专利名称：一种风力发电控制系统仿真实验台的制作方法
技术领域：
本实用新型应用在风力发电领域，尤其是一种风力发电控制系统仿真 实验台。
背景技术：
风力发电机中的风力发电控制系统是风力发电的核心部分，目前风力 发电控制系统的设计，采用的是软件与硬件分别单独模拟控制系统功能，这样势必导致软 件与硬件设计存在相脱离问题，影响对风力发电控制系统的设计及研究工作；而风力发电 控制系统与机械部分的结合也需要不断的进行试验和研究，而以往直接在风力发电机上实 验，势必会带来很多麻烦，且需要消耗较大的人力和物力。
发明内容发明目的本实用新型提供一种对风力发系统进行模拟仿真的实验台，其目的是 解决以往利用真机进行的风力发电机的研发实验中，过程繁琐和耗费较大的人力及物力的 问题。技术方案本实用新型是通过以下技术方案实现的一种风力发电控制系统仿真实验台，其特征在于所述仿真实验台包括模拟风轮 系统、传动系统、发电机、控制系统和支撑机构；所述风轮系统包括轮毂和设置在轮毂上的 桨叶；传动系统包括主轴及齿轮箱；控制系统包括变桨机构、偏航机构及主控制器；支撑机 构包括机舱底盘和塔筒；轮毂通过主轴连接至齿轮箱，齿轮箱连接至发电机；主控制器连 接至变桨机构和偏航机构；所述风轮系统、传动系统和发电机均设置在机舱底盘上，机舱底 盘通过偏航机构设置在塔筒上。所述主轴被主轴承支撑在机舱底盘上；所述齿轮箱通过刹车器和联轴器连接至发 电机。在所述机舱底盘的后部设置有风速风向仪。优点及效果本实用新型提供一种风力发电控制系统仿真实验台，能真实的反映 出风力发电控制系统的全部功能；所述仿真实验台包括模拟风轮系统、传动系统、发电机、 控制系统和支撑机构；所述风轮系统包括轮毂和设置在轮毂上的桨叶；传动系统包括主轴 及齿轮箱；控制系统包括变桨机构和偏航机构；支撑机构包括机舱底盘和塔筒；轮毂通过 主轴连接至齿轮箱，齿轮箱连接至发电机；所述风轮系统、传动系统和发电机均设置在机舱 底盘上，机舱底盘通过偏航机构设置在塔筒上。其工作原理是偏航机构部分的传动驱动由电动机加齿轮箱控制，与真实的风机 所用的偏航机构一致，机舱底盘上安装发电机、齿轮箱以及相对应的电气驱动装置，主控制 器安装在机舱底盘上，同时还在模拟机舱上方安装可调整风速和风向的风速风向仪，模拟 真实的现场风况，实现风机真实和全功能的实验。其实验功能包括，风力发电机偏航控制实验；风力发电机电缆缠绕实验；风机扭 缆引发的风机偏航解缆控制实验；风机偏航故障引发安全链动作实验；风机扭缆故障引发 安全链动作实验；机舱振动超限故障引发安全链动作实验；齿轮箱、发电机超速故障引发 安全链动作实验；风机其它故障引发安全链动作实验；风机自检和启动动作实验；风机正常停机和紧急停机动作实验；其它可以模拟的I/O控制实验；系统控制编程实验；网络功能 远程控制实验；该实用新型结构合理，模拟性强，实验数据真实可靠，可以大大节省人力物 力，对于风力发电控制系统的设计及研究工作具有很好的效果。
图1为本实用新型的整体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步的说明如图1所示，本实用新型提供一种风力发电控制系统仿真实验台，所述仿真实验 台包括模拟风轮系统、传动系统、发电机9、控制系统和支撑机构；所述模拟风轮系统包括 轮毂3和设置在轮毂3上的桨叶2 ；传动系统包括主轴5及齿轮箱6 ；控制系统包括变桨机 构1、偏航机构及主控制器，主控制器连接至变桨机构1和偏航机构，用来控制变桨机构1和 偏航机构的动作；支撑机构包括机舱底盘11和塔筒15 ；轮毂3通过主轴5连接至齿轮箱6 的输入端，齿轮箱6的输出端连接至发电机9 ；齿轮箱6通过刹车器和联轴器连接至发电机 9 ；所述风轮系统、传动系统和发电机9均设置在机舱底盘11上，机舱底盘11通过偏航机构 设置在塔筒15上。