本發(fā)明涉及節(jié)能環(huán)保技術領域，具體說是一種直驅風力發(fā)電機組實驗臺。

背景技術：

目前市場上現(xiàn)有產品分為兩大類，其中大型設備體積比較大，占地面積多，不可以移動，無法實現(xiàn)拆裝培訓，無法完成相關實驗內容。而小型設備無法實現(xiàn)變槳控制，使用鼓風機模擬風源，占地比較大，無法全段模擬真實風速，破壞實驗是效果，無法實現(xiàn)拆裝培訓，無法完成相關實驗內容。局限性都是不能完成全部實驗。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提出一種直驅風力發(fā)電機組實驗臺。

本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

一種直驅風力發(fā)電機組實驗臺，包括風力發(fā)電機組，電氣柜控制系統(tǒng)和編程系統(tǒng)，所述編程系統(tǒng)為計算機編程設備，將程序傳遞至電氣柜控制系統(tǒng)指導控制風力發(fā)電機組實現(xiàn)各實驗的操作；

一、風力發(fā)電機組

所述風力發(fā)電機組包括風輪系統(tǒng)、機艙系統(tǒng)和塔筒系統(tǒng)，其中風輪系統(tǒng)包括葉片、導流罩、輪轂、變槳軸承和變槳電機，風輪系統(tǒng)與機艙系統(tǒng)通過發(fā)電機連接，機艙系統(tǒng)包括機艙底盤支架、機艙罩、風速風向儀、偏航電機、電器柜55和液壓站，機艙系統(tǒng)通過底部的大齒輪與塔筒系統(tǒng)相連接；塔筒系統(tǒng)包括可移動底座、一階塔筒、二階塔筒和三階塔筒；

所述風輪系統(tǒng)的輪轂為以三等面結構和一支撐面及前端面構成不規(guī)則且中間鏤空的圓型體；輪轂的支撐面上設有帶有托盤平臺工裝；輪轂的三等面結構內均設置有版口，在每個版口上設置有與內壁通過小型齒輪與內齒盤相對接且倒置的變槳電機；輪轂外套設與透明可視的導流罩；所述葉片通過變槳軸承上的外齒盤固定在輪轂的三等面結構上，變槳軸承上的內齒盤與編碼器通過編碼器支架相連接，輪轂的限位支架u型槽體中安裝有光電開關；

所述機艙系統(tǒng)通過其上設有的小型旋轉步進電機與發(fā)電機上的大齒輪相嚙合，小型旋轉步進電機安裝在機艙底盤支架的內壁上，機艙底盤支架上端裝有兩個偏航電機和液壓站，機艙底盤支架下端通過小齒輪與偏航外大齒輪相嚙合，機艙底盤支架外齒合有偏航軸承，偏航軸承底部設有偏航剎車盤，第二光電開關固定于機艙底盤支架下端的偏航計數(shù)器支架u槽上，機艙底盤支架相對于小型旋轉步進電機相對應的另一側外壁上連接有電器柜，機艙底盤支架套設在機艙罩中，機艙罩上端設有風速風向儀；

所述塔筒系統(tǒng)從下至上依次為可移動底座、一階塔筒、二階塔筒和三階塔筒；

二、電氣柜

電氣柜控制系統(tǒng)包括觸摸屏、終端采集系統(tǒng) 、端子 、整體采集設備、電網(wǎng)監(jiān)測及變送器系統(tǒng)、二級驅動器和一級驅動器；整體采集設備包括一級采集系統(tǒng)、二級采集系統(tǒng)；

信號通過端子傳遞到整體采集設備直至終端采集系統(tǒng)，終端采集系統(tǒng)將輸入信號分析處理，顯示在人機界面的觸摸屏上，再由人機界面輸送至終端采集系統(tǒng)，終端采集系統(tǒng)將信號分發(fā)至二級驅動器，二級驅動器完成對一級驅動器的控制，一級驅動器處理風輪系統(tǒng)的三個變槳電機及機艙系統(tǒng)的兩個偏航電機。

變槳電機通過滑動旋轉輸出設備依次串聯(lián)多芯航空插頭、電氣柜端子、整體采集設備和終端采集設備相接，其中整體采集設備為并聯(lián)或者串聯(lián)的一級采集系統(tǒng)和二級采集系統(tǒng)；其中變槳電機通過快速接頭連接滑動旋轉輸出設備。

