燃料电池教学实验台,风力发电系统实验台

来源：作者：发布时间：2020-2-28 17:06:18

一、SHYL-XY133 燃料电池教学实验台介绍：

燃料电池发电系统控制单元是整个实验装置的核心部分，通过控制燃料电池堆的温度、氢气压力、空气风量和尾气排放，实现燃料电池发电系统的热管理和水管理。针对不同负载，可研究恒电流、恒电压、恒功率、恒电阻等多种方式下的电堆特性，绘制相应的特性曲线。

通过调整和优化控制变量，确定最优操作条件，获得最佳的系统输出性能。针对不同类型电堆，通过比较电堆特性曲线，评价电堆性能。

实验台外观尺寸：160cm*75cm*150cm

二、SHYL-XY133 燃料电池教学实验台特点：

1、实现燃料电池系统的电压、电流、功率、氢气流量、氢气压力、电堆温度、风扇电压、环境温度的检测与显示。

2、实现电堆温度和尾气排放控制。

3、制定燃料电池性能测试规则，建立电堆性能评价模型。

4、设计制作全检测型燃料电池性能分析实验系统平台。

5电堆功率100W，仪表由系统独立12V供电，系统耗氢1.5L/min，Labview显示界面编程。

6、线性负载60W、可选电子负载300W、阻性负载（LED阵列）50W。

三、SHYL-XY133 燃料电池教学实验台热管理和水管理：

针对风冷型燃料电池堆，通过调节风扇电压，改变风扇转速，控制电堆温度；针对水冷型燃料电池堆，通过调节循环水泵电压，改变冷却水流量，控制电堆温度，实现电堆的热管理。设定电磁阀开闭周期和占空比，调节尾气排放量，控制电堆内部湿度，实现电堆水管理。

四、SHYL-XY133 燃料电池教学实验台特性研究

应用所提供的线形负载（变阻器）和灯泡负载，通过观察显示仪表，初步了解电堆的电流、电压和功率特性。利用所提供的电子负载，进行恒电流、恒电压、恒功率和恒电阻实验，绘制不同负载变化下的V－I和P－I曲线，研究电堆的输出特性。燃料电池堆V－I曲线绘制，空冷型燃料电池堆V－I曲线。

五、SHYL-XY133 燃料电池教学实验台性能评价

对于不同类型的燃料电池堆，在确定最优操作条件基础上，比较最佳性能输出曲线，划分功率输出段，分析计算极化压降、欧姆压降和浓差压降的形状、斜率和变化幅值，确定各功率段性能曲线的陡降点。检测各曲线陡降点V-I值，利用所建立的电堆性能评价模型，评价电堆各功率段性能。电堆最佳性能曲线比较结果和性能评价模型。

六、SHYL-XY133 燃料电池教学实验台性能优化

调节精密减压阀，控制氢气进气压力；调节风扇电压或冷却水流量，控制电堆温度；调节尾气排放量。控制电堆湿度。通过比较不同功率变化下的V－I曲线，确定最优操作条件，获得相同系列电堆的最佳系统输出性能曲线

七、SHYL-XY133 燃料电池教学实验台主要实验项目：

1、线形负载和灯泡负载电堆性能实验

2、恒值负载电堆性能实验

3、不同温度电堆性能曲线实验

4、不同压力电堆性能曲线实验

5、不同尾气排放量电堆性能曲线实验

6、最佳电堆性能曲线实验

7、不同类型电堆性能评价实验

燃料电池教学实验台

1、风力发电系统实验台简介：

风力发电系统实验台采用铝合金设计，桌面为防火、防水、耐磨高密度板,结构坚固，造形美观大方；设有吊柜，用于放置工具、存放挂箱及资料等。桌面用于安装电源控制屏并提供一个宽敞舒适的工作台面。

2、风力发电系统实验台配置：

电源控制屏：

电源控制屏提供单相220V交流电源和380V交流电源、1路0-30V直流稳压电源（1A）、铅酸蓄电池（蓄电池组选用2节阀控密封式铅酸蓄电池，主要参数：容量 12V 12Ah）、900Ω×2/0.41A的双层瓷盘可调电阻。光源控制模块（控制早、中、晚的光源）。