所述主轴5被主轴承4支撑在机舱底盘11上；在所述机舱底盘11的后部设置有 可调整风速和风向的风速风向仪10。所述偏航系统包括偏航间13、偏航电机和偏航轴承， 其结构同真实的风机一致；装于偏航系统之上的部分通过偏航驱动绕塔架旋转，来模拟真 实风机的旋转动作。轮毂1中安装变桨机构1 ；变桨机构1用来调整桨叶2之间的角度；该实用新型在使用的时候，桨叶2模拟真实风力发电机的叶片的旋转，该桨叶2通 过齿轮箱6带动发电机9发电，利用本实用新型的实验台来模拟真实的风力发电机的运行 过程，在这个实验过程中来采集各项数据；以便进行风力发电机的研发和改进。主控制器采用可编程控制系统；本实用新型的实验台可以实现风力发电机偏航控 制实验；风力发电机电缆缠绕实验；风机扭缆引发的风机偏航解缆控制实验；风机偏航故 障引发安全链动作实验；风机扭缆故障引发安全链动作实验；机舱振动超限故障引发安全 链动作实验；齿轮箱、发电机超速故障引发安全链动作实验；风机其它故障引发安全链动 作实验；风机自检和启动动作实验；风机正常停机和紧急停机动作实验；其它可以模拟的 I/O控制实验；系统控制编程实验；网络功能远程控制实验。该实用新型结构合理，模拟性强，实验数据真实可靠，可以大大节省人力物力，对 于风力发电控制系统的设计及研究工作具有很好的效果。
权利要求一种风力发电控制系统仿真实验台，其特征在于所述仿真实验台包括模拟风轮系统、传动系统、发电机(9)、控制系统和支撑机构；所述风轮系统包括轮毂(3)和设置在轮毂(3)上的桨叶(2)；传动系统包括主轴(5)及齿轮箱(6)；控制系统包括变桨机构(1)、偏航机构及主控制器；支撑机构包括机舱底盘(11)和塔筒(15)；轮毂(3)通过主轴(5)连接至齿轮箱(6)，齿轮箱(6)连接至发电机(9)；主控制器连接至变桨机构(1)和偏航机构；所述风轮系统、传动系统和发电机(9)均设置在机舱底盘(11)上，机舱底盘(11)通过偏航机构设置在塔筒(15)上。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电控制系统仿真实验台，其特征在于所述主轴 (5)被主轴承(4)支撑在机舱底盘(11)上；所述齿轮箱(6)通过刹车器和联轴器连接至发 电机(9)。
3.根据权利要求1所述的一种风力发电控制系统仿真实验台，其特征在于在所述机 舱底盘(11)的后部设置有风速风向仪(10)。
专利摘要本实用新型提供一种风力发电控制系统仿真实验台，所述仿真实验台包括模拟风轮系统、传动系统、发电机、控制系统和支撑机构；所述风轮系统包括轮毂和设置在轮毂上的桨叶；传动系统包括主轴及齿轮箱；控制系统包括变桨机构、偏航机构及主控制器；支撑机构包括机舱底盘和塔筒；轮毂通过主轴连接至齿轮箱，齿轮箱连接至发电机；主控制器连接至变桨机构和偏航机构；所述风轮系统、传动系统和发电机均设置在机舱底盘上，机舱底盘通过偏航机构设置在塔筒上。该实用新型结构合理，模拟性强，实验数据真实可靠，可以大大节省人力物力，对于风力发电控制系统的设计及研究工作具有很好的效果。
文档编号G01M99/00GK201653716SQ20092024819
公开日2010年11月24日 申请日期2009年11月17日 优先权日2009年11月17日
发明者刘颖明, 李科, 王晓东, 王超, 谢洪放 申请人:沈阳华人风电科技有限公司