偏航電機與第二光電開關分別通過快速接頭并聯(lián)到多芯航空插頭上再依次串聯(lián)、電氣柜端子、整體采集設備和終端采集設備相接；其中整體采集設備為并聯(lián)或者串聯(lián)的一級采集系統(tǒng)和二級采集系統(tǒng)；其中整體采集設備為并聯(lián)或者串聯(lián)的一級采集系統(tǒng)和二級采集系統(tǒng)。

所述平臺工裝采用可固定或可拆卸的可視材質。

所述變槳電機采用直流電機包裹在電機外型的變槳外殼內。

所述偏航電機采用直流電機裝置在偏航外型裝置內。

終端采集系統(tǒng)包括斷路器，PLC，開關電源，通訊模塊，電網(wǎng)采集系統(tǒng)。

還包括有用于對風力發(fā)電機組進行拆卸、安裝、吊裝和搬運的移動起吊裝置系統(tǒng)。

本發(fā)明的有益效果為：

1多樣變化：本裝置通過操作現(xiàn)有上述系統(tǒng)及裝置，可以多樣化的排列組合成不同的系統(tǒng)裝置。

2 開放性：本裝置具備很強的拆裝性，可將風輪系統(tǒng)7、機艙系統(tǒng)5、發(fā)電機6、塔筒系統(tǒng)拆散至其包含的部件，可將系統(tǒng)全部部件組裝至上述裝置。

3 真實性：本設備采用1:20仿真風力機組機結構，真實還原實際機組的模型結構。

4 編程結構：本系統(tǒng)采用框架結構，在編程環(huán)境底層將功能模塊固化在編程系統(tǒng)中，操作編程時，可以任意調用模塊進行編程。

5 模式：本裝置引導全新的風力發(fā)電機組實訓設備的設計，可實現(xiàn)機組的拆裝及吊裝，極大限度滿足教學要求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的風力發(fā)電機組示意圖；

圖2為本發(fā)明的風輪系統(tǒng)示意圖；

圖3為本發(fā)明的機艙系統(tǒng)示意圖；

圖4為本發(fā)明的電氣柜控制系統(tǒng)外部主視圖；

圖5為本發(fā)明的電氣柜控制系統(tǒng)內部構件示意圖。

圖中：1、可移動底座；2、一階塔筒；3、二階塔筒；4、三階塔筒；5、機艙系統(tǒng)；6、發(fā)電機；7、風輪系統(tǒng)；8、葉片；9移動起吊裝置系統(tǒng)；50、小型旋轉步進電機；51、機艙底盤支架；52、機艙罩；53、風速風向儀；54、偏航電機；55、電器柜；56、液壓站；57、第二光電開關；58、偏航軸承；59、偏航剎車盤；71、導流罩；72、輪轂；721、三等面結構；722、支撐面；723、前端面；73、變槳軸承；74、變槳電機；75、編碼器；76、光電開關；9、移動起吊裝置系統(tǒng)；91、觸摸屏；92、終端采集系統(tǒng)；93、斷路器；94、端子；95、整體采集設備；96、電網(wǎng)監(jiān)測及變送器系統(tǒng)；97、二級驅動器；98、一級驅動器；

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例一

一種直驅風力發(fā)電機組實驗臺，包括風力發(fā)電機組，電氣柜控制系統(tǒng)和編程系統(tǒng)，所述編程系統(tǒng)為計算機編程設備，將程序傳遞至電氣柜控制系統(tǒng)指導控制風力發(fā)電機組實現(xiàn)各實驗的操作；

一、風力發(fā)電機組

所述風力發(fā)電機組包括風輪系統(tǒng)7、機艙系統(tǒng)5和塔筒系統(tǒng)，其中風輪系統(tǒng)7包括葉片8、導流罩71、輪轂72、變槳軸承73和變槳電機74，風輪系統(tǒng)7與機艙系統(tǒng)5通過發(fā)電機6連接，機艙系統(tǒng)5包括機艙底盤支架51、機艙罩52、風速風向儀53、偏航電機54、電器柜55和液壓站56，機艙系統(tǒng)5通過底部的大齒輪與塔筒系統(tǒng)相連接；塔筒系統(tǒng)包括可移動底座1、一階塔筒2、二階塔筒3和三階塔筒4；

