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詳細(xì)介紹
JD-SPV10太陽(yáng)能機(jī)電綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)
一、系統(tǒng)組成
光伏供電裝置、光伏供電系統(tǒng)、逆變與負(fù)載系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)四個(gè)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(dú)立的功能，應(yīng)用靈活，即可組合應(yīng)用，也可獨(dú)立工作運(yùn)行。
二、技術(shù)參數(shù)
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(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、擺桿、擺桿減速箱、擺桿支架、單相交流電動(dòng)機(jī)、電容器、直流電動(dòng)機(jī)、接近開(kāi)關(guān)、微動(dòng)開(kāi)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(shí)訓(xùn)柜1000×800×2000mm；
2.電池組件
Ø 功率：20W、誤差：±5%、
Ø 輸出電壓：17.2V、
Ø 輸出電流：1.17A、
Ø 開(kāi)路電壓：21.4V、
Ø 短路電流：1.27A、
Ø 工作環(huán)境溫度：45℃±2℃、
Ø 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(mén)子S7-200PLC、繼電器組、接線排、蓄電池組、可調(diào)電阻、斷路器、12V開(kāi)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(dòng)控制盒自動(dòng)控制兩個(gè)狀態(tài)，可以進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)運(yùn)行光伏電池組件雙軸跟蹤、燈狀態(tài)、燈運(yùn)動(dòng)操作。
3） DSP控制單元和接口單元
蓄電池的充電過(guò)程及充電保護(hù)由DSP控制單元、接口單元及程序完成，蓄電池的放電保護(hù)由DSP控制單元、接口單元及繼電器完成，當(dāng)蓄電池放電電壓低于規(guī)定值，DSP控制單元輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器工作，繼電器常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，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(hù)斷路器，AC220V 和DC24V狀態(tài)指示燈、電源插座；
4、逆變與負(fù)載系統(tǒng)
（1） 逆變與負(fù)載系統(tǒng)的組成
逆變與負(fù)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(cè)模塊、變頻器、三相交流電機(jī)、發(fā)光管舞臺(tái)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(kāi)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(fù)載系統(tǒng)主電路
逆變與負(fù)載系統(tǒng)主要由逆變器、交流調(diào)速系統(tǒng)、逆變器測(cè)試模塊、發(fā)光管舞臺(tái)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(tái)燈光模塊使用。逆變器測(cè)試模塊用于檢測(cè)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(guò)程不盡相同。本實(shí)訓(xùn)裝置使用的逆變器由DC-DC升壓PWM控制芯片單元、驅(qū)動(dòng)+升壓功率MOS管單元、升壓變壓器、SPWM芯片單元、高壓驅(qū)動(dòng)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(fù)載系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)
Ø 逆變器輸入電壓：DC12V、
Ø 輸入電壓范圍：DC9.5V-15.5V、
Ø 輸出電壓：AC220V±5%
Ø 額定輸出電流：1.4A
Ø 輸出頻率：50Hz±0.5Hz
Ø 額定功率：300VA
Ø 輸出波形：正弦波
Ø 波形失真：＜5%
Ø 轉(zhuǎn)換效率：＞85%
Ø 實(shí)驗(yàn)?zāi)K：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(jī)、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、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(jìn)行通信。
2） 界面
Ø 監(jiān)控系統(tǒng)具有主界面，光伏供電系統(tǒng)界面，風(fēng)力供電系統(tǒng)界面，逆變與負(fù)載系統(tǒng)界面，風(fēng)光互補(bǔ)能量轉(zhuǎn)換界面，分別顯示各自的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。
Ø 光伏供電系統(tǒng)界面設(shè)置相應(yīng)的按鈕，實(shí)現(xiàn)光伏電池方陣自動(dòng)跟蹤。
Ø 風(fēng)力供電系統(tǒng)界面設(shè)置相應(yīng)的按鈕，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)側(cè)風(fēng)偏航控制。
Ø 具有光伏發(fā)電采集報(bào)表和風(fēng)力發(fā)電集報(bào)表，記錄光伏輸出電壓、電流，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電壓、電流；逆變與負(fù)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(bào)表。
三、 主要實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容
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的光伏電池組件功率跟蹤程序設(shè)計(jì)；
4)、 蓄電池容量匹配計(jì)算與選型；
5)、 蓄電池充放電參數(shù)設(shè)置、保護(hù)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(cè)、調(diào)試和分析。
10)、 并網(wǎng)發(fā)電實(shí)驗(yàn)
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