一种风力发电机舱偏航教学实训装置的制作方法

1.本实用新型涉及教学设备技术领域，具体涉及一种风力发电机舱偏航教学实训装置。


背景技术：

2.随着国家对清洁能源的需求越来越大，近年来风力发电设备装机量不断提高，风力发电设备的安装、调试、运行与管理对综合型人才的需求不断增多，当前风力发电教学装置功能性很难能满足这种风力发电设备技能综合型人才培养的教学要求，具体体现在目前现有风力发电教学设备多为简单的模型，功能上较为单一，和实际风力发电设备的动作具有一定的差异，教学演示效果不够全面，所能反应的风力发电设备的运行动作相对较少，只进行原理性的功能教学演示，缺乏综合性演示功能，不能进行较为完整的演示风力发电设备运行过程。此外，由于多数风力发电设备的模型仅具有原理演示性功能，教学模型不能满足风力发电技术对安装、操作、调试、运行与管理等方面的技能要求。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种风力发电机舱偏航教学实训装置。
4.本实用新型风力发电机舱偏航教学实训装置采用的技术方案: 其特征在于包括风力发电设备实训模型和电气控制总装，所述风力发电设备实训模型包括台架、设在所述台架上的机舱单元、偏航单元、液压站、手动泵、液压制动阀组和风力模拟单元，所述电气控制总装包括电器控制装置，所述机舱单元包括机舱固定板、主轴减速电机、叶片、定位盘、主轴、变速箱、高速轴制动盘、与所述高速轴制动盘连接的高速轴制动器、双膜片联轴器和发电机，所述主轴设在所述机舱固定板上，其一端与所述变速箱连接，另一端套设有所述定位盘和所述叶片，所述主轴减速电机通过链传动带动所述主轴转动，所述变速箱输出端依次连接所述高速轴制动盘、所述双膜片联轴器和所述发电机；
5.所述电器控制装置包括电气控制箱、设在所述电气控制箱内的三相整流器、并网逆变器、直流电数据采集器、交流电数据采集器、与所述主轴减速电机电连接的第一变频器、触摸屏，所述三相整流器和所述并网逆变器与所述发电机电连接，所述直流电数据采集器用于所述三相整流器整流后的直流电数据采集并传输给所述触摸屏，所述交流电数据采集器用于所述并网逆变器输出的交流电数据采集并传输给所述触摸屏。
6.所述偏航单元包括偏航减速电机、驱动齿轮、光电编码器、随动齿轮、塔筒、设在所述塔筒上的回转支承和偏航制动盘、偏航制动器，所述偏航减速电机连接所述驱动齿轮带动所述回转支承旋转，所述回转支承带动所述随动齿轮旋转，所述随动齿轮连接所述光电编码器，所述光电编码器转动产生脉冲记录偏航角度，所述偏航制动器通过抱紧所述偏航制动盘对所述塔筒进行制动；
7.所述电气控制箱内设有与所述偏航减速电机电连接的第二变频器，所述第二变频
器用于控制所述偏航减速电机的转速。
8.所述液压站包括油箱、与所述油箱连接的电机油泵、设在所述油箱上的空气滤清器、液位继电器、温度传感器和油温液位计，所述液压站为制动系统提供液压动力源，所述手动泵为断电辅助液压动力源，所述液位继电器用于检测液压油液位是否满足使用高度，温度传感器用于检测油箱内液压油温度。
9.所述液压制动阀组包括液压阀板、设在所述液压阀板下方的集油盘、设在所述液压阀板上的蓄能器、过滤器、第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、第三电磁换向阀，系统安全阀、偏航制动溢流阀、高速轴制动减压阀、节流阀、调速阀、单向阀、第一截止阀、第二截止阀，压力继电器、压力变送器和多点测压接口，所述液压制动阀组用于控制高速轴及偏航制动油路的通断、流量和压力。
10.所述风力模拟单元包括风力模拟安装架、设在所述风力模拟安装架上的风速杯、风向标、第一警示灯、第二警示灯、第一步进电机和第二步进电机，所述风速杯由所述第一步进电机带动，用于模拟风速大小，所述风向标由所述第二步进电机带动，用于模拟风向。
