风力发电电气控制技术及应用实践

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风力发电电气控制技术及应用实践

作者：张建军

来源：《山东工业技术》2017年第16期

摘要：在国内全面推进可持续发展的政策背景之下，风能作为新型清洁能源，其现实价

值不言而喻。现今国内不少单位与科研机构已经开展了对风力发电电气控制技术的深入研究，并且已经趋于成熟，在实践中已然得到了较为广泛的应用。为此，本文从风力发电电气控制技术的概述入手，对相关技术的应用实践进行了简要分析，以期能够为业界同仁相关工作的开展给以一定的理论参考。

关键词：风力发电；电气控制；应用实践

DOI：10.16640/https://www.doczj.com/doc/f713782356.html,ki.37-1222/t.2017.16.161

风能作为现今主要的新型清洁能源之一，虽然有着较为广泛的应用价值，但是在其应用过程中也需要克服较多的难点。由于风力发电是一个持续性的过程中，且风速、风向等都不可能长时间为此在恒定状态，故其发电质量多会存在一定的问题。再加上风能应用相关技术依旧有待进一步开发，所以其在现实中的应用仍然存在不小的局限性，为此应当将电气控制技术与风力发电技术进行有机整合，以此进一步提高风力发电的应用价值。

1 风力发电电气控制技术概述

就现实情况来看，风力发电与其他发电模式相比存在较强的不稳定性，很容易受外界各类因素的影响，例如风速、风向、大气压强、温度等等，所以在电气控制技术应用的过程中，应当以此入手，进一步克服外界因素对风力发电过程的干扰。另外，为提高风能发电的效率，必须对各类风能发电设备对风力的利用效率进行系统的分析，提高其能量的转化率。例如我国在综合考虑风力发电叶片荷载、稳定性及其风能利用率的基础之上，将风力发电机的叶片长度范围设定在60至100m范围之内，转化效率极高。此外，由于风力发电设备运转的环境大多都

较为恶劣，所以在设备检修与维护上如果单纯的依赖人力完成相关操作显然是不现实的，为此，应该合理融入远程遥感控制技术等，以此全面提高风力发电过程电气控制的实际成效。

2 风力发电电气控制技术及其应用实践

早在多年以前，国内就已经开始了对风能利用的相关研究，但其具体应用仍然是采取示范的形式进行，并未形成规模。在1990年以后，我国才开始了风力发电厂的规模化建设，在此之后我国风力发电技术研究进入了高速发展时期，现今已然衍生了较多的风力发电电气控制技术，并且已经得到了广泛实践应用，其主流控制技术如下所示。

（1）定桨距失速风力发电技术应用实践。为处理好风力发电机组在运转过程中必须并同的现实问题，上个世纪后期，我国相关人员已经在传统风力发电技术的基础之上，研究出了定

风力发电原理

▲1-3 风能具有哪些特点？ （1）风能蕴藏量大、分布广。（2）风能是可再生能源。（3）风能利用基本没有对环境的直接污染和影响。(4)风能的能量密度低。（5）不同地区风能差异大。（6）风能具有不稳定性。 ▲1- 风力发电技术的发展状况 当前风电技术和设备的发展主要呈现大型化、变速运行、变桨距、无齿轮箱等特点。 (1)水平轴风电机组技术成为主流。（2）风电机组单机容量持续增大。（3）变桨距技术得到普遍应用。（4）变速恒频技术得到快速推广。（5）直驱式、全功率变流技术得到迅速发展。（6）大型风电机组关键部件的性能日益提高。（7）智能化控制技术广泛应用。（8）叶片技术不断进步。（9）适应恶劣气候环境的风电机组得到重视。（10）低电压穿越技术得到应用。 （11）海上风电技术成为重要发展方向。（12）标准与规范逐步完善。 ▲2-8 为什么国际上通行的计算平均的时间间隔都取在10min至2h范围？ 由范德豪芬的平均风速功率谱曲线可知，在10min至2h范围的平均风速功率谱低而平坦，平均风速基本上是稳定值，可以忽略湍流的影响。 ▲2-9 什么是风速廓线？ 在大气边界层中，由于空气运动受地面植被、建筑物等得影响，风速随距地面的高度增加而发生明显的变化，这种变化规律成为风剪切或风速廓线。▲2-11 什么是风向玫瑰图？ 风向玫瑰图常用来表示某一风向一年或一个月出现的频率。 ▲2-15 风在静止叶片上的空气动力是如何形成的？ 由于叶片上方和下方的气流速度不同（上方速度大于下方速度），因此叶片上、下方所受的压力也不同（下方压力大于上方压力），总得合力F即为叶片在流动空气所受到的空气动力。 ▲2- 风的测量设备？ 风向：风向标、光电管、码盘。风速：皮托管、热线风速仪、风杯、螺旋叶片。 ▲2- 风能资源评估及风电场选址 评估参数：平均风速、主要风向分布、风功率密度、年风能可利用小时。宏观选址：（1）风能质量好（2）风向基本稳定（3）风速变化小（4）尽量避开灾难性天气频发地区（5）发电机组高度范围内风速的垂直变化小。（6）地形条件好。（7）地址情况能满足塔架基础、房屋建筑施工的要求，远离强地震带等。（8）对环境的不利影响小。（9）尽可能接近电网并考虑并网可能产生的影响。（10）交通方便。微观选址：（1）考虑地形的影响（2）考虑机组的排列方式。 ▲4-7 什么是并网风力发电机变速恒频运行方式？哪些类型的发电机？ 在不同风速下，为了实现最大风能捕获，提高风电机组的效率，发电机的转速必须随着风速的变化不断进行调整，处于变速欲行状态，其发出的频率需通过一定的恒频控制技术来满足电网要求。双馈异步交流发电机，永磁低速交流发电机 ▲4-8 双馈异步发电机的基本工作原理。 (公式)n2为转自中通入频率为f2的三项对称交流励磁电流后所产生的旋转磁场相对于转自本身的旋转速度（r\min），改变f2,即可改变n2。设n1为对应于电网频率50Hz时发电机的同步转速，而n为发电机转自本身的旋转速度，只要n+n2=n1，则定子绕组感应出的电动势的频率将始终维持为电网频率f1不变。由转差率公式s=。。。可得f2=sf1。所以只要在转子的三相对称绕组中通入转差频率的电流，双馈异步发电机可实现变速恒频运行的目的。 双馈型异步发电机实行交流励磁，励磁电流的可调量为其幅值、频率和相位。调节频率，可保证发电机转速变化时发出电能频率的稳定；调节幅值，可调节发出的无功功率；改变转子励磁电流的相位，调节了发电机的功率角。在一定工况下，转子也向电网馈送能量。 ▲4-9 叙述双馈异步发电机的功率流向。 （1）亚同步状态当n