所述風輪系統(tǒng)7的輪轂72為以三等面結構721和一支撐面722及前端面723構成不規(guī)則且中間鏤空的圓型體；輪轂的支撐面722上設有帶有托盤平臺工裝；輪轂的三等面結構內均設置有版口，在每個版口上設置有與內壁通過小型齒輪與內齒盤相對接且倒置的變槳電機74；輪轂72外套設與透明可視的導流罩71；所述葉片8通過變槳軸承73上的外齒盤固定在輪轂72的三等面結構721上，變槳軸承73上的內齒盤與編碼器75通過編碼器支架相連接，輪轂的限位支架u型槽體中安裝有光電開關76；

所述機艙系統(tǒng)5通過其上設有的小型旋轉步進電機50與發(fā)電機6上的大齒輪相嚙合，小型旋轉步進電機50安裝在機艙底盤支架51的內壁上，機艙底盤支架51上端裝有兩個偏航電機54和液壓站56，機艙底盤支架51下端通過小齒輪與偏航外大齒輪相嚙合，機艙底盤支架51外齒合有偏航軸承58，偏航軸承58底部設有偏航剎車盤59，第二光電開關57固定于機艙底盤支架51下端的偏航計數(shù)器支架u槽上，機艙底盤支架51相對于小型旋轉步進電機50相對應的另一側外壁上連接有電器柜55，機艙底盤支架51套設在機艙罩52中，機艙罩52上端設有風速風向儀53；

所述塔筒系統(tǒng)從下至上依次為可移動底座1、一階塔筒2、二階塔筒3和三階塔筒4；

二、電氣柜

電氣柜控制系統(tǒng)包括觸摸屏91、終端采集系統(tǒng)92 、端子94 、整體采集設備95、電網(wǎng)監(jiān)測及變送器系統(tǒng)96、二級驅動器97和一級驅動器98；整體采集設備95包括一級采集系統(tǒng)、二級采集系統(tǒng)；

信號通過端子94傳遞到整體采集設備95直至終端采集系統(tǒng)92，終端采集系統(tǒng)將輸入信號分析處理，顯示在人機界面的觸摸屏91上，再由人機界面輸送至終端采集系統(tǒng)92，終端采集系統(tǒng)92將信號分發(fā)至二級驅動器97，二級驅動器97完成對一級驅動器98的控制，一級驅動器98處理風輪系統(tǒng)7的三個變槳電機74及機艙系統(tǒng)5的兩個偏航電機54。

2.按權利要求1所述直驅實驗臺，其特征在于：變槳電機74通過滑動旋轉輸出設備依次串聯(lián)多芯航空插頭、電氣柜端子94、整體采集設備95和終端采集設備92相接，其中整體采集設備95為并聯(lián)或者串聯(lián)的一級采集系統(tǒng)和二級采集系統(tǒng)；其中變槳電機74通過快速接頭連接滑動旋轉輸出設備。

偏航電機54與第二光電開關57分別通過快速接頭并聯(lián)到多芯航空插頭上再依次串聯(lián)、電氣柜端子、整體采集設備和終端采集設備相接；其中整體采集設備為并聯(lián)或者串聯(lián)的一級采集系統(tǒng)和二級采集系統(tǒng)；其中整體采集設備95為并聯(lián)或者串聯(lián)的一級采集系統(tǒng)和二級采集系統(tǒng)。

所述平臺工裝采用可固定或可拆卸的可視材質。

所述變槳電機74采用直流電機包裹在電機外型的變槳外殼內。

所述偏航電機54采用直流電機裝置在偏航外型裝置內。

終端采集系統(tǒng)92包括斷路器93，PLC，開關電源，通訊模塊，電網(wǎng)采集系統(tǒng)。

還包括有用于對風力發(fā)電機組進行拆卸、安裝、吊裝和搬運的移動起吊裝置系統(tǒng)9。

以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。

（一）風輪構件安裝操作如下：

（1）輪轂構件安裝 1）選取輪轂和輪轂工裝。2）將輪轂工裝穩(wěn)固地放置在工作臺上。3）將輪轂放置在輪轂工裝上，將輪轂底面與輪轂工裝貼合緊密；對齊安裝孔，并用4個M4×16螺栓從輪轂方向穿過螺栓孔，4個螺栓相隔90°。4）將全部的M4×16螺栓及M4螺母緊固在一起。

