风电机组构造与设计实验指导书
风电机组构造与设计实验指导书
实验说明风电机组构造与设计课程实验通过模拟风电机组的变桨执行机构及变浆的控制过程的变桨系统试验平台，让学生能够通过通信进行PLC和伺服驱动数据交换，并以此为基础实现开桨和关的动作，学生可以通过PLC编写变桨的PID位置控制算法并观察实际效果。实验内容和目的如下：（1）通过操作台上的按钮及旋钮操作实现对变桨电机的控制，实现开奖、关等控制过程（2学时）；（2）通过操作台上的安全链模拟控制旋钮，实现变桨系统的安全链闭合和断开过程（2学时）；（3）通过旋钮改变变驱动电机的转速，了解变桨系统中桨叶旋转速度和电机驱动速度的关系（4学时）；（4）通过实现对磁粉制动器进行载荷转矩的调节，观察电机驱动力矩的变化过程，了解其中的关系（4学时)；（5）可通过给定桨叶旋转位置，观察PID调节的曲线，同时可更改Kp和Ki的参数，了解PID控制的方式和调节方法（2学时）
实验说明 风电机组构造与设计课程实验通过模拟风电机组的变桨执行机构及变桨的 控制过程的变桨系统试验平台，让学生能够通过通信进行 PLC 和伺服驱动数据 交换，并以此为基础实现开桨和关桨的动作，学生可以通过 PLC 编写变桨的 PID 位置控制算法并观察实际效果。 实验内容和目的如下： （1）通过操作台上的按钮及旋钮操作实现对变桨电机的控制，实现开桨、关桨 等控制过程（2 学时）； （2）通过操作台上的安全链模拟控制旋钮，实现变桨系统的安全链闭合和断开 过程（2 学时）； （3）通过旋钮改变变桨驱动电机的转速，了解变桨系统中桨叶旋转速度和电机 驱动速度的关系（4 学时）； （4）通过实现对磁粉制动器进行载荷转矩的调节，观察电机驱动力矩的变化过 程，了解其中的关系（4 学时）； （5）可通过给定桨叶旋转位置，观察 PID 调节的曲线，同时可更改 Kp 和 Ki 的 参数，了解 PID 控制的方式和调节方法（2 学时）
第一章实验操作及安全注意事项1.1操作注意事项1）上电步骤1.正常上电后，可以观察PLC与驱动器正常启动，并且全部指示灯变成绿灯，此时PLC与驱动器之间建立正常通信。2.观察驱动红灯是否正常，观察驱动器面板是否有显示值，当驱动无显示值时，应检查驱动器电源是否已经上电，但驱动器面板出现数值时，驱动器正常。3.闭合安全链，屏幕上安全链闭合显示灯亮起，电网供电显示灯亮起。4.急停按钮用于紧急状况下快速停止驱动器输出，确保急停按钮没有按下，然后按下故障复位按钮，安全链复位按钮，安全链指示灯亮起，此时驱动器自动启动，桨叶旋至90°位置。5.按下启动按钮，运行指示灯亮起。6.此时上电步骤已经完成。步骤完成之后，电源供电LED、驱动器面板出现数值、运行LED灯亮，屏幕上安全链闭合指示，电网供电指示均亮起，在实验五中设置Kp和Ki值分别为1和10。2）手动变奖模式实验操作1.确认桨叶停转情况下，将变桨模式选择开关旋至手动状态。2.通过面板上公共旋钮区，给定奖叶变奖位置和电机速度。系统自动判断此时的桨叶旋转位置是关桨还是开桨状态。3.在系统判断为开状态下，按下关桨按钮，变奖驱动电机不会启动；同理，关奖状态下，开按钮同样不起作用。4.按照正确的开桨或关状态，按下开桨或关桨绿色按钮，驱动器自动启动，旋至目标位置。5.当桨叶位置达到所给定的位置值（系统误差≤1°）时，驱动电机自动停止运行
第一章 实验操作及安全注意事项 1.1 操作注意事项 1) 上电步骤 1. 正常上电后，可以观察 PLC 与驱动器正常启动，并且全部指示灯变成绿 灯，此时 PLC 与驱动器之间建立正常通信。 2. 观察驱动红灯是否正常，观察驱动器面板是否有显示值，当驱动无显示 值时，应检查驱动器电源是否已经上电，但驱动器面板出现数值时，驱 动器正常。 3. 闭合安全链，屏幕上安全链闭合显示灯亮起，电网供电显示灯亮起。 4. 急停按钮用于紧急状况下快速停止驱动器输出，确保急停按钮没有按下， 然后按下故障复位按钮，安全链复位按钮，安全链指示灯亮起，此时驱 动器自动启动，桨叶旋至 90°位置。 5. 按下启动按钮，运行指示灯亮起。 6. 此时上电步骤已经完成。