电气自动化控制技术及其应用

电气自动化控制技术及其应用 1.电气自动化控制技术简介 电气自动化控制技术是与电子和信息技术紧密结合在一起的一门电气工程应用技术学科，随着电子技术、信息网络、智能控制的飞速发展，使得电气自动化经历了从无到有、从发展到成熟的过程。它主要体现在传感器技术、自动控制技术、电机控制技术以及通信网络等控制技术上，并且通过发展研究，已经成为了现代工业自动化的一个重要的技术手段。过去的电气控制主要是以低电压器件为主，不断形成新的继电为主的新型电气控制系统。近些年来，随着电子行业的不断发展，我国电气控制系统从根本上发生了很大的变化，从最先的继电器的控制系统发展到微处理的自动化控制系统，同时我们也开始利用网络技术把它们结合起来，在一个控制网络系统上体现出来，最终形成一个开放性的网络化的控制系统。 2.电气自动化控制技术的具体应用 2.1在当代建筑行业中的应用 随着我国国民经济的飞速发展，建筑系统势必要引入电气自动化的成分以及智能化建筑，特别是数字电子化科技发展智能化已经成为了当今建筑界的主流方向。为了资源的人力的节省并能达到设备的合理利用于是就有了建筑设备的自动化控制系统。智能化建筑内有大量的通信自动化系统楼宇自动化系统、办公自动化系统、电子设备与布线系统、闭路电视系统、火灾报警及消防联动控制系统以及保安监控系统等及其相应的布线系统。 楼宇自动化控制一般采用的是计算机集散控制。直接数字控制器往往被大部分用作分散控制器，然后运用上位计算机来管理和监控主机屏幕；曲线、动画、数据库、各种专用的控件以及文本和脚本等等都可以作为手段来进行使用；楼宇自动化是一个非常复杂的系统，包括很多的方面，比如通风与空调监控系统、照明监控系统、电力供应

《电机与电气控制技术应用》课程标准

锦州市机电工程学校 《电机与电气控制技术应用》 课程标准

《电机与电气控制技术应用》课程标准 一、课程简介 课程名称：《电机与电气控制技术应用》； 学时：96 授课对象：机电技术应用专业一年级学生； 课程性质：《电机与电气控制技术应用》是中等职业学校机电技术应用专业的一门核心专业课程，特点是理论与实践联系非常紧密，它是中职学生在实践中检验并加深理解所学理论知识，进而牢固掌握专业知识、提高实践动手能力的重要手段和途径。它不仅为《可编程序控制器技术及应用》等后续课程、集中实训和顶岗实习打下基础，而且为相关专业学生考取初、中级维修电工职业资格证书做准备。本课程的教学目的是让学生熟悉三相异步电动机及其电气控制系统的基本控制电路，具有电气控制系统的安装、调试和故障排除的基本能力。本课程的突出特征是理论教学与实际训练并重，要求理论必须与操作密切结合，强调技术应用。内容大致分为三相异步电动机正转、正反转、降压启动和制动等部分。教学应在电气控制实训室中进行，通过对典型工作任务完整工作过程的完成，培养学生的理论能力、实践能力、方法能力与社会能力，并养成良好自觉的职业习惯与素养。 前期课程：计算机应用基础、机械基础、电工技术； 同步课程：电子技术、机械制图； 后续课程：可编程序控制器技术及应用。

