉(zhuǎn)軸連接。對(duì)照?qǐng)D4、圖5，風(fēng)力發(fā)電裝置20主要由轉(zhuǎn)子葉片25、尾翼22和尾翼偏航電機(jī)23、機(jī)艙21、模擬風(fēng)源27和風(fēng)速傳感器13組成。轉(zhuǎn)子葉片25設(shè)置在所述機(jī)艙頭部，尾翼22可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置于機(jī)艙尾部，尾翼偏航電機(jī)23固定設(shè)置于機(jī)艙21尾部,尾翼偏航電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有主動(dòng)齒輪23a，尾翼上設(shè)有不完全齒輪22a，尾翼偏航電機(jī)23與尾翼22通過上述兩齒輪嚙合傳動(dòng)連接。風(fēng)速傳感器13置于機(jī)艙頭部的前端，并與機(jī)艙頭部相對(duì)位置且間隔一定距離。對(duì)上述光伏供電裝置10和風(fēng)力發(fā)電裝置20所發(fā)電的相關(guān)參數(shù)的顯示、調(diào)整及所發(fā)出的傳感信號(hào)及根據(jù)傳感信號(hào)和設(shè)定的相關(guān)參數(shù)對(duì)該兩裝置中用電器(比如光源、電機(jī))的控制是由其對(duì)應(yīng)的光伏供電單元40和風(fēng)力供電單元50來完成的。其中的光伏供電單元40主要由光伏電源供電模塊41、觸摸屏43、DSP控制板45、PLC47以及蓄電池49組成.。該供電單元40還包括光伏輸出顯示模塊42、光伏供電控制操作面板44和可調(diào)電阻48。光伏電源供電模塊41分別通過信號(hào)線路(圖I的雙點(diǎn)劃線)與觸摸屏43、DSP控制板45和PLC47的對(duì)應(yīng)端相連，觸摸屏43與DSP控制板45的對(duì)應(yīng)端通過信號(hào)線路相連，光伏電源信號(hào)控制面板44與PLC47的對(duì)應(yīng)端通過信號(hào)線路相連。光伏輸出顯示模塊42與可調(diào)電阻48的對(duì)應(yīng)端通過信號(hào)線路相連，光伏供電控制操作面板44與PLC47對(duì)應(yīng)端通過信號(hào)線路相連，光伏輸出顯示模塊42、DSP控制板45和PLC47分別與監(jiān)控計(jì)算機(jī)70對(duì)應(yīng)端相連。上述光伏供電裝置10中的太陽能電池板16的電能輸出端通過電力傳輸線路(圖I的點(diǎn)劃線)與DSP控制板45的對(duì)應(yīng)端相連。擺桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)18、轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)14b、俯仰電機(jī)14d、金鹵燈12的電源開關(guān)的控制信號(hào)通過信號(hào)線路與PLC47對(duì)應(yīng)端相連。其中的風(fēng)力供電單元50主要由風(fēng)力電源供電模塊51、觸摸屏53，DSP控制板55和PLC56以及變頻器58組成。該供電單元50還包括風(fēng)力輸出顯示模塊52、風(fēng)力供電控制操作面板54和可調(diào)電阻57。風(fēng)力電源供電模塊51分別通過信號(hào)線路與觸摸屏53、DSP控制板55和PLC56的對(duì)應(yīng)端相連，觸摸屏53與DSP控制板55的對(duì)應(yīng)端通過信號(hào)線路相連，DSP控制板55與蓄電池49對(duì)應(yīng)端通過電力線路相連。風(fēng)力輸出顯示模塊52與可調(diào)電阻57的對(duì)應(yīng)端通過信號(hào)線路相連，風(fēng)力輸出顯示模塊52與PLC56對(duì)應(yīng)端通過信號(hào)線路相連，風(fēng)力 輸出顯示模塊52、DSP控制板55和PLC56分別與監(jiān)控計(jì)算機(jī)70對(duì)應(yīng)端相連。機(jī)艙電能輸出端通過電力傳輸線路與PLC56對(duì)應(yīng)端相連；尾翼偏航電機(jī)23的電源開關(guān)控制信號(hào)及模擬風(fēng)源的風(fēng)速、風(fēng)向信號(hào)通過信號(hào)線路與PLC對(duì)應(yīng)端相連；模擬風(fēng)源27與變頻器58的對(duì)應(yīng)端通過電力傳輸線相連，該變頻器連接市電，通過變頻器58產(chǎn)生不同的電源輸出，模擬風(fēng)源27產(chǎn)生不同方向、不同大小的風(fēng)力。對(duì)上述光伏供電裝置10和風(fēng)力發(fā)電裝置20所發(fā)出電流進(jìn)行調(diào)制，使其達(dá)到交流、直流負(fù)載所需的電壓、頻率值是由逆變與負(fù)載單元60來完成的逆變與負(fù)載單元60主要由逆變電源供電模塊61、逆變器63、直流負(fù)載68和交流負(fù)載66、67組成。該逆變與負(fù)載單元60還包括逆變輸出顯示模塊62、逆變器測試模塊64和變頻器65。逆變電源供電模塊61與逆變器63對(duì)應(yīng)端通過信號(hào)線路相連，蓄電池49、逆變電源供電模塊61和交流負(fù)載分別與逆變器的對(duì)應(yīng)端通過電力線路相連，逆變電源供電模塊61與直流負(fù)載68對(duì)應(yīng)端通過電力線路相連。