（2）變槳軸承安裝 1）選取變槳軸承，將軸承上面的油污擦拭干凈。2）將變槳軸承放置在輪轂安裝面上，對齊安裝孔及標記線，用2個M4×30的螺釘在兩側擰入并預固定，稍微預緊。3）安裝軸承上的剩余5個M4×30螺釘，并將全部7個螺釘緊固在一起。但軸承底部3個螺釘孔不要安裝螺釘（此3個螺釘孔用于安裝導流罩的下支架）。

（3）變槳電機安裝 1）選取變槳電機2）預安裝變槳電機：將變槳電機從輪轂內側插入電機安裝孔，手動旋轉變槳軸承內圈，電機齒輪與軸承齒輪嚙合，將電機安裝止口完全裝入輪轂安裝孔。3）檢查電機齒輪端面是否與變槳軸承齒輪端面是否對齊，如不對齊，需要重新安裝變槳電機上小齒輪上的M2鎖緊螺釘，然后調整齒輪端面位置并鎖緊。4）重新安裝變槳電機：對齊電機與輪轂的螺釘孔，安裝8個M2×8的螺釘，稍微預緊。

（4）編碼器組件安裝 1）選取編碼器組件；2）將編碼器組件放置在輪轂安裝面上，檢查編碼器齒輪齒厚中心線與軸承齒輪齒厚中心線基本對齊。3）安裝4個M2×6的螺釘，稍微預緊。

（5）開關擋塊安裝 1）選取開關擋塊；2）將開關擋塊放置在變槳軸承內圈安裝孔上，用2個M4×4螺釘固定，擋塊底面與軸承齒輪端面間隙為2mm以上。

（6）開關支架組件安裝1）選取開關支架組件；2）將開關支架放置在輪轂安裝面上，對齊安裝孔，用2個M2×6的螺釘固定開關支架。3）安裝其他2個M2×6的螺釘并緊固。4）檢查光電開關的M3鎖緊螺母是否緊固，光電開關勿伸出過多，以免第一次調試時擋塊磕碰光電開關

（7）變槳控制柜組件安裝1）選取變槳控制柜及控制柜支架；2）將柜體與支架安裝在一起，用4個M2×35螺釘緊固；3）將安裝好的組件放置在輪轂安裝面上，用4個M2×8螺釘緊固。

（8）按照上述（2）-（7）任務要求，安裝剩余的2個變槳系統(tǒng)。

（9）導流罩上支架安裝1）選取導流罩上支架；2）將導流罩上支架放置在輪轂上安裝面，支架中的短梁與軸承軸線方向對齊，并在短梁上的位置用3個M4×12的螺釘緊固，螺釘相隔120°。

（10）導流罩下支架安裝 1）選取導流罩下支架；2）將支架放置在變槳軸承外圈外安裝面上，用3個M4×35螺釘緊固，稍微預緊。3）采取同樣方式，安裝剩余的2個導流罩下支架。

（11）導流罩安裝 1）選取導流罩；2）將導流罩如圖由上方套入輪轂，把對齊螺釘孔，用2個M2×8螺釘固定。3）安裝其他4個M2×6的螺釘并緊固。4）稍微擰松一些下支架的M4×35安裝螺釘；5）安裝導流罩下支架螺釘：導流罩為易變形材料，安裝時需要拉動導流罩外檐，對齊安裝孔；用3個M2×8的螺釘預固定并緊固；然后緊固導流罩下支架上面的3個M4×35螺釘。6）采取同樣方法安裝其他2個導流罩下支架的螺釘。

安裝完成，如圖2先將快速插頭對接連接好電氣元件，通過航空插頭對接方式完成電纜的鏈接，將風輪構件連接至電氣柜。通過電氣柜中穩(wěn)壓電源24v給電機提供電壓，通過5v穩(wěn)壓電源給編碼器提供電源，通過直流電源給光電開關提供電源，將采集到的編碼器信號通過信號放大器設備傳送至終端信號處理系統(tǒng)（可編程控制器），