二、课程设计思路 （一）课程基本理念： 1.突出学生为主体，注重学生的能力培养 本课程在教学过程中，注重学生从事本专业工作所需的基本理论、基本方法和基本技能的学习，教学中注意激发学生的学习兴趣，在启发、提示下引导学生自主学习，提高学生的思维能力和实践技能，增强他们理论联系实际的能力，培养学生的自学能力，使他们在走上工作岗位后实现可持续发展。培养学生作为准职业人的良好职业习惯与素养。 2.改变传统教学方式，培养学生实践动手能力 本课程在教学过程中要打破传统的知识体系架构，重新建立以工作任务为引领的、任务驱动为导向的能力体系架构。通过对典型工作任务完整工作过程的完成，培养学生自主资讯、归纳总结、实践操作的能力，使学生学会如何在一个团队的工作中通过沟通与交流，形成工作方案并具体实施，以团队合作的方式完成项目工作的能力与经验。 3.尊重个体差异，看到学生进步，注重过程评价 本课程在教学过程中，倡导学生自主分析、积极思考，鼓励多元思维方式并将其表达出来，尊重个体差异。在教学评价过程中，多看到学生个体的进步，而不要对学生的要求搞“一刀切”，只要学生有进步，哪怕还较其他同学差些，但相对自己有了进步，教师就应及时鼓励，给予表扬，并在过程评价中予以体现，注重培养和激发学生的学习积极性和自信心。评价要遵循有利于促进学生的知识与技能掌握为原则，并能促进学生健康人格的发展。 （二）课程设计思路

电气控制技术与应用-习题与解答(五)

习题与解答（五） 一、填空题 1．刀开关安装时，手柄要向上装，不得倒装或平装，否则手柄可能因动下落而引起误合闸，造成人身和设备安全事故。接线时，电源线接在上端，下端接用电器，这样拉闸后刀片与电源隔离，用电器件不带电，保证安全。 2．按钮用来短时间接通或断开小电流，常用于控制电路，绿色表示起动，红色表示停止。 3．熔断器用于短路保护，热继电器用于过载保护，它们都是利用电流的热效应来工作的。 4．低压断路器又称空气开关或自动开关，它是既能通断电路，又能进行短路、过载、失压、欠压保护。 5．交流接触器主要由电磁系统、触头系统、灭弧系统组成。 6．电流继电器的线圈应串联在电路中，绕组较短粗，电压继电器的线圈应并联在电路中，绕组较细长。 7.控制原理图一般分为电源电路、控制电路、主电路、信号电路及照明电路绘制。原理图中各触头位置都应按电路未通电或电器未动作时的常态位置画出。 8.需要在不同的场所对电动机进行控制，可在控制电路中并联几个启动按钮和串联几个停止按钮。 9. SQ是位置开关的文字符号，自动空气开关的文字符号是QF ，中间继电器的文字符号是KA。 10. “JR16-20/3D”是表示热继电器，“20”表示额定电流为20A ，“3”表示三相式热继电器，“D”表示具有差动断相保护机构。它可以用来对三角形接法的电动机进行有效的保护。 二、判断题 1.在自动空气开关中，起短路保护的是电磁脱扣器。（√） 2采用了自动空气开关，可以对电动机实行无熔丝保护。（√） 3根据触头的延时特点不同，时间继电器可分为通电延时型和断电延时类两种。（√） 4.速度继电器是用来反映转速变化的继电器。（√） 5．过电流继电器在电路电流正常时，其铁心处于未吸合状态。（√）

电气控制技术与应用-习题与解答(六)

习题与解答（六） 一、填空题 1.用热继电器对电动机进行保护，其整定电流值应由电动机的额定电流来确定。热继电器可以用来防止电动机因过载而损坏，不能用来对电动机进行失压保护。 2.可以用中间继电器来扩大控制回路的数目。中间继电器是把一个输入信号变成多个输出信号的继电器。 3.中间继电器的结构与原理和接触器相同，故也称为接触器式继电器。其各对触头允许通过的电流是相同的，额定电流一般为 5 A。 4.电流继电器的吸引线圈应串联在主电路中。欠电流继电器在主电路通过正常工作电流时，动铁心已经被吸合，当主电路的电流低于其整定电流时，动铁心才被释放。 5.电动机的正反转控制电路，其实就是正转控制与反转控制电路的组合。但在任何时候只允许其中一组电路工作，因此必须进行互锁，以防止电源短路。 6.“JR16-20/3D”是表示热继电器，“20”表示额定电流为20A ，“3”表示三相式热继电器，“D”表示具有差动断相保护机构。它可以用来对三角形接法的电动机进行有效的保护。 7.闸刀开关一般来说应垂直装于控制板上，不能倒装。接线时，进出线不能反接，否则在更换熔丝时会发生触电事故。 8.SQ是位置开关的文字符号，自动空气开关的文字符号是QF ，中间继电器的文字符号是KA。 9.时间继电器按延时方式可分为通电延时型与断电延时型两种。 10.电气控制原理图一般分为电源电路、控制电路、主电路、信号电路及照明电路绘制。原理图中各触头位置都应按电路未通电或电器未动作时的常态位置画出。 二、判断题 1.只要流经热继电器的电流超过其整定电流值，热继电器会立即动作。（×） 2.不能采用二相结构的热继电器对三角形接法的电动机进行有效的断相保护。（√） 3.中间继电器触头数目多，并且没有主、辅触头之分。（√） 4.自动空气开关适用于频繁启动和停止电动机。（×） 5.在自动空气开关中，起短路保护的是电磁脱扣器。（√） 三、简答题