11.所述台架左右侧设有可视门，所述台架前后侧设有可上下翻转的可视围挡，所述台架上方设有可翻转的翻盖罩，所述翻盖罩通过气撑支撑，所述台架底部设有万向轮。
12.所述机舱单元还包括与所述定位盘连接的手旋定位机构和设在所述定位盘上的测速传感器。
13.所述电气控制总装还包括带有抽屉的矮柜和设在所述矮柜上的网孔板，所述电器控制装置可拆卸地设在所述网孔板上。
14.本实用新型风力发电机舱偏航教学实训装置的优点在于：1功能全面：具有主轴传动、变速、偏航及发电并网功能，包含机械传动、液压系统控制、电气系统控制、发电监控及并网等功能，能够演示风力发电设备的基本运行过程；2动作一致性高：采用与真实风力发电设备运行动作具有相似性；3可操作性强：设备可进行拆装、调试、运行及维护等操作，可开展实训项目及考核点多。
附图说明
15.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
16.图1是本实用新型风力发电机舱偏航教学实训装置的结构示意图；
17.图2是本实用新型风力发电设备实训模型的主视图；
18.图3是本实用新型电气控制总装的结构示意图；
19.图4是本实用新型机舱单元的一种结构示意图；
20.图5是本实用新型机舱单元的另一种结构示意图；
21.图6是本实用新型偏航单元的结构示意图；
22.图7是本实用新型液压站的结构示意图；
23.图8是本实用新型液压制动阀组的主视图；
24.图9是本实用新型风力模拟单元的结构示意图；
25.图10是本实用新型风力发电设备实训模型；
26.图11是本实用新型电气控制箱的内部结构图；
27.图12是本实用新型电气控制总装的打开状态下示意图。
具体实施方式
28.如图1-12所示，本实用新型涉及的风力发电机舱偏航教学实训装置，包括风力发电设备实训模型1和电气控制总装2，所述风力发电设备实训模型1包括台架3、设在所述台架3上的机舱单元4、偏航单元5、液压站6、手动泵21、液压制动阀组7和风力模拟单元8，所述电气控制总装2包括电器控制装置120，所述机舱单元4包括机舱固定板29、主轴电机驱动单元、轮毂、带座轴承、轴承座支撑块、主轴减速电机22、叶片27、定位盘28、主轴37、变速箱30、高速轴制动盘42、与所述高速轴制动盘42连接的高速轴制动器43、双膜片联轴器33和发电机34，所述主轴37设在所述机舱固定板29上，其一端与所述变速箱30连接，另一端套设有所述定位盘28和所述叶片27，所述主轴减速电机22通过链传动带动所述主轴37转动，所述变速箱30输出端依次连接所述高速轴制动盘42、所述双膜片联轴器33和所述发电机34；所述电器控制装置120包括电气控制箱89、设在所述电气控制箱89内的三相整流器112、并网逆变器96、直流电数据采集器103、交流电数据采集器104、与所述主轴减速电机22电连接的第一变频器106、触摸屏94，所述三相整流器112和所述并网逆变器96与所述发电机34电连接，所述直流电数据采集器103用于所述三相整流器112整流后的直流电数据采集并传输给所述触摸屏94，所述交流电数据采集器104用于所述并网逆变器96输出的交流电数据采集并传输给所述触摸屏94。
29.所述变速箱30侧面带有透明可视窗，其上带有温度传感器监测变速箱油温。
30.所述偏航单元5包括偏航减速电机44、驱动齿轮45、光电编码器50、随动齿轮51、塔筒52、原点传感器、角度指针、设在所述塔筒52上的回转支承46和偏航制动盘47、偏航制动器48，所述偏航减速电机44连接所述驱动齿轮45带动所述回转支承46旋转，所述回转支承46带动所述随动齿轮51旋转，所述随动齿轮51连接所述光电编码器50，所述光电编码器50转动产生脉冲记录偏航角度，所述偏航制动器48通过抱紧所述偏航制动盘47对所述塔筒52进行制动；