（變槳速度控制）通過操作閉合斷路器，連接航空插頭，將快速插頭與變槳電機及編碼器和光電開關相連接，在人機界面處理完成系統(tǒng)故障排查后，操作人機界面中變槳速度控制，使人機界面輸送信號至終端采集系統(tǒng)，由終端采集系統(tǒng)對一級驅動系統(tǒng)發(fā)送指令，完成變槳電機速度控制，經(jīng)過變槳齒圈旋轉帶動編碼器齒輪旋轉將編碼器信號經(jīng)過電纜輸送至二級采集系統(tǒng)，經(jīng)過二級采集系統(tǒng)分析計算將處理后的信號輸送至終端采集系統(tǒng)，終端采集系統(tǒng)經(jīng)過二次加工計算，將反饋值顯示在人機界面上，最終完成變槳系統(tǒng)的速度控制，使變槳系統(tǒng)安裝指定的速度運行。

（變槳角度控制）通過操作閉合斷路器，連接航空插頭，將快速插頭與變槳電機及編碼器和光電開關相連接，在人機界面處理完成系統(tǒng)故障排查后，操作人機界面中變槳角度控制，使人機界面輸送信號至終端采集系統(tǒng)，由終端采集系統(tǒng)對一級驅動系統(tǒng)發(fā)送指令，完成變槳電機速度控制，經(jīng)過變槳齒圈旋轉帶動編碼器齒輪旋轉將編碼器信號經(jīng)過電纜輸送至二級采集系統(tǒng)，經(jīng)過二級采集系統(tǒng)分析計算將處理后的信號輸送至終端采集系統(tǒng)，終端采集系統(tǒng)經(jīng)過二次加工計算，將反饋值顯示在人機界面上，最終完成變槳系統(tǒng)的角度控制，使變槳系統(tǒng)安裝指定的速度運行。

（變槳限位控制）通過操作閉合斷路器，連接航空插頭，將快速插頭與變槳電機及編碼器和光電開關相連接，在人機界面處理完成系統(tǒng)故障排查后，操作人機界面中變槳運行，是變槳電機帶動齒盤旋轉，驅使變槳限位擋塊與變槳系統(tǒng)光電開關接近，使用光電開關輸出信號經(jīng)過電纜輸送至二級采集系統(tǒng)，經(jīng)過二級采集系統(tǒng)分析計算將處理后的信號輸送至終端采集系統(tǒng)，終端采集系統(tǒng)經(jīng)過二次加工計算，將反饋值顯示在人機界面上，再由人機界面輸送指令至終端采集設備，控制變槳電機停止與啟動。

上述實驗為手動實驗，需要操作者自行編寫程序，在編寫程序時可以調用設備本身自主研發(fā)的底層程序，編程者可以對底層程序提供的接口，地址進行訪問與調用，完成不同的實驗方式，自由組合。

上述實驗操作均為人機界面操作，在人機界面上帶有輸入輸出區(qū)域，系統(tǒng)狀態(tài)顯示區(qū)域，系統(tǒng)操作區(qū)域，語言編程區(qū)域，動畫顯示區(qū)域。

（二）機艙構件安裝操作如下：（1）安裝機艙底盤支架 1）選取機艙底盤支架與機艙倒置工裝。2）將底盤倒立放置在機艙倒置工裝上。

（2）安裝偏航軸承1）選取偏航軸承，將偏航軸承上面的油污擦拭干凈。2）將偏航軸承放置在底盤上，內圈高出的法蘭面與機艙底盤支架接觸，對齊機艙底盤支架與偏航軸承內圈的安裝孔，預固定2個M4×30螺釘。3）將剩下的22個M4×30螺釘安裝到偏航軸承上，并采用星型緊固。

（3）安裝摩擦盤1）選取摩擦盤，將摩擦盤上面的油污擦拭干凈。2）將摩擦盤放置在偏航軸承上，有臺階的方向與軸承接觸，對齊摩擦盤與偏航軸承的3個安裝孔，用3個M4×16螺釘緊固，并用M4×16螺釘檢查其他所有安裝孔是否對齊，如不對齊，調整摩擦盤位置再次安裝。

（4）安裝制動器墊塊1）選取制動器墊塊。2）將制動器墊塊放置在機艙底盤支架安裝面上，用2個M2×20螺釘緊固，然后用M3×55螺釘檢查其他8個孔是否對齊，如不對齊，調整制動器墊塊再次安裝。3）采用上述同樣方法，安裝剩下3個制動器墊塊。

