一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組半實(shí)物仿真平臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的裝置，具體為一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組半實(shí)物仿真平臺O
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要涉及空氣動(dòng)力學(xué)，結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)，電氣系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)等方面的知識和內(nèi)容，是一個(gè)多學(xué)科相互融合復(fù)雜的控制系統(tǒng)。在風(fēng)電機(jī)組的性能測試和主控系統(tǒng)研發(fā)階段，均需要對風(fēng)電機(jī)組的各個(gè)控制模塊進(jìn)行性能測試，由于風(fēng)電機(jī)組設(shè)備極其復(fù)雜，吊裝運(yùn)輸不方便，如果主控系統(tǒng)的各項(xiàng)測試均在實(shí)際的風(fēng)場中進(jìn)行，則在調(diào)試時(shí)間、調(diào)試費(fèi)用和安全性方面都存在很大的風(fēng)險(xiǎn)。因此，需要通過建立一套風(fēng)電機(jī)組的仿真系統(tǒng)，通過該仿真系統(tǒng)可以模擬整個(gè)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行環(huán)境，能夠在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)對風(fēng)電機(jī)組各個(gè)控制模塊控制策略進(jìn)行仿真，從而減少在實(shí)際風(fēng)機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證的風(fēng)險(xiǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]實(shí)用新型目的:提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組半實(shí)物仿真平臺，以解決上述技術(shù)問題。
[0004]技術(shù)方案:本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]本實(shí)用新型提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組半實(shí)物仿真平臺，包括拖動(dòng)電機(jī)、低速軸扭矩傳感器、齒輪箱、齒輪箱扭矩限制器、偏航驅(qū)動(dòng)器、機(jī)架、發(fā)電機(jī)、高速軸扭矩傳感器、故障模擬器、風(fēng)速風(fēng)向模擬器、數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換裝置、計(jì)算機(jī)和運(yùn)行控制柜，所述拖動(dòng)電機(jī)安裝在機(jī)架的前端，并通過低速軸扭矩傳感器與齒輪箱輸入軸連接，齒輪箱輸出軸通過高速軸扭矩傳感器與發(fā)電機(jī)連接；所述機(jī)架側(cè)邊安裝有齒輪箱扭矩限制器，齒輪箱扭矩限制器與齒輪箱的箱體連接；所述機(jī)架側(cè)邊還偏航驅(qū)動(dòng)器，偏航驅(qū)動(dòng)器能夠驅(qū)動(dòng)機(jī)架整體做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；所述計(jì)算機(jī)通過運(yùn)行控制柜控制拖動(dòng)電機(jī)和偏航驅(qū)動(dòng)器；所述計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換裝置處理低速軸扭矩傳感器、齒輪箱、齒輪箱扭矩限制器、發(fā)電機(jī)和高速軸扭矩傳感器的信號；所述故障模擬器和風(fēng)速風(fēng)向模擬器分別模擬故障信號和風(fēng)速風(fēng)向信號，并傳遞給計(jì)算機(jī)。
[0006]所述數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換裝置與低速軸扭矩傳感器、齒輪箱、齒輪箱扭矩限制器、發(fā)電機(jī)和高速軸扭矩傳感器傳輸?shù)男盘枮槟M量信號。
[0007]所述計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換裝置、運(yùn)行控制柜、故障模擬器和風(fēng)速風(fēng)向模擬器的通訊接口為RS-232。
[0008]采用上述技術(shù)方案的有益效果是:
[0009]1.實(shí)現(xiàn)仿真測試柜對風(fēng)機(jī)模型的實(shí)時(shí)控制，最終達(dá)到對控制策略進(jìn)行測試和優(yōu)化的目的；
