本實(shí)用新型涉及風(fēng)電領(lǐng)域，特別涉及一種偏航硬仿真微型實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。

背景技術(shù)：

隨著世界能源緊缺、環(huán)境污染等問題的到來，當(dāng)前很多人都開始將目光投入到新能源-風(fēng)力發(fā)電。近年來高校學(xué)風(fēng)電專業(yè)的學(xué)生逐年上升，出現(xiàn)了一系列的教學(xué)資源缺乏、工位緊張的問題，針對(duì)這一問題，許多教學(xué)儀器和科研機(jī)構(gòu)逐步研發(fā)出來了種類較多的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的縮比系統(tǒng)和雙饋軟仿真系統(tǒng)，這些系統(tǒng)一定時(shí)期內(nèi)為解決高校的風(fēng)電專業(yè)教學(xué)資源不足發(fā)揮了重要作用。但是由于縮比系統(tǒng)價(jià)格昂貴、體積巨大，需要較大的實(shí)訓(xùn)空間，從而限制了學(xué)校購買該類設(shè)備的能力，導(dǎo)致工位的擴(kuò)充受到了嚴(yán)重制約，無法實(shí)現(xiàn)人人動(dòng)手的目的；雙饋軟仿真系統(tǒng)雖然能解決工位擴(kuò)充、價(jià)格昂貴的問題，但也因?yàn)閷儆诩冘浖抡?，只能看到風(fēng)向跟蹤、自動(dòng)解纜的工作過程，無法進(jìn)行相應(yīng)的編程、控制等實(shí)訓(xùn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種成本低、適用范圍廣、功能齊全的偏航硬仿真微型實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。

本實(shí)用新型解決上述問題的技術(shù)方案是：一種偏航硬仿真微型實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，包括控制器、偏航驅(qū)動(dòng)電路、偏航電機(jī)、偏航軸承、模擬機(jī)艙平臺(tái)、底座、模擬塔筒、風(fēng)向傳感器和扭纜傳感器，所述底座固定在地面上，模擬塔筒下端與底座焊接，模擬塔筒上端固設(shè)有第一齒輪，模擬機(jī)艙平臺(tái)位于第一齒輪上方，所述偏航軸承內(nèi)圈焊接在模擬機(jī)艙平臺(tái)上，偏航軸承外圈與第一齒輪內(nèi)圈進(jìn)行嵌套固緊，所述偏航電機(jī)安裝在模擬機(jī)艙平臺(tái)上，偏航電機(jī)輸出軸上的第二齒輪與第一齒輪外圈嚙合，所述扭纜傳感器安裝在機(jī)艙平臺(tái)上，并通過第三齒輪與第一齒輪外圈嚙合，所述風(fēng)向傳感器安裝在模擬機(jī)艙平臺(tái)的支撐架上，所述風(fēng)向傳感器、扭纜傳感器的信號(hào)輸出端與控制器電連接，控制器、偏航驅(qū)動(dòng)電路、偏航電機(jī)依次串接。

上述偏航硬仿真微型實(shí)訓(xùn)平臺(tái)中，所述偏航驅(qū)動(dòng)電路包括第一熱繼電器、第二熱繼電器、第三熱繼電器、左限位開關(guān)、右限位開關(guān)、第一繼電器、第二繼電器、第三繼電器和第四繼電器，所述第一熱繼電器的一端接火線，第一熱繼電器的另一端依次經(jīng)第二熱繼電器、第三熱繼電器、左限位開關(guān)、第一繼電器的常開觸點(diǎn)、第四繼電器的常閉觸點(diǎn)、第三繼電器的線圈后與零線相連，所述右限位開關(guān)的一端接在第三熱繼電器與左限位開關(guān)之間，右限位開關(guān)的另一端依次經(jīng)第二繼電器的常開觸點(diǎn)、第三繼電器的常閉觸點(diǎn)、第四繼電器的線圈后與零線相連，第一繼電器、第二繼電器的線圈分別與控制器相連，第三繼電器的常開觸點(diǎn)串接在火線與偏航電機(jī)之間，第四繼電器的常開觸點(diǎn)并接在第三繼電器的常開觸點(diǎn)兩端。