（5）安裝制動器1）選取制動器。2）將制動器由軸承內側放置在制動器墊塊上，并保證制動器鉗口套入摩擦盤的內圓面，用2個M3×55螺釘預固定制動器（勿預緊），安裝其他6個螺釘，保證所有螺釘全部擰入，再預緊螺釘；預緊螺釘采用對角安裝，先預緊中間4個螺釘，再預緊四角的4個螺釘。3）采用上述同樣方法，安裝剩下3個制動器。

（6）安裝碳刷組件1）選取碳刷組件。2）將碳刷組件放置在底盤安裝面上，用2個M2×6螺釘固定，稍微預緊，調節(jié)碳刷支架位置，使碳刷與摩擦盤內圓接觸；緊固螺釘。3）采用上述同樣方法，安裝另一個碳刷組件。4）手動旋轉軸承，保證軸承旋轉一周，碳刷與摩擦盤一直保持接觸，不得存在脫開的狀態(tài)。

（7）翻轉底盤1）選取機艙正置工裝。2）將機艙正置工裝放置在底盤附近，保證穩(wěn)定；翻轉底盤，將底盤組件放置在機艙正置工裝上，摩擦盤底面與機艙正置工裝接觸；用2個M4×25螺釘從正置工裝的下方穿入，并擰入底盤軸承上，預固定住底盤組件，2個螺釘相隔180°；然后在安裝另2個M4×25螺釘，4個螺釘相隔90°。

（8）安裝偏航電機 1）選取偏航電機。按照下列2）-4）的方法，安裝完成一個電機后，禁止手動旋轉偏航軸承。2）預安裝偏航電機：將偏航電機從底盤上側插入電機安裝孔，手動旋轉偏航軸承，使電機齒輪與軸承齒輪嚙合，將電機安裝止口完全裝入底盤安裝孔。3）檢查電機齒輪端面是否與變槳軸承齒輪端面對齊，如不對齊，需要重新安裝變槳電機上小齒輪上的M2鎖緊螺釘，然后調整齒輪端面位置并鎖緊。4）重新安裝變槳電機：對齊電機與底盤的螺釘孔，用8個M2×8螺釘預固定，稍微預緊。5）采用上述同樣方法，安裝另一個偏航電機。

（9）安裝偏航定位開關1）選取偏航定位開關（即第二光電開關）。2）將定位開關支架放置在底盤下安裝面上，對齊安裝孔，用4個M2×6螺釘固定定位開關支架，并緊固。3）檢查定位開關的M3鎖緊螺母是否緊固，如不緊固，用M3扳手進行緊固。定位開關勿伸出過多（定位開關與齒頂距離5-10mm），以免第一次調試時齒輪磕碰定位開關。

（10）安裝機艙控制柜1）選取機艙控制柜。2）將控制柜放置在底盤安裝面上，用4個M2×8螺釘固定，并緊固。3）將控制柜門安裝在柜體上，用4個M2×6螺釘緊固。

（11）安裝輪滑泵1）選取輪滑泵。2）將輪滑泵放置在底盤安裝面上，用2個M2×8螺釘安裝緊固。

（12）安裝液壓站1）選取液壓站。2）將液壓站放置底盤安裝面上，用4個M2×35螺釘緊固。

（13）安裝機艙罩支架1）選取機艙罩支架。2）將機艙罩支架放置在底盤下安裝面上，對齊安裝孔，用4個M2×10螺釘緊固。3）采用上述同樣方法，安裝剩下3個機艙罩支架。

（14）安裝吊環(huán) 1）選取吊環(huán)。2）將吊環(huán)安裝在底盤的上安裝面，底部左右各一個，上部一個，并緊固。

（15）安裝機艙罩左右罩體1）選取機艙罩左罩、右罩、上罩及上蓋。2）將機艙罩左罩放置在機艙罩支架上，對齊安裝孔，用8個M2×8螺釘緊固（注意：機艙罩為有機材料，安裝時勿損壞機艙罩）。3）采用上述同樣方法，安裝機艙罩右罩。4）對齊機艙罩左右罩之間的連接安裝孔，用5個M2×10螺釘與M2螺母緊固。5）將機艙罩上罩放置在安裝好的機艙罩左右罩上，對齊安裝孔，并用8個M2×25螺釘固定，稍微預緊即可（此步驟為試安裝機艙罩上罩）。6）將機艙罩上蓋放置在機艙罩上罩上，對齊安裝孔，用4個M2×8螺釘緊固。7）拆卸機艙罩上罩。