[0010]2.此平臺可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)算法的設(shè)計(jì)，并生成PLC可執(zhí)行的代碼，大大減少PLC程序編寫速度，加快研發(fā)速度；
[0011]3.本實(shí)用新型采用實(shí)物和數(shù)據(jù)仿真結(jié)合的方式，既能最大程度的模擬風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的實(shí)際的運(yùn)行狀態(tài)，又能節(jié)約研發(fā)費(fèi)用。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)和原理示意圖；
[0013]圖中:1.拖動(dòng)電機(jī)，2.低速軸扭矩傳感器，3.齒輪箱，4.齒輪箱扭矩限制器，5.偏航驅(qū)動(dòng)器，6.機(jī)架，7.發(fā)電機(jī)，8.高速軸扭矩傳感器，9.故障模擬器，10.風(fēng)速風(fēng)向模擬器，
11.數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換裝置，12.計(jì)算機(jī)，13.運(yùn)行控制柜。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0015]如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組半實(shí)物仿真平臺，包括拖動(dòng)電機(jī)1、低速軸扭矩傳感器2、齒輪箱3、齒輪箱扭矩限制器4、偏航驅(qū)動(dòng)器5、機(jī)架6、發(fā)電機(jī)7、高速軸扭矩傳感器8、故障模擬器9、風(fēng)速風(fēng)向模擬器10、數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換裝置11、計(jì)算機(jī)12和運(yùn)行控制柜13，所述拖動(dòng)電機(jī)I安裝在機(jī)架6的前端，并通過低速軸扭矩傳感器2與齒輪箱3輸入軸連接，齒輪箱3輸出軸通過高速軸扭矩傳感器8與發(fā)電機(jī)7連接；所述機(jī)架6側(cè)邊安裝有齒輪箱扭矩限制器4，齒輪箱扭矩限制器4與齒輪箱3的箱體連接；所述機(jī)架6側(cè)邊還安裝有偏航驅(qū)動(dòng)器5，偏航驅(qū)動(dòng)器5能夠驅(qū)動(dòng)機(jī)架6整體做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；所述計(jì)算機(jī)12通過運(yùn)行控制柜13控制拖動(dòng)電機(jī)I和偏航驅(qū)動(dòng)器5 ;所述計(jì)算機(jī)12通過數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換裝置11處理低速軸扭矩傳感器2、齒輪箱3、齒輪箱扭矩限制器4、發(fā)電機(jī)7和高速軸扭矩傳感器8的信號。所述故障模擬器9和風(fēng)速風(fēng)向模擬器10分別模擬故障信號和風(fēng)速風(fēng)向信號，并傳遞給計(jì)算機(jī)12。
[0016]所述數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換裝置11與低速軸扭矩傳感器2、齒輪箱3、齒輪箱扭矩限制器4、發(fā)電機(jī)7和高速軸扭矩傳感器8傳輸?shù)男盘枮槟M量信號。
[0017]所述所述計(jì)算機(jī)12與數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換裝置11、運(yùn)行控制柜13、故障模擬器9和風(fēng)速風(fēng)向模擬器10的通訊接口為RS-232。
[0018]下面介紹本實(shí)用新型的使用運(yùn)行狀態(tài)。
[0019]所述故障模擬器9和風(fēng)速風(fēng)向模擬器10分別模擬故障信號和風(fēng)速風(fēng)向信號，發(fā)送給計(jì)算機(jī)12，計(jì)算機(jī)12經(jīng)過數(shù)據(jù)處理分析，并結(jié)合內(nèi)部預(yù)存指令，給運(yùn)行控制器13發(fā)送控制指令，運(yùn)行控制器13直接控制拖動(dòng)電機(jī)I和偏航驅(qū)動(dòng)器5運(yùn)行。拖動(dòng)電機(jī)I經(jīng)過齒輪箱3變速后，拖動(dòng)發(fā)電機(jī)7旋轉(zhuǎn)。以上過程中，數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換裝置11分別通過低速軸扭矩傳感器2、齒輪箱3、齒輪箱扭矩限制器4、發(fā)電機(jī)7和高速軸扭矩傳感器8采集低速軸扭矩?cái)?shù)據(jù)、齒輪箱運(yùn)行數(shù)據(jù)、齒輪箱箱體扭矩?cái)?shù)據(jù)、發(fā)電機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)和高速軸扭矩?cái)?shù)據(jù)，經(jīng)過處理整合后發(fā)送給計(jì)算機(jī)12。