上述偏航硬仿真微型實(shí)訓(xùn)平臺(tái)中，所述第三熱繼電器與左限位開關(guān)、右限位開關(guān)之間還設(shè)有急停開關(guān)。

上述偏航硬仿真微型實(shí)訓(xùn)平臺(tái)中，所述扭纜傳感器與偏航電機(jī)成180°對(duì)角安裝。

上述偏航硬仿真微型實(shí)訓(xùn)平臺(tái)中，所述偏航軸承是由深溝球軸承和齒輪焊接組合構(gòu)成外齒軸承。

上述偏航硬仿真微型實(shí)訓(xùn)平臺(tái)中，所述控制器采用S7-300PLC。

上述偏航硬仿真微型實(shí)訓(xùn)平臺(tái)中，所述偏航電機(jī)采用5IK40RGN-C。

上述偏航硬仿真微型實(shí)訓(xùn)平臺(tái)中，所述第二齒輪與第一齒輪、第三齒輪與第一齒輪的齒隙為3-5mm。

本實(shí)用新型的有益效果在于：本實(shí)用新型的風(fēng)向傳感器向PLC傳輸實(shí)時(shí)風(fēng)向數(shù)據(jù)，PLC發(fā)現(xiàn)測(cè)量的角度值與預(yù)設(shè)角度值有偏差，便會(huì)將偏航信號(hào)通過輸出I/O口傳送給偏航電機(jī)，控制偏航電機(jī)動(dòng)作；偏航的同時(shí)扭纜傳感器也會(huì)隨著機(jī)艙開始計(jì)數(shù)，PLC同時(shí)開始檢測(cè)偏航扭纜情況，當(dāng)機(jī)艙朝一個(gè)方向偏航圈數(shù)達(dá)到兩圈后，偏航扭纜計(jì)數(shù)器觸發(fā)PLC解纜， PLC控制偏航電機(jī)反轉(zhuǎn)解纜。整個(gè)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)能夠?yàn)榻虒W(xué)和培訓(xùn)提供偏航系統(tǒng)風(fēng)向跟蹤和解纜原理認(rèn)識(shí)、偏航系統(tǒng)安裝、偏航系統(tǒng)調(diào)試、偏航系統(tǒng)控制等項(xiàng)目，且具有系統(tǒng)價(jià)格低廉，占用實(shí)訓(xùn)室空間小等特點(diǎn)，便于工位的擴(kuò)展。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的電路連接框圖。

圖3為本實(shí)用新型控制器的電路圖。

圖4為本實(shí)用新型偏航電機(jī)的主電路控制圖。

圖5為本實(shí)用新型偏航驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。

如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型包括控制器、偏航驅(qū)動(dòng)電路、偏航電機(jī)1、偏航軸承2、模擬機(jī)艙平臺(tái)3、底座4、模擬塔筒5、風(fēng)向傳感器6和扭纜傳感器7，所述底座4固定在地面上，模擬塔筒5下端與底座4焊接，模擬塔筒5上端固設(shè)有第一齒輪8，模擬機(jī)艙平臺(tái)3位于第一齒輪8上方，所述偏航軸承2是由深溝球軸承和齒輪焊接組合構(gòu)成外齒軸承，偏航軸承2內(nèi)圈焊接在模擬機(jī)艙平臺(tái)3上，偏航軸承2外圈與第一齒輪8內(nèi)圈進(jìn)行嵌套固緊，所述偏航電機(jī)1采用5IK40RGN-C，其主要參數(shù)有：電壓220V、功率40W、頻率50HZ、轉(zhuǎn)速90-1350rpm、電流0.3A，為了使偏航速度可控性高，還配置了減速驅(qū)動(dòng)器和10齒的第二齒輪9，偏航電機(jī)1安裝在模擬機(jī)艙平臺(tái)3上，偏航電機(jī)1輸出軸上的第二齒輪9與第一齒輪8外圈嚙合，第二齒輪9與第一齒輪8的齒隙為3-5mm，所述扭纜傳感器7內(nèi)置1個(gè)偏航圈數(shù)計(jì)數(shù)電位器和2個(gè)偏航限位保護(hù)開關(guān)，扭纜傳感器7安裝在機(jī)艙平臺(tái)上且與偏航電機(jī)1成180°對(duì)角安裝，并通過第三齒輪10與第一齒輪8外圈嚙合，第三齒輪10與第一齒輪8的齒隙為3-5mm，所述風(fēng)向傳感器6采用FY-FX電壓0-5V輸出型傳感器，風(fēng)向傳感器6安裝在模擬機(jī)艙平臺(tái)3的支撐架11上，所述風(fēng)向傳感器6、扭纜傳感器7的信號(hào)輸出端與控制器電連接，控制器采用S7-300PLC，控制器、偏航驅(qū)動(dòng)電路、偏航電機(jī)1依次串接。