逆變輸出顯示模塊62、逆變器器測試模塊64分別與逆變器器63對(duì)應(yīng)端通過信號(hào)線路相連，交流負(fù)載66與逆變器63對(duì)應(yīng)端之間通過變頻器65并經(jīng)信號(hào)線路相連。監(jiān)控計(jì)算機(jī)70對(duì)上述光伏供電單元40、風(fēng)力供電單元50、逆變與負(fù)載單元60三單元的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)試。三單元中的對(duì)應(yīng)輸出顯示模塊42、52、62的對(duì)應(yīng)端與監(jiān)控計(jì)算機(jī)70對(duì)應(yīng)端口相連。光伏供電單元40和風(fēng)力供電單元50中的PLC47、56和DSP控制板45,55的對(duì)應(yīng)端與監(jiān)控計(jì)算機(jī)70對(duì)應(yīng)端口相連。本實(shí)用新型的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)工作時(shí)，光伏供電裝置10中的擺桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)18在PLC47的控制下驅(qū)動(dòng)光源擺桿11連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，以模擬太陽從日出到日落的運(yùn)動(dòng)軌跡，傳感器13接受到光源信號(hào)并傳輸給PLC47，PLC根據(jù)傳感器13的信號(hào)控制跟蹤機(jī)構(gòu)14將太陽能電池板旋轉(zhuǎn)至正對(duì)模擬陽光的方向，使其將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，產(chǎn)生的電流輸送到DSP控制板45。DSP控制板對(duì)光伏電壓、光伏電流、蓄電池電壓、蓄電池電流進(jìn)行采集并處理，并通過觸摸屏將之顯示出來，并由DSP控制板來控制是否對(duì)蓄電池充電。而光伏供電控制操作面板44上有一些按鈕，用來控制太陽能電池板在手動(dòng)狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)方向，比如東向、西向、南向、北向運(yùn)動(dòng)。已達(dá)到控制模擬光源做相應(yīng)運(yùn)動(dòng)的效果。光伏輸出顯示單元連到可調(diào)電阻，用來顯示可調(diào)電阻兩端的電流電壓變化，同時(shí)可以記錄不同電阻大小下電流電壓值，便于學(xué)生畫出光伏伏安特性曲線和功率曲線。光伏電源供電單元主要提供24V直流電給PLC，觸摸屏，DSP工作電源以及實(shí)際裝置中控制的繼電器供電電源。實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)工作時(shí)，風(fēng)力發(fā)電裝置中模擬風(fēng)源27產(chǎn)生風(fēng)力，使轉(zhuǎn)子葉片25轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生電能，該電能被輸送到DSP控制板，DSP控制板對(duì)風(fēng)力電壓、風(fēng)力電流、蓄電池電壓、蓄電池電流進(jìn)行采集并處理，并通過觸摸屏將之顯示出來，由DSP控制板來控制是否對(duì)蓄電池充電。而風(fēng)力供電控制操作面板上的一些按鈕，用來控制模擬風(fēng)源的電機(jī)，以此形成不同的風(fēng)速和風(fēng)向。當(dāng)風(fēng)速傳感器13傳送的風(fēng)速信號(hào)達(dá)到限定值時(shí)，就需使轉(zhuǎn)子葉片25側(cè)風(fēng)偏航，通過PLC56控制尾翼偏航電機(jī)23，使尾翼偏轉(zhuǎn)，讓模擬風(fēng)與轉(zhuǎn)子葉片25不正向相對(duì)，偏離一定的角度。風(fēng)力輸出顯示模塊連接可調(diào)電阻，可用來顯示可調(diào)電阻兩端的電流電壓變化，同時(shí)可以記錄不同電阻大小下電流電壓值，便于學(xué)生畫出風(fēng)力伏安特性曲線和功率曲線。風(fēng)力電源供電單元主要提供24V直流電給PLC，觸摸屏，DSP工作電源以及實(shí)際裝置中控制的繼電器供電電源。實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)工作時(shí)，逆變與負(fù)載單元把蓄電池的電送到逆變器的一端子，通過逆變器的逆變，升壓，濾波等過程，將蓄電池的12V直流電變成穩(wěn)定的220V交流電，并通過逆變輸出顯示單元顯示出來，變頻器用逆變后的220V交流電控制220V的交流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，交流負(fù)載也是用的逆變后的電，而逆變后的220V交流電又可以通過逆變電源供電單元，變成24V直流電供給24V直流負(fù)載。逆變器測試模塊可以用來測試逆變過程中的基波，SPWM波形，以及測出死區(qū)電壓曲線。實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)工作時(shí)，監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)光伏供電單元40、風(fēng)力供電單元50、逆變與負(fù)載單元6實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控以及進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