风力发电基础知识汇总

风力发电 把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。 风力发电的原理， 利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。 风力发电所需要的装置，称作风力发电机组。这种风力发电机组，大体上可分风轮(包括尾舵)、发电机和铁塔三部分。（大型风力发电站基本上没有尾舵，一般只有小型（包括家用型）才会拥有尾舵） 风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，它由两只(或更多只)螺旋桨形的叶轮组成。当风吹向浆叶时，桨叶上产生气动力驱动风轮转动。桨叶的材料要求强度高、重量轻，目前多用玻璃钢或其它复合材料(如碳纤维)来制造。（现在还有一些垂直风轮，s型旋转叶片等，其作用也与常规螺旋桨型叶片相同） 由于风轮的转速比较低，而且风力的大小和方向经常变化着，这又使转速不稳定；所以，在带动发电机之前，还必须附加一个把转速提高到发电机额定转速的齿轮变速箱，再加一个调速机构使转速保持稳定，然后再联接到发电机上。为保持风轮始终对准风向以获得最大的功率，还需在风轮的后面装一个类似风向标的尾舵。 铁塔是支承风轮、尾舵和发电机的构架。它一般修建得比较高，为的是获得较大的和较均匀的风力，又要有足够的强度。铁塔高度视地面障碍物对风速影响的情况，以及风轮的直径大小而定，一般在6-20米范围内。 发电机的作用，是把由风轮得到的恒定转速，通过升速传递给发电机构均匀运转，因而把机械能转变为电能。 小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。 一般说来，三级风就有利用的价值。但从经济合理的角度出发，风速大于每秒4米才适宜于发电。据测定，一台55千瓦的风力发电机组，当风速为每秒9.5米时，机组的输出功率为55千瓦；当风速每秒8米时，功率为38千瓦；风速每秒6米时，只有16千瓦；而风速每秒5米时，仅为9.5千瓦。可见风力愈大，经济效益也愈大。 在我国，现在已有不少成功的中、小型风力发电装置在运转。 我国的风力资源极为丰富，绝大多数地区的平均风速都在每秒3米以上，特别是东北、西北、西南高原和沿海岛屿，平均风速更大；有的地方，一年三分之一以上的时间都是大风天。在这些地区，发展风力发电是很有前途的。中国风能储量很大、分布面广，仅陆地上的风能储量就有约 2.53亿千瓦。2009年，中国（不含台湾地区）新增风电机组10129台，容量13803.2MW，同比增长124%；累计安装风电机组21581台，容量25805.3MW。按照国家规划，未来15年，全国风力发电装机容量将达到2000万至3000万千瓦。以每千瓦装机容量设备投资7000元计算，根据《风能世界》杂志发布，未来风电设备市场将高达1400亿元至2100亿元。风电发展到目前阶段，其性价比正在形成与煤电、水电的竞争优势。风电的优势在于：能力每增加一倍，成本就下降15% 风力发电的输出

电气控制技术论文

The application of electrical control technology in the industrial production --------电气控制技术在工业上产中的应用 姓名：韩冲 学号： 班级：机械2094 授课教师：周力 2012年5月 目录 前言 (1) 摘要 (2) 第一章PLC的简介 1.1 PLC的发展 (3) 1.2PLC与电气控制相结合的优点 (3) 1.3 PLC与电气控制的特例解析 (4) 第二章三相异步电动机基础 2.1 三相异步电动机的结构 (5) 2.2 三相异步电动机的工作原理 (6) 2.3 三相异步电动机的几个工作过程的分析 (7) 第三章PLC基础 3.1 PLC的定义 (10) 3.2 PLC与继电器控制的区别 (10) 3.3 PLC的工作原理 (10) 3.4 PLC的应用分类 (11) 第四章三相异步电动机的PLC控制 4.1 三相异步电动机的正反转控制 (12) 4.2 两台电动机顺序起动联锁控制 (13) 4.3三相异步电动机使用PLC控制优点 (15) 结束语 (16) 参考文献 (17) 前言 电气控制技术是一门多学科交叉的技术,是实现工业生产自动化的重要技术手段。随着科学技术的不断发展,特别是计算机和网络技术的应用,以及新型控制策略的出现,使电气控制系统从控制结构到控制理念均发生了根本的变化。系统介绍先进科学技术的成果在工业生产中的应用以及电气控制系统的发展方向。电气控制技术是随着科学技术的不断发展、

生产工艺不断提出新的要求而得到迅速发展的.从最早的手动控制发展到自动控制,从简单的控制设备发展到复杂的控制系统，从有接触的硬接线继电器控制系统发展到以计算机为中心的软件控制系统。现代电气控制技术综合应用了计算机、自动控制、电子技术、精密测量等许多先进的科学技术成果。 本论文主要讲述PLC和三相异步电动机的综合应用。三相异步电动机的应用几乎涵盖了工农业生产和人类生活的各个领域,在这些应用领域中,三相异步电动机常常运行在恶劣的环境下,导致产生过流,短路,断相,绝故,对缘老化等事故，应用于大型工业设备重要场合的高压电动机,大功率电动机来说,一旦发生故障所造成的损失无法估量。在生产过程中,科学研究和其它产业领域中,电气控制技术应用十分广泛,在机械设备的控制中,电气控制也比其它的控制方法使用的更为普遍。 本系统的控制是采用PLC的编程语言----梯形语言,梯形语言是在可编程控制器中的应用最广的语言，因为它在继电器的基础上加进了许多功能，使用灵活的指令，使逻辑关系清晰直观，编程容易，可读性强，所实现的功能也大大超过传统的继电器控制电路，可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，它是专为在恶劣工业环境下应用而设计，它采用可编程序的存储器，用来在内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术等操作的指令，并采用数字式，模拟式的输入和输出，控制各种的机械或生产过程。 长期以来，PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化设备提供了非常可靠的控制应用，它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业，企业对自动化的需要。进入20世纪80年代，由于计算机技术和微电子技术的迅猛发展，极大地推动了PLC的发展，使得PLC的功能日益增强，目前，在先进国家中，PLC已成为工业控制的标准设备，应用面几乎覆盖了所有工业，企业。由于PLC 综合了计算机和自动化技术，所以它发展日新月异，大大超过其出现时的技术水平，它不但可以很容易的完成逻辑，顺序，定时，计数，数字运算，数据处理等功能，而且可以通过输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系，从而实现生产过程的自动化控制。特别是超大规模集成电路的迅速发展以及信息，网络时代的到来，扩展了PLC的功能，使它具有很强的联网通讯能力，从而更广泛的运用于众多行业。 摘要 PLC在三相异步电动机控制中的应用，与传统的继电器控制相比具有速度快，可靠性高，灵活性强，功能完善等优点。长期以来，PLC始终处于自动化领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用，它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化的需要。本文设计了2个三相异步电动机的PLC控制电路，分别是三相异步电动机的正反转控制和两台电动机顺序起动联锁控制，与传统的继电器控制相比，具有控制速度快、可靠性高、灵活性强等优点，可作为高校学生学习PLC的控制技术的参考，也可作为工业电机的自动控制电路。 关键词 PLC; 三相异步电动机; Abstract PLC in the three-phase asynchronous machine control`s application compares with the traditional black –white control, has the control speed to be quick, the main battlefield, has provided the very reliable control application for various automation control device it can provide safe reliable and the quite perfect solution for the automated control application, suits in the current industrial enterprise to the automated need. This paper designs a three-phase asynchronous motor, 2 of PLC control circuit, which is of positive &negative three-phase asynchronous motor control and two motor starting interlocks control, and the sequence of traditional relay control, control speed, high reliability and flexibility, as college students' learning PLC control technology, but also can be used as reference for the automatic control of