步骤完成之后，电源供电 LED、驱动器面板出 现数值、运行 LED 灯亮，屏幕上安全链闭合指示，电网供电指示均亮起， 在实验五中设置 Kp 和 Ki 值分别为 1 和 10。 2）手动变桨模式实验操作 1. 确认桨叶停转情况下，将变桨模式选择开关旋至手动状态。 2. 通过面板上公共旋钮区，给定桨叶变桨位置和电机速度。系统自动判断 此时的桨叶旋转位置是关桨还是开桨状态。 3. 在系统判断为开桨状态下，按下关桨按钮，变桨驱动电机不会启动；同 理，关桨状态下，开桨按钮同样不起作用。 4. 按照正确的开桨或关桨状态，按下开桨或关桨绿色按钮，驱动器自动启 动,旋至目标位置。 5. 当桨叶位置达到所给定的位置值（系统误差≤1°）时，驱动电机自动停 止运行
3）自动变桨模式实验操作1.确认桨叶停转情况下，将变奖模式选择开关至自动状态。2.调节实验五中的Kp和Ki值，设定风速。3.根据风速，驱动器自动启动并旋至相应角度4）急停模式实验操作1.在手动或自动变奖模式下，控制变奖开桨或者关奖，同时拍下急停按钮，驱动器停止使能，保证操作人员的安全。5）安全链模拟模式实验操作1.首先将HMI界面转换到实验二“安全链模拟实验”。2.旋转手动或自动变奖模式，调节相关变量使变奖电机运行，奖叶以开奖或关桨状态旋转。安全链模拟停机模式操作：a）旋转安全链旋钮至“开”的状态，此时变桨系统会自动停机，之后会以5s的奖叶旋转速度收至90位置，之后再停机：b）此实验为模拟电池供电情况下，变桨紧急收桨停机模式。当安全链旋钮在断开状态时，屏幕上的安全链闭合指示灯熄灭，同时将电源切换至电池供电模式，此时供电指示灯熄灭显示为电池供电状态。c）当需要恢复安全链时，需要在实验二的界面下，将安全链旋钮旋至“关”的状态，将供电模式旋钮旋至“电网”的状态，同时按下安全链复位按钮，此时安全链闭合指示灯亮起1.2安全注意事项1.力矩加载时一定要匀速进行，从零开始调，不要用力过猛，否则烧坏磁粉力矩激磁线圈2.不要轻易打开变频器控制柜，在老师指导下打开操作台柜门，柜内为400VAC带电设备，注意人生安全3.励磁电源不要和直流稳压电源混淆，以免损坏设备。4：设备中若有保险丝烧坏，可用同规格保险丝换上，不可过大或过小。5.挂箱搬动要轻拿轻放，因为里面有些电路板是插板式，以免松动
3） 自动变桨模式实验操作 1. 确认桨叶停转情况下，将变桨模式选择开关至自动状态。 2. 调节实验五中的 Kp 和 Ki 值，设定风速。 3. 根据风速，驱动器自动启动并旋至相应角度 4） 急停模式实验操作 1. 在手动或自动变桨模式下，控制变桨开桨或者关桨，同时拍下急停按钮， 驱动器停止使能，保证操作人员的安全。 5） 安全链模拟模式实验操作 1. 首先将 HMI 界面转换到实验二“安全链模拟实验”。 2. 旋转手动或自动变桨模式，调节相关变量使变桨电机运行，桨叶以开桨 或关桨状态旋转。 安全链模拟停机模式操作： a) 旋转安全链旋钮至“开”的状态，此时变桨系统会自动停机，之后 会以 5°/s 的桨叶旋转速度收桨至 90°位置，之后再停机； b) 此实验为模拟电池供电情况下，变桨紧急收桨停机模式。当安全链 旋钮在断开状态时，屏幕上的安全链闭合指示灯熄灭，同时将电源 切换至电池供电模式，此时供电指示灯熄灭显示为电池供电状态。 c) 当需要恢复安全链时，需要在实验二的界面下，将安全链旋钮旋至 “关”的状态，将供电模式旋钮旋至“电网”的状态，同时按下安全 链复位按钮，此时安全链闭合指示灯亮起。 1.2 安全注意事项 1．力矩加载时一定要匀速进行，从零开始调，不要用力过猛，否则烧坏磁粉力 矩激磁线圈 2．不要轻易打开变频器控制柜，在老师指导下打开操作台柜门，柜内为 400VAC 带电设备，注意人生安全 3．励磁电源不要和直流稳压电源混淆，以免损坏设备。 4．设备中若有保险丝烧坏，可用同规格保险丝换上，不可过大或过小。 5．挂箱搬动要轻拿轻放，因为里面有些电路板是插板式，以免松动
6.烙铁不要放在实验桌及主控屏上，以免烧坏实验桌和主控屏，还有导线、仪表
6．烙铁不要放在实验桌及主控屏上，以免烧坏实验桌和主控屏，还有导线、仪 表