最終由計(jì)算機(jī)12生成模擬報(bào)告，并生成代碼。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組半實(shí)物仿真平臺，包括拖動(dòng)電機(jī)(I)、低速軸扭矩傳感器(2)、齒輪箱(3)、齒輪箱扭矩限制器(4)、偏航驅(qū)動(dòng)器(5)、機(jī)架￠)、發(fā)電機(jī)(7)、高速軸扭矩傳感器(8)、故障模擬器(9)、風(fēng)速風(fēng)向模擬器(10)、數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換裝置(11)、計(jì)算機(jī)(12)和運(yùn)行控制柜(13)，其特征在于: 所述拖動(dòng)電機(jī)(I)安裝在機(jī)架(6)的前端，并通過低速軸扭矩傳感器(2)與齒輪箱(3)輸入軸連接，齒輪箱(3)輸出軸通過高速軸扭矩傳感器(8)與發(fā)電機(jī)(7)連接； 所述機(jī)架(6)側(cè)邊安裝有齒輪箱扭矩限制器(4)，齒輪箱扭矩限制器(4)與齒輪箱(3)的箱體連接； 所述機(jī)架(6)側(cè)邊還安裝有偏航驅(qū)動(dòng)器(5)，偏航驅(qū)動(dòng)器(5)能夠驅(qū)動(dòng)機(jī)架(6)整體做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)； 所述計(jì)算機(jī)(12)通過運(yùn)行控制柜(13)控制拖動(dòng)電機(jī)⑴和偏航驅(qū)動(dòng)器(5); 所述計(jì)算機(jī)(12)通過數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換裝置(11)處理低速軸扭矩傳感器(2)、齒輪箱(3)、齒輪箱扭矩限制器(4)、發(fā)電機(jī)(7)和高速軸扭矩傳感器(8)的信號； 所述故障模擬器(9)和風(fēng)速風(fēng)向模擬器(10)分別模擬故障信號和風(fēng)速風(fēng)向信號，并傳遞給計(jì)算機(jī)(12)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組半實(shí)物仿真平臺，其特征在于: 所述數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換裝置(11)與低速軸扭矩傳感器(2)、齒輪箱(3)、齒輪箱扭矩限制器(4)、發(fā)電機(jī)(7)和高速軸扭矩傳感器(8)傳輸?shù)男盘枮槟M量信號。
3.如權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組半實(shí)物仿真平臺，其特征在于: 所述計(jì)算機(jī)(12)與數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換裝置(11)、運(yùn)行控制柜(13)、故障模擬器(9)和風(fēng)速風(fēng)向模擬器(10)的通訊接口為RS-232。
【專利摘要】提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組半實(shí)物仿真平臺，包括拖動(dòng)電機(jī)、低速軸扭矩傳感器、齒輪箱、齒輪箱扭矩限制器、偏航驅(qū)動(dòng)器、機(jī)架、發(fā)電機(jī)、高速軸扭矩傳感器、故障模擬器、風(fēng)速風(fēng)向模擬器、數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換裝置、計(jì)算機(jī)和運(yùn)行控制柜，拖動(dòng)電機(jī)安裝在機(jī)架的前端，并通過低速軸扭矩傳感器與齒輪箱輸入軸連接，齒輪箱輸出軸通過高速軸扭矩傳感器與發(fā)電機(jī)連接；機(jī)架側(cè)邊安裝有齒輪箱扭矩限制器，齒輪箱扭矩限制器與齒輪箱的箱體連接；機(jī)架側(cè)邊還偏航驅(qū)動(dòng)器，偏航驅(qū)動(dòng)器能夠驅(qū)動(dòng)機(jī)架整體做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；計(jì)算機(jī)通過運(yùn)行控制柜控制拖動(dòng)電機(jī)和偏航驅(qū)動(dòng)器；計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換裝置處理低速軸扭矩傳感器、齒輪箱、齒輪箱扭矩限制器、發(fā)電機(jī)和高速軸扭矩傳感器的信號。結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，具有較好的仿真、模擬功能，比較利于大范圍推廣。
【IPC分類】G01R31-34
【公開號】CN204389650
【申請?zhí)枴緾N201420845900
【發(fā)明人】李建立
【申請人】鋒電能源技術(shù)有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2014年12月29日