电气控制技术与应用-习题与解答(八)

习题与解答（八） 一、填空题 1．在电动机控制电路中，是利用熔断器作为短路保护，利用热继电器作为过载保护。 2．接触器主要控制大电流的主电路；而继电器主要控制小电流的辅助电路。故继电器一般不需要灭弧装置。 3．对电动机和生产机械实现控制和保护的电工设备，叫做控制电器。 4．交流接触器是用来频繁地远距离接通和切断主电路的控制电路，它主要由触点、电磁操作机构、灭弧装置三部分组成。 5．电气控制线路图就是用一定的图形来表达电气控制系统中各电气元件及其连接。常见的电器控制线路图有电气原理图、电气元件分布图、电气安装接线图三类。 6．现有保护控制电器A、熔断器B、自动开关C、热继电器D、交流接触器E、过电流继电器，以上电器能用于短路保护的有A、B，能用于过载保护的有B、C，能用于过电流保护的有D、E，能用于零电压或欠电压保护的有B、D。 7．SQ是位置开关的文字符号，自动空气开关的文字符号是QF ，中间继电器的文字符号是KA。8．热继电器的整定电流值是指热继电器长期工作而不动作时的最大电流值。 9．电动机控制电路中，具有欠压或失压保护的电器是接触器。 10．热继电器它是利用电流的热效应而动作的。它的发热元件应串接于电动机电源回路中。 二、判断题 1.熔断器既是保护电器又是控制电器。（×） 2.主触头额定电流在20A以上的交流接触器，一般都配有专门的灭弧装置。（√） 3.当吸引线圈未通电时，接触器所处的状态称为接触器的常态。（√） 4.接触器的辅助触头和主触头一样，可以用来切断和接通大电流的主电路。（×） 5.不能将吸收线圈额定电压为220V的交流接触器接到380V的电源上。（√） 三、简答题. 1、两个同型号的交流接触器，线圈额定电压为110V，试问能不能串联后接于220V交流电源？答：不能串联。否则，将因衔铁气隙的不同，线圈交流阻抗不同，电压不会平均分配，导致电器不能可靠工作。 2、什么是保护接地？什么是保护接零？ （1）保护接地：在三相三线制电力系统中，将电力设备的外壳与大地作可靠地金属连接称为保护接地。

电气控制技术与应用-习题与解答(三)

习题与解答（三） 一、填空题 1.接触器选用时，其主触点的额定工作电压应_大于_或_等于_负载电路的电压，主触点的额 定工作电流应大于_或_等于负载电路的电流，吸引线圈的额定电压应与控制回路__相等____。 2.直流电机按励磁方式的不同可分为_他励_、__并励_、串励__、复励_四种。 3.三相笼型异步电动机降压起动的方法包括定子电路串接电阻、星-三角降压和 自耦变压器降压三种。 4.行程开关也称限位开关，可将机械位移信号转化为电信号，通过控制其它电器来控制运动 部分的行程大小、运动方向或进行限位保护。 5.接触器可用于频繁通断主电路，又具有欠压保护作用。 6.制动措施可分为电力制动和机械制动两大类。电力制动有能耗制动、反接制动两种，是 用电气的办法使电动机产生一个与转子转向相反的制动转矩。 7.刀开关安装时，手柄要向上装，不得倒装或平装，否则手柄可能因动下落而 引起误合闸，造成人身和设备安全事故。接线时，电源线接在上端，下端接用电器，这样拉闸后刀片与电源隔离，用电器件不带电，保证安全。 8.按钮用来短时间接通或断开小电流，常用于控制电路，绿色表示起动，红色 表示停止。 9.熔断器用于短路保护，热继电器用于过载保护，它们都是利用电流的热效应来 工作的。 10. 电动机正反转控制电路必须有互锁，使换相时不发生相间短路。 二、判断题 1.用自动开关作为机床的电源引入开关，一般就不需要再安装熔断器作短路保护。（√） 2.欠电流继电器一般情况下衔铁处于释放状态，当电流超过规定值衔铁吸合（×）。 3.能耗制动比反接制动所消耗的能量小，制动平稳。（√） 4.热继电器的额定电流就是其触点的额定电流（×） 5.熔断器是安全保护用的一种电器，当电网或电动机发生负荷过载或短路时能自动切断电路。 （×） 三、简答题