權(quán)利要求1.風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于包括光伏供電裝置，風(fēng)力發(fā)電裝置、光伏供電單元、風(fēng)力供電單元、逆變與負(fù)載單元和監(jiān)控計(jì)算機(jī)；所述光伏供電裝置主要由太陽能電池板、光源、機(jī)架、光源擺桿、光源跟蹤傳感器以及設(shè)置在機(jī)架上含有光源擺桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)的光源擺桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和含有仰俯電機(jī)及轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的光源跟蹤機(jī)構(gòu)組成，所述太陽能電池板設(shè)置在太陽能跟蹤機(jī)構(gòu)上，所述光源跟蹤傳感器設(shè)置在太陽能電池板中部，光源擺桿可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于機(jī)架，所述光源設(shè)置在光源擺桿上且與太陽能電池板相對(duì)；所述風(fēng)力發(fā)電裝置主要由機(jī)艙、轉(zhuǎn)子葉片、尾翼、尾翼偏航電機(jī)、模擬風(fēng)源和風(fēng)速傳感器組成，所述轉(zhuǎn)子葉片設(shè)置在所述機(jī)艙頭部，所述尾翼可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置于所述機(jī)艙尾部，尾翼偏航電機(jī)固定設(shè)置于機(jī)艙尾部且與尾翼傳動(dòng)連接，模擬風(fēng)源置于與機(jī)艙頭部相對(duì)位置且間隔一定距離，風(fēng)速傳感器置于機(jī)艙頭部的前端；太陽能電池板的電能輸出端通過電力傳輸線路與光伏供電單元對(duì)應(yīng)端相連，所述光源、光源擺桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)、仰俯電機(jī)、轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的電源開關(guān)控制信號(hào)及光源跟蹤傳感器輸出信號(hào)與光伏供電單元對(duì)應(yīng)端相連；機(jī)艙電能輸出端通過電力傳輸線路與風(fēng)力供電單元對(duì)應(yīng)端相連，所述尾翼偏航電機(jī)的電源開關(guān)控制信號(hào)及模擬風(fēng)源的風(fēng)速和風(fēng)向信號(hào)通過信號(hào)線路與風(fēng)力供電單元對(duì)應(yīng)端相連；所述逆變與負(fù)載單元和風(fēng)力供電單元對(duì)應(yīng)端分別通過電力傳輸線路與光伏供電單元的對(duì)應(yīng)端相連，光伏供電單元、風(fēng)力供電單元和逆變與負(fù)載單元的對(duì)應(yīng)端分別通過信號(hào)線路與監(jiān)控計(jì)算機(jī)的對(duì)應(yīng)端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于所述光源跟蹤機(jī)構(gòu)包括可轉(zhuǎn)動(dòng)支撐架、設(shè)置在可轉(zhuǎn)動(dòng)支撐架上的轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)、轉(zhuǎn)動(dòng)減速器、俯仰電機(jī)和俯仰減速器，所述轉(zhuǎn)動(dòng)減速器的輸入、輸出軸分別與轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)軸、可轉(zhuǎn)動(dòng)支撐架的轉(zhuǎn)軸連接，所述俯仰減速器的輸入、輸出軸分別與俯仰電機(jī)軸、太陽能電池板的轉(zhuǎn)軸連接；所述光源擺桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)和減速機(jī)，所述電機(jī)的輸出軸與減速機(jī)的輸入軸連接，減速機(jī)的輸出軸通過所述轉(zhuǎn)軸與光源擺桿連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于所述尾翼偏航電機(jī)與尾翼通過齒輪嚙合傳動(dòng)進(jìn)行所述傳動(dòng)連接，所述尾翼偏航電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有主動(dòng)齒輪，所述尾翼上設(shè)有不完全齒輪，兩齒輪相互嚙合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于所述光伏供電單元主要由光伏電源供電模塊、觸摸屏、DSP控制板、PLC以及蓄電池組成，光伏電源供電模塊分別通過信號(hào)線路與觸摸屏、DSP控制板和PLC的對(duì)應(yīng)端相連，觸摸屏與DSP控制板的對(duì)應(yīng)端通過信號(hào)線路相連，所述太陽能電池板的電能輸出端通過電力傳輸線路與DSP控制板的對(duì)應(yīng)端相連，DSP控制板的對(duì)應(yīng)端與蓄電對(duì)應(yīng)端通過電力傳輸線路相連，擺桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