所述偏航驅(qū)動(dòng)電路包括第一熱繼電器KH1、第二熱繼電器KH2、第三熱繼電器KH3、急停開關(guān)SB1、左限位開關(guān)SB2、右限位開關(guān)SB3、第一繼電器KM1、第二繼電器KM2、第三繼電器KM3和第四繼電器KM4，所述第一熱繼電器KH1的一端接火線，第一熱繼電器KH1的另一端依次經(jīng)第二熱繼電器KH2、第三熱繼電器KH3、急停開關(guān)SB1、左限位開關(guān)SB2、第一繼電器KM1的常開觸點(diǎn)、第四繼電器KM4的常閉觸點(diǎn)、第三繼電器KM3的線圈后與零線相連，所述右限位開關(guān)SB3的一端接在急停開關(guān)SB1與左限位開關(guān)SB2之間，右限位開關(guān)SB3的另一端依次經(jīng)第二繼電器KM2的常開觸點(diǎn)、第三繼電器KM3的常閉觸點(diǎn)、第四繼電器KM4的線圈后與零線相連，第一繼電器KM1、第二繼電器KM2的線圈分別與控制器相連，第三繼電器KM3的常開觸點(diǎn)串接在火線與偏航電機(jī)之間，第四繼電器KM4的常開觸點(diǎn)并接在第三繼電器KM3的常開觸點(diǎn)兩端。電流正常時(shí)，KH1、KH2、KH3均閉合，若PLC控制KM1閉合，則圖4中KM1的常開觸點(diǎn)閉合，左側(cè)支路接通，KM3的線圈得電，KM3的常閉觸點(diǎn)斷開，右側(cè)支路斷開，KM3的常開觸點(diǎn)閉合，圖5中偏航電機(jī)得電，進(jìn)行左偏航；若PLC控制KM2閉合，則圖4中KM2的常開觸點(diǎn)閉合，右側(cè)支路接通， KM4的線圈得電，KM4的常閉觸點(diǎn)斷開，左側(cè)支路斷開，KM4的常開觸點(diǎn)閉合，圖5中偏航電機(jī)得電，進(jìn)行右偏航。

本實(shí)用新型的工作原理如下：風(fēng)向傳感器6向PLC傳輸實(shí)時(shí)風(fēng)向數(shù)據(jù)，PLC對(duì)風(fēng)向數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，當(dāng)發(fā)現(xiàn)測(cè)量的角度值與預(yù)設(shè)角度值有偏差，便會(huì)將偏航信號(hào)通過輸出I/O口傳送給偏航電機(jī)1，控制偏航電機(jī)1動(dòng)作；偏航的同時(shí)扭纜傳感器7也會(huì)隨著機(jī)艙開始計(jì)數(shù)，PLC同時(shí)開始檢測(cè)偏航扭纜情況，當(dāng)機(jī)艙朝一個(gè)方向偏航圈數(shù)達(dá)到兩圈后，偏航扭纜計(jì)數(shù)器觸發(fā)PLC解纜， PLC控制偏航電機(jī)1反轉(zhuǎn)解纜。

本實(shí)用新型可以開設(shè)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目包括：偏航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)；偏航系統(tǒng)原理認(rèn)識(shí)；偏航電機(jī)安裝與齒隙調(diào)節(jié)；扭纜安裝與齒隙調(diào)節(jié)；風(fēng)向傳感器的安裝與檢測(cè)；PLC讀取風(fēng)向標(biāo)數(shù)據(jù)；扭纜的整定；PLC讀取扭纜數(shù)據(jù)（計(jì)數(shù)器和限位開關(guān)）；風(fēng)向跟蹤與解纜綜合控制實(shí)訓(xùn)。