风力发电原理及应用探讨 马雪峰

风力发电原理及应用探讨马雪峰 发表时间：2019-11-20T15:17:34.283Z 来源：《基层建设》2019年第24期作者：马雪峰[导读] 摘要：近年来，我国的风力发电越来越多。 三峡新能源大柴旦风电有限公司青海省海西州大柴旦行委锡铁山镇 816203 摘要：近年来，我国的风力发电越来越多。风能作为一种清洁能源，日益受到各国的重视，发展风力发电技术成为当前迫切需要解决的问题。本文就风力发电技术的原理和当前我国在风电技术方面的发展状况进行探讨。 关键词：环境污染；新能源；风力发电引言 19世纪70年代以后，人类开始进入二次工业革命，人类社会也开始进入电气时代，电力得到了广泛应用，并取代了蒸汽成为工业生产和社会生活的主要能源，给人类社会的生产结构和生活方式带来了巨大的改变。随着发电技术的发展，风力发电技术在我国得到了普遍应用，而风力发电过程中风力发电系统控制技术是促进风力发电技术进一步发展的重要基础和影响因素，但是，随着我国社会经济发展和人类生活对电力需求的增大，我国原有的风力发电系统控制技术已无法满足现代风力发电技术的高要求，阻碍了风力发电技术的进一步发展。 1风力发展的现状中国拥有丰富的风能资源，全年风能资源总量32．26亿kW（地面以上10m风速大于5m/s），实际可开采量为10．4亿kW。根据我国的实际情况，新能源战略已经开始着重发展风电。因此我国风电发展前景相当可观，从现在到未来将保持高速发展的趋势，同时，随着风力发电技术的逐步成熟，风电行业的盈利能力也将稳步提高。根据中国工商业研究院发布的数据，截至2017年底，全球风电市场主要集中在5个国家：中国、美国、德国、印度和西班牙。其中，中国累计装机容量188392兆瓦，居世界第一，美国累计装机容量89077MW，居世界第二。与2007年前我国风电装机容量相比，近年来我国风电装机容量实现了质的飞跃。因为不断增加的装机容量，中国已成为了世界上最重要的风力发电国之一。 2我国风力发电的现状及存在的问题我国幅员辽阔，风力资源极为丰富，十分有利于风电行业的发展。近年来，国家对风电产业的发展十分重视，投入了大量的研发人员和资金，累计和新增风电装机容量世界排名第一。我国风力资源主要分布在地广人稀的西部地区、华北丘陵地区以及东南沿海地区，累计建设了180多家风力发电厂，很好的缓解了当地的用电荒问题。目前我国风力发电系统中的大部分部件和技术都是自主研发，但是核心部件还是依靠国外进口，缺乏自主技术。由于风电技术在我国发展的时间较短，同时我国风力资源分布不均匀，风电技术存在市场化水平低、技术欠成熟、安全保障不足等问题。风力资源分布不均匀导致风电场发的电需要通过远距离输送到需要电的地区，同时风力资源较匮乏的地区无法建设风力发电站，造成风电技术发展不平衡。风能的间歇性和不稳定性也会导致电能质量较低。此外，部分地区对清洁能源的认识不够深刻，忽视了风电技术对环境带来的红利，导致没有对风电资源进行充分开发。由于我国风力发电技术发展时间较短，缺乏自主化技术，很多核心技术和部件还需要依赖西方发达国家，这样就造成被动的技术依赖和过高的资金技术消耗。同时风电传输技术和设备的不完善，风电机组运行存在安全隐患，电力运营管理人才缺乏，都是制约风电技术的瓶颈。当前风力发电行业的商品化程度依旧较低，缺乏一套完善的市场体制来保证行业的稳定发展，国家尚需投入大量人力物力财力来发展配套设施和人员。 3解决我国风力发电面临问题的举措 3.1做好谐波抑制措施 第一种是做好谐波抑制工作，影响风力发电并网技术质量的因素有很多，其中，电能的质量情况在其中占有非常重要的地位。为了最大程度的提高电能的利用效率，相关的技术人员主要采取的方式是通过对结合组静止无功补偿器进行使用，来对影响谐波的因素进行抑制。由于我国电力行业的发展在最近几年来受到了人们的广泛关注，电能设备的发展方向朝向多元化、丰富化的方向发展，现阶段，市场上抑制器的种类也越来越丰富。谐波抑制工作使用的抑制器是组合型的，由可投切电容器、电抗器以及谐波滤波装置构成，这种抑制器与其中类型的抑制器相比，功率的转化速度加快，可以对风力情况进行追踪检查，可以在短时间发现不稳定的情况，并且对这种情况进行及时的解决，提高抑制谐波的效率以及风力发电的质量情况。 3.2加大研发和管理力度，促进风电产业结构调整 不能过分依赖产品和技术进口，要建立完善的人才培养机制，积极创新，研发出具有自主知识产权的风电技术。 3.3完善风电信息分析工作，强化并网管理 第二项工作是加强信息的管理以及提高并网技术体系。为了提高风力并网工作的完成效率，相关的技术人员应该在风力发电的过程中，建立信息完善平台，对风力发电的数据以及信息进行收集、整理。信息的收集以及整理是一项十分漫长的过程，包括多个行业、多个领域，其中风电规划前期、后期以及运行中期的数据都应该进行记录，数据的完整性对并网的后期管理具有十分重要的作用。并网管理是多方面的，为了提高并网管理的质量，相关的单位应该建立专门的管理队伍，对并网进行大规模的监管、检测，进一步完善风力发电的管理体系，除此之外，对于大型的风力发电项目，要做好年度的规划，对风力发电的情况进行严格的记录，根据有关的资料显示，风力发电管理体系的制定以及完善可以从根本上提高用电的质量情况，提高相关产业的工作效率。 3.4我国部分区域的风能资源开发 根据中国中东部和南方地区陆上风能资源分布广泛、用电地区近的特点，按照“就近接入、本地消纳”的原则，中东部和南方地区成为国家发展风电的选择区域，这些地方的风能资源将得到规模化开发，具体表现为3个方面：①中东部和南部地区成为项目核准地区。②调整这些地区的上网电价，以吸引当地的风电投资。③国家在《风电发展“十三五”规划》提出，中东部和南方地区陆上风电在2020年新增并网装机容量将达到4200万kW以上，累计并网装机容量达到7200万kW以上。 3.5强化故障诊断，提升电能质量 对风力发电机组的故障进行分析，进而对故障进行诊断。风力发电机组的相关技术人员要对风力发电行业中存在的问题进行分析，分析之后提出相应的解决措施，只有提高设备的质量，才能进一步提升风力发电机组的发电质量。 3.6杜绝安全隐患