)、轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)、俯仰電機(jī)、光源的電源開關(guān)控制信號(hào)及光源跟蹤傳感器輸出信號(hào)通過信號(hào)線路與PLC對(duì)應(yīng)端相連，DSP控制板和PLC分別與所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)應(yīng)端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于所述光伏供電單元還包括光伏輸出顯示模塊、光伏供電控制操作面板和可調(diào)電阻，所述光伏輸出顯示模塊與可調(diào)電阻的對(duì)應(yīng)端通過信號(hào)線路相連，所述光伏電源信號(hào)控制面板與PLC的對(duì)應(yīng)端通過信號(hào)線路相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于所述風(fēng)力供電單元主要由風(fēng)力電源供電模塊、觸摸屏，DSP控制板和PLC以及變頻器組成，風(fēng)力電源供電模塊分別通過信號(hào)線路與觸摸屏、DSP控制板和PLC的對(duì)應(yīng)端相連，觸摸屏與DSP控制板的對(duì)應(yīng)端通過信號(hào)線路相連，DSP控制板與蓄電池對(duì)應(yīng)端通過信號(hào)線路相連，所述機(jī)艙的電能輸出端通過電力傳輸線路與DSP控制板的對(duì)應(yīng)端相連，所述尾翼偏航電機(jī)的電源開關(guān)控制信號(hào)及模擬風(fēng)源的風(fēng)速、風(fēng)向信號(hào)通過信號(hào)線路與PLC對(duì)應(yīng)端相連，DSP控制板的對(duì)應(yīng)端與蓄電對(duì)應(yīng)端通過電力傳輸線路相連，DSP控制板和PLC分別與所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)應(yīng)端相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于所述風(fēng)力供電單元主還包括風(fēng)力輸出顯示模塊、風(fēng)力供電控制操作面板和可調(diào)電阻，風(fēng)力輸出顯示模塊與可調(diào)電阻的對(duì)應(yīng)端通過信號(hào)線路相連，風(fēng)力輸出顯示模塊與PLC對(duì)應(yīng)端通過信號(hào)線路相連，風(fēng)力輸出顯示模塊與所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)應(yīng)端相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于所述逆變與負(fù)載單元主要由逆變電源供電模塊、逆變器、直流負(fù)載和交流負(fù)載組成，所述逆變電源供電模塊與逆變器對(duì)應(yīng)端通過信號(hào)線路相連，所述蓄電池、逆變電源供電模塊和交流負(fù)載與逆變器的對(duì)應(yīng)端通過電力線路相連，逆變電源供電模塊與直流負(fù)載對(duì)應(yīng)端通過電力線路相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于所述逆變與負(fù)載單 元還包括逆變輸出顯示模塊、逆變器測試模塊和變頻器，所述逆變輸出顯示模塊、逆變器測試模塊分別與逆變器對(duì)應(yīng)端通過信號(hào)線路相連，所述交流負(fù)載與逆變器對(duì)應(yīng)端之間通過變 頻器并經(jīng)信號(hào)線路相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開了風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，包括光伏供電裝置，風(fēng)力發(fā)電裝置、光伏供電單元、風(fēng)力供電單元、逆變與負(fù)載單元和監(jiān)控計(jì)算機(jī)。光伏供電裝置中的對(duì)應(yīng)端與光伏供電單元對(duì)應(yīng)端相連，風(fēng)力發(fā)電裝置的對(duì)應(yīng)端與風(fēng)力供電單元對(duì)應(yīng)端相連，光伏供電單元、風(fēng)力供電單元、逆變與負(fù)載單元和監(jiān)控計(jì)算機(jī)的對(duì)應(yīng)端相連。本實(shí)用新型的有益效果在于，1)為光能和風(fēng)能的綜合利用及光能和風(fēng)能發(fā)電設(shè)備的研發(fā)、教學(xué)實(shí)例示范提供了一個(gè)很好的平臺(tái)；2)本實(shí)用新型在對(duì)教學(xué)用風(fēng)力發(fā)電機(jī)尾翼的改進(jìn)機(jī)對(duì)實(shí)際的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的具有指導(dǎo)意義。
文檔編號(hào)G09B23/18GK202473041SQ20122008718
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月9日
發(fā)明者丁猛, 劉蔚釗, 吳廣德, 夏慶觀, 皇立波, 蔡婭 申請(qǐng)人:南京康尼科技實(shí)業(yè)有限公司