31.所述电气控制箱89内设有与所述偏航减速电机44电连接的第二变频器107，所述第二变频器107用于控制所述偏航减速电机44的转速。
32.所述液压站6包括油箱55、与所述油箱55连接的电机油泵54、设在所述油箱55上的空气滤清器56、液位继电器57、温度传感器58和油温液位计59，所述液压站6为制动系统提供液压动力源，所述手动泵21为断电辅助液压动力源，所述液位继电器57用于检测液压油液位是否满足使用高度，温度传感器58用于检测油箱内液压油温度。
33.所述液压制动阀组7包括液压阀板63、设在所述液压阀板63下方的集油盘62、设在所述液压阀板63上的蓄能器64、过滤器65、第一电磁换向阀70、第二电磁换向阀72、第三电磁换向阀73，系统安全阀67、偏航制动溢流阀77、高速轴制动减压阀78、节流阀71、调速阀74、单向阀76、压力表、第一截止阀68、第二截止阀75，压力继电器69、压力变送器66和多点测压接口79，所述液压制动阀组7用于控制高速轴及偏航制动油路的通断、流量和压力。
34.所述集油盘62用于收集液压阀安装操作过程中的泄漏油液至油箱55。所述蓄能器64为制动系统稳压蓄能，过滤器65用于过滤系统油液。所述第一截止阀68用于手动控制系统卸荷，第二截止阀75用于手动控制偏航制动油路通断，单向阀76起到止回作用，防止液压回路油液倒流并起到保压作用。所述系统安全阀67用于系统压力调整，偏航制动溢流阀77用于调整偏航半制动压力，高速轴制动减压阀78用于调整高速轴制动压力。所述第一电磁
换向阀70用于高速轴制动状态切换，所述第二电磁换向阀72、第三电磁换向阀73用于控制偏航全制动、半制动及松闸动作。所述调速阀74用于控制偏航制动器动作速度，节流阀71用于控制高速轴制动器动作速度，压力继电器69用于高速轴制动压力检测。
35.所述风力模拟单元8包括风力模拟安装架125、设在所述风力模拟安装架125上的风速杯82、风向标84、第一警示灯80、第二警示灯81、第一步进电机83和第二步进电机85，所述风速杯82由所述第一步进电机83带动，用于模拟风速大小，所述风向标84由所述第二步进电机85带动，用于模拟风向。
36.所述台架3左右侧设有可视门9，所述台架3前后侧设有可上下翻转的可视围挡11，所述台架3上方设有可翻转的翻盖罩13，所述翻盖罩13通过气撑17支撑，所述台架3底部设有万向轮19，可视门9和可视围挡11起到设备运行安全保护作用并可观察机舱单元4运行状态。
37.所述机舱单元4还包括与所述定位盘28连接的手旋定位机构40和设在所述定位盘28上的测速传感器41。
38.所述电气控制总装2还包括带有抽屉的矮柜86和设在所述矮柜86上的网孔板88，所述电器控制装置120可拆卸地设在所述网孔板88上。
39.所述电气控制箱89柜门带有透明可视窗，柜门上安装有触摸屏、急停按钮、启动按钮、停止按钮、相序指示灯。所述电气控制箱89内部安装有电源开关、熔断器、开关电源、交流接触器、相序保护器、热保护继电器、plc、第一滤波器、第二滤波器、中间继电器、接线端子。所述电气控制箱89右侧带有通断开关和电源进线插座。所述触摸屏94用于发电数据监控、设备操作与控制等功能。所述第一滤波器、第二滤波器分别放置于第一变频器106和第二变频器107出线后端，减小系统干扰。所述相序保护器用于保护设备安全启动，热保护继电器用于液压站电机油泵运行保护。
40.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。