安裝完成，如圖3，先將快速插頭對接連接好電氣元件，通過航空插頭對接方式完成電纜的鏈接，將機艙構件連接至電氣柜。通過電氣柜中穩(wěn)壓電源24v給電機提供電壓，通過直流電源給光電開關提供電源，將采集到的信號通過信號放大器設備傳送至終端信號處理系統(tǒng)（可編程控制器），

（偏航速度控制實驗）通過操作閉合斷路器，連接航空插頭，將快速插頭與偏航電機及光電開關相連接，在人機界面處理完成系統(tǒng)故障排查后，操作人機界面中變偏航度控制，使人機界面輸送信號至終端采集系統(tǒng)，由終端采集系統(tǒng)對一級驅動系統(tǒng)發(fā)送指令，完成偏航電機速度控制，經(jīng)過偏航齒圈旋轉帶動齒輪旋轉將光電信號經(jīng)過電纜輸送至二級采集系統(tǒng)，經(jīng)過二級采集系統(tǒng)分析計算將處理后的信號輸送至終端采集系統(tǒng)，終端采集系統(tǒng)經(jīng)過二次加工計算，將反饋值顯示在人機界面上，最終完成偏航系統(tǒng)的速度控制，使偏航系統(tǒng)安裝指定的速度運行。

（偏航角度控制實驗）通過操作閉合斷路器，連接航空插頭，將快速插頭與偏航電機及光電開關相連接，在人機界面處理完成系統(tǒng)故障排查后，操作人機界面中偏航角度控制，使人機界面輸送信號至終端采集系統(tǒng)，由終端采集系統(tǒng)對一級驅動系統(tǒng)發(fā)送指令，完成偏航電機速度控制，經(jīng)過偏航齒圈旋轉帶動齒輪旋轉將光電器信號經(jīng)過電纜輸送至二級采集系統(tǒng)，經(jīng)過二級采集系統(tǒng)分析計算將處理后的信號輸送至終端采集系統(tǒng)，終端采集系統(tǒng)經(jīng)過二次加工計算，將反饋值顯示在人機界面上，最終完成偏航系統(tǒng)的角度控制，使偏航系統(tǒng)安裝指定的速度運行。

（扭纜控制實驗）偏航機組扭纜限位控制通過光電開關放大信號傳輸至終端采集設備，在終端采集設備處理完成后，將信號分配給光電開關信號收發(fā)器，使信號收發(fā)器計算扭纜限位值，再將扭纜限位值與設置限位值比較，兩者相等后，完成扭纜限位現(xiàn)象，再操作人機界面，保證無法正常向扭纜方向繼續(xù)運行，驅使機艙向反向操作運行。

（解纜控制實驗）需要在上述實驗實現(xiàn)后，操作人機界面使機艙在恒定的速度下反向運行，使整個機艙部件具備上訴功能，機艙部件可以實現(xiàn)上述結構及現(xiàn)象。

（液壓站運行實驗）液壓站在系統(tǒng)中起到制動作用，通過人機界面輸送信號至機艙部件，驅使剎車盤離開剎車片，達到使機艙偏航的條件。在機艙偏航停止后，可以在驅使剎車盤與剎車片緊固在一起，達到制動的目的，

上述實驗與之前描述實驗內容相，都是通過人機界面完成操作，通過終端采集系統(tǒng)處理，使上述部件完成相關動作（在真實風機中操作繁瑣，這里簡單的部件完成相關的操作，區(qū)別其他廠家設備）。

上述實驗為手動實驗，需要操作者自行編寫程序，在編寫程序時可以調用設備本身自主研發(fā)的底層程序，編程者可以對底層程序提供的接口，地址進行訪問與調用，完成不同的實驗方式，自由組合。

上述實驗操作均為人機界面操作，在人機界面上帶有輸入輸出區(qū)域，系統(tǒng)狀態(tài)顯示區(qū)域，系統(tǒng)操作區(qū)域，語言編程區(qū)域，動畫顯示區(qū)域。

