1KW永磁风力发电机并网实验系统

1KW永磁风力发电机并网实验系统

一、系统概述

1KW永磁风力发电机并网实验系统是一套完整的教学与科研实训装置，由室外风力发电机、塔架与拉索、室外防雷箱、并网控制器、卸荷器、并网逆变器及主操作控制台等组成。该系统能够模拟风力发电从风能捕获到电能并网的全过程，是职高、高校、研究生开展风力发电相关课题研究、实训操作与课程教学的理想设备。通过本系统，学生可深入理解1KW永磁风力发电机并网实验系统的运行机制与控制策略。

二、教学与研究实训项目

1. 永磁同步风力发电机控制运行与风能转换实验

本部分实验围绕1KW永磁风力发电机并网实验系统展开，涵盖以下实训内容：

• 实验1：风速（转速）与输出功率关系实验

• 实验2：发电机转速与输出电压关系实验

• 实验3：发电机转速与输出电流关系实验

• 实验4：发电机转速与输出电压频率关系实验

• 实验5：水平轴风机在不同风速下的功率输出实验

• 实验6：风力发电系统电气接线实验

• 实验7：永磁同步风力发电机并网过程实验

• 实验8：不同风速下永磁同步风力发电机并网实验

• 实验9：并网过程中的各种保护功能实验

2. 系统技术条件（单相输出）

• 风机输出电压：220V AC

• 风机输出功率：1台/1KW

• 风机最大输出功率：1.2KW

• 通讯接口：RS-485 / RS-232

• 卸荷控制：卸载起始电流5.2A，支持PWM限流控制，具备风机自动刹车与手动刹车功能

3. 风机充电控制技术条件（单相输出）

• 风机输出电压：220V DC

• 风机输出功率：1台/1KW

• 额定工作电流：6A / 1000W

• 风机最大输入电流：6A

• 卸载起始电压：370V

• 卸载起始电流：5.8A

• 显示方式：LCD液晶屏

• 显示内容：风机电压、风机电流、风机功率

4. 产品特点与功能

4.1 风力发电机

发电机额定功率1000W，风叶采用三碳光纤复合材料，具备重量轻、体积小、发电效率高的特点。采用独特的微风启动电磁设计，可在低风速下稳定运行。整机采用优质铝合金压铸件与不锈钢配件，结构轻便坚固。

4.2 并网控制逆变模块

• 采用日本三菱第五代智能功率模块（IPM）

• DSP芯片控制，具备最大功率点跟踪（MPPT）技术

• 高效转换，具备完善的电气保护功能

• 符合IEE 929-2000及UL 1741标准

• 支持液晶屏与按键设置运行参数，安装调试简便

4.3 实验模块

• 提供并网发电原理图与测试端子

• 配备接线盒与接线端子，便于学生实操

• 集成数字显示交直流电压电流表，实时监测系统电气参数

• 支持多种通讯接口，具备上位机监控功能

三、系统单元组成

1. 并网控制单元

位于演示台内，通过开关控制实现逆变器的同步并网运行。设有单独计量通道，支持数据比对与采集。集成大风卸荷保护电路，与逆变器协同实现系统安全控制。

2. 风机卸荷单元

位于演示台内，连接至发电机控制器，对风机输出的三相交流电进行整流、调节与控制，为并网逆变器提供稳定输入，并在大风情况下实现卸荷保护。

3. 开关控制单元

所有内外单元引线均经隔离开关连接至跳线端子，具备漏电、短路、过流、过热等多重保护机制，确保实验过程安全。

4. 风机连接单元

面板示意接线，各单元经隔离开关接至跳线端子，学生可通过跳线自由切换并观测各风机工作状态。

5. 显示单元

• A 演示台显示单元：通用显示包括设备温度、室内温湿度、时钟、逆向电量计量。

• 功率显示：支持3位切换显示有功功率。

• 专项显示：风速LED、风向日期LCD显示，风机限流卸荷LED指示。

四、监控单元

系统配置高性能工业控制PC机作为监控主机，搭载多机版监控软件，支持RS-232/RS-485通讯，实时获取1KW永磁风力发电机并网实验系统的各项运行数据。

监控软件功能

• 实时监测并网系统运行数据，支持历史数据与故障记录查询

• 每5分钟自动存储一次系统运行数据，包括环境参数与故障信息

• 数据存储容量可支持连续20年以上运行记录

五、售后服务

• 提供完整使用手册

• 提供系统操作与维护培训

配置清单