шаблон отчёта файл - Томский политехнический

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение высшего образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Энергетический институт
Направление – 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника»
Кафедра – электроэнергетических систем
ИССЛЕДОВАНИЕ АВТОНОМНОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
НА БАЗЕ ВЕТРОГЕНЕРАТОРА AIR–X
Отчет по лабораторной работе по дисциплине
«ОБЩАЯ ЭНЕРГЕТИКА»
Выполнил студент группы ________________
________________
(ФИО)
Проверил
________________
_________________
(ФИО)
Томск – 20____
Цель работы
1) Исследовать энергетические характеристики ветрогенератора AIR–X
при различной силе ветра.
2) На основании полученных данных проанализировать работу автономной системы электроснабжения на базе ветроэнергетической установки.
Краткое описание лабораторной установки
Рис. 1. Структурная схема лабораторного стенда
Электропитание лабораторной установки производится от однофазной
сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц. При замыкании
ключа SP (Вентилятор) питание подаётся на преобразователь частоты ПЧ.
С выхода преобразователя трёхфазное напряжение переменного тока с регулируемой частотой от 1 до50 Гц подаётся на двигатель вентилятора ВТ, который создаёт воздушный поток. Ветровая энергия приводит во вращение ветрогенератор ВГ, с выхода которого снимается напряжение постоянного тока.
В качестве электрической нагрузки ветрогенератора в лабораторной установке
используется набор активных сопротивлений R1–R5, параллельное подключение которых осуществляется с помощью ключей SB1–SB5. В цепи нагрузки
ветрогенератора установлены измерительные приборы: амперметр и вольтметр постоянного тока и частотомер. Частотомер подключен к цепи постоянного тока через логическую схему, которая вычисляет частоту вращения ветрогенератора по частоте пульсации выпрямленного напряжения.
Порядок проведения опытов
1.
Замыканием ключа SP подаем питание на преобразователь частоты
ПЧ (Вентилятор).
2.
Произведем пуск двигателя вентилятора нажатием клавиши «пуск».
3.
При помощи клавиш управления устанавливаем выходную частоту
преобразователя равной 50 Гц. Увеличение и уменьшение выходной
частоты осуществляем клавишами ↑ и ↓ соответственно.
4.
При достижении ветрогенератором установившегося режима работы
(через 15–20 сек) снимаем показания измерительных приборов при
работе электростанции в режиме холостого хода. Результаты заносим в таблицу.
5.
Последовательным замыканием ключей SB1–SB5 изменяем нагрузку
ветрогенератора от холостого хода до максимальной. Для каждой
ступени нагрузки фиксируем показания измерительных приборов и
записываем их в таблицу.
6.
Останавливаем двигатель вентилятора нажатием клавиши «стоп».
7.
Возвращаем все тумблеры панели управления в исходное состояние.
8.
Повторяем пункты 1–7 для режимов выходной частоты 45 и 40 Гц
соответственно.
9.
Для каждого проделанного опыта рассчитываем выходную мощность ветрогенератора и заносим в таблицу.
Таблица с данными
Выходная
Ступени
частота ПЧ нагрузки
50 Гц
Х.х.
Ступень 1
Ступень 2
Ступень 3
Ступень 4
Ступень5
45 Гц
Х.х.
Ступень 1
Ступень 2
Ступень 3
Ступень 4
Ступень5
40 Гц
Х.х.
Ступень 1
Ступень 2
Ступень 3
Ступень 4
Ступень5
n, об/мин
U, В
I, A
P, Вт
10. В одних осях строим экспериментальные мощностные характеристики ветрогенератора для различных скоростей ветра Р = f(n).
Рис. 2. График зависимости Р = f (n)
11. Наносим на полученную диаграмму каталожную мощностную характеристику ветрогенератора и определяем скорость ветра, создаваемую вентилятором при частотах питающего напряжения 50, 45 и
40 Гц соответственно.
 при f = 50 Гц, V= ____ м/с,
 при f = 45 Гц, V= ____ м/с,
 при f = 40 Гц, V= ____ м/с.
12. Рассчитываем мощность ветрового потока для каждой скорости ветра при определенных частотах.
 для Vf = 50 Гц, P____м/с = ____ Вт,
 для Vf = 45 Гц, P____м/с = ____ Вт,
 для Vf = 40 Гц, P____м/с = ____ Вт.
13. Определяем общий КПД преобразования ветровой
в электрическую в режиме максимальной мощности
n 
2  PВЭУn
    Vn  R  
3
2
энергии
 100 0 0
где Р – мощность ветрового потока, для определенной частоты, V– скорость
ветра, м/с; R = 0,575 м,  = 0,593.
η50 = ____ %.
η45 = ____ %.
η40 = ____ %.
14. Определяем возможную годовую выработку электроэнергии ветрогенератором при различных скоростях ветра и делаем анализ полученных результатов.
Wм/с  Рmax  tг ,
где tг = ____ часов.
W____м/с = _______________________ кВт·ч,
W____м/с = _______________________ кВт·ч,
W____м/с = _______________________ кВт·ч.
Вывод:________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
__________________________________________________________________