（三）（整機自動運行）在整體設備器件

（1）吊裝下塔筒，將下塔筒安裝在基礎上。

（2）吊裝中塔筒，將中塔筒安裝在下塔筒上。

（3）吊裝上塔筒，將上塔筒安裝在中塔筒上。

（4）吊裝機艙，將機艙安裝在上塔筒上。

（5）吊裝發(fā)電機，將發(fā)電機安裝在機艙的底盤上。

（6）吊裝風輪，將風輪安裝在發(fā)電機外轉子法蘭上。

吊裝葉片，將葉片安裝在風輪上。

吊裝完成如圖1

在電氣柜后面板閉合斷路器設備，使電氣柜系統(tǒng)帶電，本電氣柜為驅動設備，信號采集設備，執(zhí)行設備提供電源，故障點包括電氣接線松動，驅動設備故障，外部急停，機組電機故障，編碼器故障，光電開關故障，通過人機界面嚴謹?shù)姆治雠c排故障，完成系統(tǒng)自檢過程，根據(jù)提示與截圖處理機組故障點，并且排除故障（大風機裝置故障點多，需要查表，我們設備將主要故障點列舉出來，在人機界面上直接顯示，根據(jù)提示處理故障）。

上述故障排除后，操作人機界面自動運行畫面系統(tǒng)，實現(xiàn)，一鍵啟動后，系統(tǒng)電氣操作步驟：

1）機組處于無故障狀態(tài)，即報警等級小于2級。

2）槳葉位置處于正常停機位置（91°）

（3）電位器給定風速，使風輪旋轉。

（4）機組啟動：在風速小于3m/s時，槳葉由91°開槳至60°位置。

（5）機組啟動：在風速大于3m/s小于12m/s時，槳葉由60°開槳至0°位置。

（6）機組啟動：在風速大于12m/s小于25m/s時，槳葉根據(jù)任務書標準，使由槳葉隨之變化。

（7）機組偏航：實現(xiàn)在風向值輸入后2s，偏航系統(tǒng)自動判斷最優(yōu)線路偏航（例題：當前偏航位置為0°，風向為300°時，偏航系統(tǒng)逆向運行至300°，偏航過程60°）。

（8）機組液壓站：實現(xiàn)偏航運行，剎車釋放，壓力值低于30bar；停止時剎車抱死，壓力值高于30bar。

（9）機組停機：機組以2°/s關槳至91°限位開關位置停止，偏航停止運行，風輪轉速緩速減小至停機。

（10）機組緊急停機：機組以4°/s關槳至91°限位開關位置停止，偏航停止運行，風輪轉速緩速減小至停機。

（11）機組自動解纜：機組以4°/s關槳至91°限位開關位置停止，風輪轉速緩速減小至停機。機組以4°/s偏航解纜至0°停機。

（12）設備急停:機組立即停止動作。

成果體現(xiàn)：本發(fā)明可以做的相關實驗內容比較多，其他廠家只能完成部分內容。

相關實驗如下：總實驗內容：

可設置的任務點：

風輪組裝；變槳系統(tǒng)電氣；變槳系統(tǒng)編程；變槳系統(tǒng)調試與運行；機艙組裝；

偏航系統(tǒng)電氣組裝；偏航系統(tǒng)編程；偏航系統(tǒng)調試與運行；塔筒吊裝；機艙吊裝

發(fā)電機吊裝；風輪吊裝；葉片吊裝；整機電氣組裝；風電機組控制系統(tǒng)編程

整機調試與運行；

可實現(xiàn)的實驗室內容：

偏航系統(tǒng)控制策略實驗；液壓控制系統(tǒng)編程實驗；偏航系統(tǒng)計數(shù)編程實驗；

偏航系統(tǒng)扭纜控制實驗；偏航系統(tǒng)解攬控制實驗；偏航系統(tǒng)最優(yōu)路線控制實驗。變槳系統(tǒng)控制策略實驗；變槳編碼器編程實驗；獨立變槳實驗；變槳限位控制實驗；發(fā)電機組并網(wǎng)實驗；發(fā)電機開路電壓實驗；全功率段發(fā)電實驗；機組最大功率跟蹤實驗；發(fā)電最優(yōu)曲線繪制實驗；機組自動運行實驗。