电气控制技术试卷及答案

电气控制技术题库 三、判断：（每题2分） 1、开关电器在所有电路都可直接接负载。（X） 2、主令电器在自动控制系统中接入主回路。（X） 3、刀开关安装时，手柄要向上装。接线时，电源线接在上端，下端接用电器。（√） 4、熔断器在电路中既可作短路保护，又可作过载保护。（X） 5、热继电器在电路中既可作短路保护，又可作过载保护。（X） 6、接触器按主触点通过电流的种类分为直流和交流两种。（√） 7、继电器在任何电路中均可代替接触器使用。（X） 8、电气原理图绘制中，不反映电器元件的大小。（√） 11、电气原理图设计中，应尽量减少电源的种类。（√） 12、电气原理图设计中，应尽量减少通电电器的数量。（√） 13、电气接线图中，同一电器元件的各部分不必画在一起。（X） 14、热继电器和过电流继电器在起过载保护作用时可相互替代。（X） 15、一台线圈额定电压为220V的交流接触器，在交流220V和直流220V的电源上均可使用。（X） 16、检修电路时，电机不转而发出嗡嗡声，松开时，两相触点有火花，说明电机主电路一相断路。（√ ） 18、时间继电器之所以能够延时，是因为线圈可以通电晚一些。（X） 19、熔断器的额定电流大于或等于熔体的额定电流。（√） 20、中间继电器实质上是电压继电器的一种，只是触点多少不同。（√） 21、分析控制电路最基本的方法是查线读图法。（√） 24、交流接触器通电后，如果铁芯吸合受阻，会导致线圈烧毁。（√） 25、低压断路器是开关电器，不具备过载、短路、失压保护。（X） 27、热继电器的电流整定值是触点上流过的电流值。（X） 29、正在运行的三相异步电动机突然一相断路，电动机会停下来。（X） 30、在控制电路中，额定电压相同的线圈允许串联使用。（X） 31、在正反转电路中，用复合按钮能够保证实现可靠联锁。（√） 33、低压断路器具有失压保护的功能。（√） 34、电压线圈并联在电源两端，匝数多，阻抗小，电流线圈串联在电路中，导线细，电流大。（X） 35、电动机采用制动措施的目的是为了停车平稳。（X） 36、电动机采用制动措施的目的是为了迅速停车。（√） 37、在点动电路、可逆旋转电路等电路中主电路一定要接热继电器。（X） 38、交直流电压线圈电磁机构其衔铁动作不会引起线圈电流的变化。（X） 48、接触器的额定电流指的是线圈的电流（X） 49、接触器的额定电压指的是线圈的电压。（X） 50、交流接触器的衔铁无短路环。（X） 51、直流接触器的衔铁有短路环。（X） 53、行程开关可以作电源开关使用。（X）） 55、刀开关可以频繁接通和断开电路。（X）） 60、中间继电器在控制电路中，起中间中间转换作用，永远不能代替交流接触器。（X） 61、电气原理图中所有电器的触电都按没有通电或没有外力作用时的开闭状态画出。（√）62、在原理图中，各电器元件必须画出实际的外形图。（X） 63、全压控制，主回路电压一定是380V。（X） 64、电动机正反转控制电路为了保证起动和运行的安全性，要采取电气上的互锁控制。（√）