网孔板及安装模块：

提供网孔板、直流仪表模块（电压表、电流表、具有通信接口）、交流仪表模块（电压表、电流表、功率表三合一、具有通信接口）、光照计、直流负载（警示灯、节能灯）、交流负载（白炽灯、风机）、触摸屏、离网逆变器、并网逆变器、并离网逆变器实验模块、物联网监控实验系统、风光互补控制器。

1）直流仪表参数如下：

具有通信接口、具有手动自动量程、工业级柜装、精度：不低于5位，1000V档位显示格式：999.99（带2个小数点），显示单位：V；100V档位显示：99.999（带3个小数点），显示单位：V；10V档位显示：9.9999（带4个小数点），显示单位：V；5A档位：4999.9（带1个小数点），显示单位：mA；1000mA档位：999.99(带2个小数点)，显示单位：mA；100mA档位：99.999(带3个小数点)，显示单位：mA。

2）交流仪表参数

由24位专用DSP、16位高精度AD转换器和高速MPU单元设计而成，通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。软件上采用RTOS设计思路，同时配有PC监控软件来加强分析能力。能测量电路的功率、功率因数。功率测量精度为1.0级，功率因数测量范围0.3～1.0，电压电流量程为450V和5A。

4）触摸屏

采用昆仑通态7寸彩色触摸屏TPC7062KX，带通信线与开发环境。

5）可编程控制系统

采用兼容西门子可编程控制器CPU224，配下载线与开发环境。

6）并网逆变器

采用GTI系列并网逆变器，DC输入电压：Vpv 10.5V-28VDC，带反极性保护，交流180-260V输出，频率45—53HZ。

7）离网逆变器

采用APS系列离网逆变器，DC输入电压：Vpv 24VDC，带限流保护，交流220V输出，频率50HZ。

8）风光互补控制器

采用专业MCU微处理器控制，真正实现充电、放电的智能化控制；采用低损耗、长寿命的MOSFET作为控制器的主要开关器件；风力发电机自动刹车、手动停机功能；光伏充电（PWM）技术，充电效率更高；运行状态、故障指示灯指示；多种控制模式：光控开光控关模式/光控开时控关模式/无光控时控的自动模式；输出吸收回路，可带感性负载；记忆功能，控制器失电重新上电后，自动按失电前的模式工作；完善的保护功能；蓄电池防反接

9)负载系统的组成

设备配置有直流负载（警示灯、节能灯）和交流220V负载（白炽灯、风机）

并离网逆变器实验模块：

采用DSP2812控制，能完成编程基础实验，离网逆变器实验，并网逆变器、各种保护实验等，提供源代码。

5.物联网监控实验系统

采用ZIGBEE协议，能对实验平台的温度与湿度进行实时监控，并实时与系统无线智能网关（7寸触摸屏，采用ARM11设计，WINCE系统）通信，智能网关能实时显示当前的数据。

6.监控系统

1)监控系统组成

监控系统主要由主机、键盘、鼠标、接线排、电源插座、通信线、微软操作系统软件、组态软件组成。

2)监控系统功能

2)、通信

触摸屏、PLC之间进行通信，监控自动跟踪过程和主机与PLC、仪表等之间进行通信。

3、风力发电系统实验台整体情况

1）风力发电机需带变频调速系统，与风机整合在一起，可360度旋转。

2）整体尺寸：1280mm*550mm*1670mm，网孔板不小于1200mm*600mm

3)带吊柜用于防置实验器材。

4、风力发电系统实验台实验项目

基础实验

1、控制器工作原理实验

2、控制器充放电保护实验

3、太阳能路灯实验

4、太阳能警示灯实验

5、离网逆变器逆变实验

6、并网逆变器逆变实验

7、风力发电机实验

8、风速仪测试实验

9、自动偏航实验

太阳能光伏逆变器实验系列

1．DSP2812的PWM编程实验

2.并离网逆变电源的原理

3.逆变电源的接线实验

4.离网逆变器实验

5.并网逆变器实验

可编程控制器系统实验

1.基本指令练习

2.组态通信测试

3.系统跟踪软件测试

风力发电系统实验台

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