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ZL-PVT09型太陽能機電綜合實訓系統(tǒng)
- 一、太陽能機電綜合實訓系統(tǒng)的系統(tǒng)組成:
光伏供電裝置、光伏供電系統(tǒng)、逆變與負載系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)四個部分組成。
系統(tǒng)采用模塊式結(jié)構(gòu),各裝置和系統(tǒng)具有獨立的功能,應(yīng)用靈活,即可組合應(yīng)用,也可獨立工作運行。
1.光伏供電裝置
光伏供電裝置主要由光伏電池組件、投射燈、光線傳感器、光線傳感器控制盒、水平方向和俯仰方向運動機構(gòu)、擺桿、擺桿減速箱、擺桿支架、單相交流電動機、電容器、直流電動機、接近開關(guān)、微動開關(guān)、底座支架等設(shè)備與器件組成。
光伏供電裝置
設(shè)備尺寸:光伏供電裝置1510×1010×1550mm、實訓柜1000×800×2000mm;
2.電池組件
功率:20W、誤差:±5%、
輸出電壓:17.2V、
輸出電流:1.17A、
開路電壓:21.4V、
短路電流:1.27A、
尺寸:230×230×28mm;
3、光伏供電系統(tǒng)
1) 光伏供電系統(tǒng)的組成
光伏供電系統(tǒng)主要由光伏電源控制單元、光伏輸出顯示單元、觸摸屏、光伏供電控制單元、DSP控制單元、接口單元、西門子S7-200PLC、繼電器組、接線排、蓄電池組、可調(diào)電阻、斷路器、12V開關(guān)電源、網(wǎng)孔架等組成。
2) 控制方式
光伏供電控制單元的追日功能有手動控制盒自動控制兩個狀態(tài),可以進行手動或自動運行光伏電池組件雙軸跟蹤、燈狀態(tài)、燈運動操作。
3) DSP控制單元和接口單元
蓄電池的充電過程及充電保護由DSP控制單元、接口單元及程序完成,蓄電池的放電保護由DSP控制單元、接口單元及繼電器完成,當蓄電池放電電壓低于規(guī)定值,DSP控制單元輸出信號驅(qū)動繼電器工作,繼電器常閉觸點斷開,切斷蓄電池的放電回路。
4) 蓄電池組
蓄電池組選用4節(jié)閥控密封式鉛酸蓄電池,主要參數(shù):
容量 12V 18Ah/20HR
重量 1.9kg
尺寸 345mm×195mm×20mm
含漏電保護斷路器,AC220V 和DC24V狀態(tài)指示燈、電源插座;
4、逆變與負載系統(tǒng)
(1) 逆變與負載系統(tǒng)的組成
逆變與負載系統(tǒng)主要由逆變電源控制單元、逆變輸出顯示單元、逆變器、逆變器參數(shù)檢測模塊、變頻器、三相交流電機、發(fā)光管舞臺燈光模塊、警示燈、接線排、斷路器、網(wǎng)孔架等組成。
1) 逆變電源控制單元
逆變電源控制單元面板如圖19所示,逆變電源控制單元主要由斷路器、+24V開關(guān)電源、AC220V電源插座、指示燈、接線端子DT14和DT15等組成。
2) 逆變輸出顯示單元
逆變輸出顯示單元主要由交流電流表、交流電壓表、接線端子等組成。
3) 逆變與負載系統(tǒng)主電路
逆變與負載系統(tǒng)主要由逆變器、交流調(diào)速系統(tǒng)、逆變器測試模塊、發(fā)光管舞臺燈光模塊和警示燈組成。
逆變器的輸入由光伏發(fā)電系統(tǒng)或蓄電池提供,逆變器輸出單相220V、50Hz的交流電源。交流調(diào)速系統(tǒng)由變頻器和三相交流電動機組成,逆變器的輸出AC220V電源是變頻器的輸入電源,變頻器將單相AC220V變換為三相AC220V供三相交流電動機使用。逆變電源控制單元的AC220V電源由逆變器提供,逆變電源控制單元輸出的DC24V供發(fā)光管舞臺燈光模塊使用。逆變器測試模塊用于檢測逆變器的死區(qū)、基波、SPWM波形。
(2) 逆變器
逆變器是將低壓直流電源變換成高壓交流電源的裝置,逆變器的種類很多, 各自的具體工作原理、工作過程不盡相同。本實訓裝置使用的逆變器由DC-DC升壓PWM控制芯片單元、驅(qū)動+升壓功率MOS管單元、升壓變壓器、SPWM芯片單元、高壓驅(qū)動芯片單元、全橋逆變功率MOS管單元、LC濾波器組成。
(3)逆變與負載系統(tǒng)運行參數(shù)
逆變器輸入電壓:DC12V、
輸入電壓范圍:DC9.5V-15.5V、
輸出電壓:AC220V±5%
額定輸出電流:1.4A
輸出頻率:50Hz±0.5Hz
額定功率:300VA
輸出波形:正弦波
波形失真:<5%
轉(zhuǎn)換效率:>85%
實驗模塊:正弦波逆變器原理模塊
5、監(jiān)控系統(tǒng)
(1) 監(jiān)控系統(tǒng)組成
監(jiān)控系統(tǒng)主要由一體機、鍵盤、鼠標、接線排、電源插座、通信線、微軟操作系統(tǒng)軟件、力控組態(tài)軟件組成。
(2) 監(jiān)控系統(tǒng)功能
1) 通信
監(jiān)控系統(tǒng)與控制器、PLC、儀表進行通信。
2) 界面
監(jiān)控系統(tǒng)具有主界面,光伏供電系統(tǒng)界面,風力供電系統(tǒng)界面,逆變與負載系統(tǒng)界面,風光互補能量轉(zhuǎn)換界面,分別顯示各自的運行狀態(tài)參數(shù)。
光伏供電系統(tǒng)界面設(shè)置相應(yīng)的按鈕,實現(xiàn)光伏電池方陣自動跟蹤。
風力供電系統(tǒng)界面設(shè)置相應(yīng)的按鈕,實現(xiàn)風力發(fā)電機側(cè)風偏航控制。
具有光伏發(fā)電采集報表和風力發(fā)電集報表,記錄光伏輸出電壓、電流,風力發(fā)電機的輸出電壓、電流;逆變與負載系統(tǒng)的逆變輸出電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)并打印數(shù)據(jù)報表。
三、 太陽能機電綜合實訓系統(tǒng)的實訓項目:
1)、離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)規(guī)劃;
2)、根據(jù)功率要求,光伏電池組件的選擇、安裝和連接;
3)、基于MCU的光伏電池組件最大功率跟蹤程序設(shè)計;
4)、蓄電池容量匹配計算與選型;
5)、蓄電池充放電參數(shù)設(shè)置、保護參數(shù)設(shè)置;
6)、逆變器參數(shù)設(shè)置;
7)、監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)及操作;
8)、光伏供電系統(tǒng)的調(diào)試;
9)、電能質(zhì)量的監(jiān)測、調(diào)試和分析。
10)、并網(wǎng)發(fā)電實驗
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