风力发电原理

风能发电的主要形式有三种：一是独立运行；二是风力发电与其他发电方式(如柴油机发电)相结合；三是风力并网发电。由于并网发电的单机容量大、发展潜力大，故本文所指的风电， 未经特别说明，均指并网发电。 1、小型独立风力发电系统 小型独立风力发电系统一般不并网发电，只能独立使用，单台装机容量约为100瓦-5千瓦，通常不超过10千瓦。它的构成为：风力发电机＋充电器＋数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。因风量不稳定，故小型风力发电机输出的是13～25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市 电，才能保证稳定使用。 2、并网风力发电系统 德国、丹麦、西班牙等国家的企业开发建立了评估风力资源的测量及计算机模拟系统，发展变桨距控制及失速控制的风力机设计理论，采用新型风力机叶片材料及叶片翼型，研制出变极、变滑差、变速恒频及低速永磁等新型发电机，开发了由微机控制的单台及多台风力发电机组成的机群的自动控制技术，从而大大提高了风力发电的效率及可靠性。在此基础上，风力发电机单机装机容量可以达到600千瓦以上。不少国家建立了众多的中型及大型风力发 电场，并实现了与大电网的对接。 现代风力发电机多为水平轴式。一部典型的现代水平轴式风力发电机包括叶片、轮毂(与叶片合称叶轮)、机舱罩、齿轮箱、发电机、塔架、基座、控制系统、制动系统、偏航系统、液压装置等。其工作原理是：当风流过叶片时，由于空气动力的效应带动叶轮转动，叶轮透过主轴连结齿轮箱，经过齿轮箱(或增速机)加速后带动发电机发电。目前也有厂商推出无齿轮箱式机组，可降低震动、噪音，提高发电效率，但成本相对较高。 风力发电机并不能将所有流经的风力能源转换成电力，理论上最高转换效率约为59%，实际上大多数的叶片转换风能效率约介于30-50%之间，经过机电设备转换成电能后的总输出效率约为20-45%。一般市场上风力发电机的启动风速约为2.5-4米/秒，于风速12-15米/秒时达到额定的输出容量。当风速更高时，风力发电机的控制机构将电力输出稳定在额定容量左右，为避免过高的风速损坏发电机，大多于风速达20-25米/秒范围内停机。一般采用旋角节制或失速节制方式来调节叶片之气动性能及叶轮的输出。依据目前的技术，3米/秒左右的风速(微风的程度)便可以进行发电。但在进行风场评估时，通常要求离地10米高 的年平均风速达到5-5.5米/秒以上。

电机与电气控制技术应用课程标准

电机与电气控制技术应用 课程标准 Final approval draft on November 22, 2020

锦州市机电工程学校 《电机与电气控制技术应用》 课程标准

《电机与电气控制技术应用》课程标准 一、课程简介 课程名称：《电机与电气控制技术应用》； 学时：96 授课对象：机电技术应用专业一年级学生； 课程性质：《电机与电气控制技术应用》是中等职业学校机电技术应用专业的一门核心专业课程，特点是理论与实践联系非常紧密，它是中职学生在实践中检验并加深理解所学理论知识，进而牢固掌握专业知识、提高实践动手能力的重要手段和途径。它不仅为《可编程序控制器技术及应用》等后续课程、集中实训和顶岗实习打下基础，而且为相关专业学生考取初、中级维修电工职业资格证书做准备。本课程的教学目的是让学生熟悉三相异步电动机及其电气控制系统的基本控制电路，具有电气控制系统的安装、调试和故障排除的基本能力。本课程的突出特征是理论教学与实际训练并重，要求理论必须与操作密切结合，强调技术应用。内容大致分为三相异步电动机正转、正反转、降压启动和制动等部分。教学应在电气控制实训室中进行，通过对典型工作任务完整工作过程的完成，培养学生的理论能力、实践能力、方法能力与社会能力，并养成良好自觉的职业习惯与素养。 前期课程：计算机应用基础、机械基础、电工技术； 同步课程：电子技术、机械制图； 后续课程：可编程序控制器技术及应用。 二、课程设计思路 （一）课程基本理念： 1.突出学生为主体，注重学生的能力培养

本课程在教学过程中，注重学生从事本专业工作所需的基本理论、基本方法和基本技能的学习，教学中注意激发学生的学习兴趣，在启发、提示下引导学生自主学习，提高学生的思维能力和实践技能，增强他们理论联系实际的能力，培养学生的自学能力，使他们在走上工作岗位后实现可持续发展。培养学生作为准职业人的良好职业习惯与素养。 2.改变传统教学方式，培养学生实践动手能力 本课程在教学过程中要打破传统的知识体系架构，重新建立以工作任务为引领的、任务驱动为导向的能力体系架构。通过对典型工作任务完整工作过程的完成，培养学生自主资讯、归纳总结、实践操作的能力，使学生学会如何在一个团队的工作中通过沟通与交流，形成工作方案并具体实施，以团队合作的方式完成项目工作的能力与经验。 3.尊重个体差异，看到学生进步，注重过程评价 本课程在教学过程中，倡导学生自主分析、积极思考，鼓励多元思维方式并将其表达出来，尊重个体差异。在教学评价过程中，多看到学生个体的进步，而不要对学生的要求搞“一刀切”，只要学生有进步，哪怕还较其他同学差些，但相对自己有了进步，教师就应及时鼓励，给予表扬，并在过程评价中予以体现，注重培养和激发学生的学习积极性和自信心。评价要遵循有利于促进学生的知识与技能掌握为原则，并能促进学生健康人格的发展。 （二）课程设计思路 本课程对机电产品装配工、机电产品维修工、机电设备操作工、机电产品现场安装工等工种的岗位能力、岗位素质要求进行分析，结合《电机与电气控制技术应用》课程的专业知识、职业能力和职业素养需求，设计出五个教学情境。