DEVELOPMENT OF THE STAND AND METHODS OF RESEARCH OF CENTRIFUGAL REGULATORS FOR WINDOWS
Розроблено та виготовлено стенд для проведення досліджень відцентрових регуляторів для вітроустановок, що включає аеромеханічну частину, ротор з відцентровим регулятором та блок вимірювань і навантажень, який дозволяє дослідити роботу регулятора при різних його параметрах при статичних та динамічних...
Saved in:
| Date: | 2017 |
|---|---|
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2017
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/20 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Vidnovluvana energetika |
| Download file: |  |
Institution
Vidnovluvana energetika| _version_ | 1871103059374899200 |
|---|---|
| author | Holovko, V. Kokhanevych, V. Shykhailov, A. |
| author_facet | Holovko, V. Kokhanevych, V. Shykhailov, A. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "V. Holovko",
"institution": "Institute of Renewable Energy, NAS of Ukraine"
},
{
"author": "V. Kokhanevych",
"institution": "Institute of Renewable Energy, NAS of Ukraine"
},
{
"author": "A. Shykhailov",
"institution": "Institute of Renewable Energy, NAS of Ukraine"
}
] |
| author_sort | Holovko, V. |
| baseUrl_str | https://ve.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T06:32:06Z |
| description | Розроблено та виготовлено стенд для проведення досліджень відцентрових регуляторів для вітроустановок, що включає аеромеханічну частину, ротор з відцентровим регулятором та блок вимірювань і навантажень, який дозволяє дослідити роботу регулятора при різних його параметрах при статичних та динамічних навантаженнях та запропонована методика проведення даних досліджень. |
| first_indexed | 2025-07-17T11:36:57Z |
| format | Article |
| fulltext |
ВІТРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2017. № 4 43
УДК 621.548
РОЗРОБКА СТЕНДУ ТА МЕТОДИКИ ДОСЛІДЖЕННЯ ВІДЦЕНТРОВИХ
РЕГУЛЯТОРІВ ДЛЯ ВІТРОУСТАНОВОК
В.М.Головко, проф., докт. техн. наук,
Інститут відновлюваної енергетики НАН України, 02094, м. Київ, вул. Гната Хоткевича, 20А,
тел./факс +38-044-206-28-09, e-mail: renewable@ukr.net
ORCID: 0000-0003-0195-9654
В.П.Коханєвич, канд. техн. наук,
Інститут відновлюваної енергетики НАН України, 02094, м. Київ, вул. Гната Хоткевича, 20А,
тел./факс +38-044-206-28-09, e-mail: renewable@ukr.net
ORCID: 0000-0003-0033-1355
М.О.Шихайлов, Інститут відновлюваної енергетики НАН України,
02094, м. Київ, вул. Гната Хоткевича, 20А,
тел./факс +38-044-206-28-09, e-mail: renewable@ukr.net
ORCID: 0000-0003-1845-9904
Розроблено та виготовлено стенд для проведення досліджень відцентрових регуляторів для вітроустановок, що включає
аеромеханічну частину, ротор з відцентровим регулятором та блок вимірювань і навантажень, який дозволяє дослідити
роботу регулятора при різних його параметрах при статичних та динамічних навантаженнях та запропонована методи-
ка проведення даних досліджень. Бібл. 15, рис. 7.
Ключові слова: вітроенергетика, вітроустановка, ротор вітроустановки, відцентровий регулятор.
DEVELOPMENT OF THE STAND AND METHODS OF RESEARCH OF
CENTRIFUGAL REGULATORS FOR WINDOWS
Golovko V.,
Institute of Renewable Energy, NAS of Ukraine, Hnata Khotkevycha, 20А, 02094, Kyiv-94, Ukraine,
Phone/fax: +38-044-206-28-09, e-mail: renewable@ukr.net
ORCID: 0000-0003-0195-9654
Kokhanievych V.,
Institute of Renewable Energy, NAS of Ukraine, Hnata Khotkevycha, 20А, 02094, Kyiv-94, Ukraine,
Phone/fax: +38-044-206-28-09, e-mail: renewable@ukr.net
ORCID: 0000-0003-0033-1355
Shykhailov A.,
Institute of Renewable Energy, NAS of Ukraine, Hnata Khotkevycha, 20А, 02094, Kyiv-94, Ukraine,
Phone/fax: +38-044-206-28-09, e-mail: renewable@ukr.net
ORCID: 0000-0003-1845-9904
A bench for conducting research of centrifugal regulators for wind turbines is developed and made. This bench includes an aero-
mechanical part, a rotor with a centrifugal regulator, and a block of measurements and loads, which allows us to investigate the
operation of the regulator at its various parameters in static and dynamic loads, and the proposed method of conducting research
data. References 15, figures 7.
Keywords: wind power, wind turbine, wind turbine rotor, centrifugal regulator.
Головко В.М.,
Golovko V.
Відомості про автора: провідний науко-
вий співробітник Інституту відновлюваної
енергетики НАН України.
Освіта: закінчив 1977 р. Українську сіль-
ськогосподарську академію за спеціальністю
«Електрифікація сільського господарства».
Область наукових інтересів: відновлю-
вані джерела енергії, вітроенергетика, вітро-
установки малої потужності, автономні сис-
теми енергозабезпечення.
Публікації: 145.
Information about the author: chief re-
searcher at Institute for Renewable Energy, Na-
tional Academy of Sciences of Ukraine.
Education: graduated from the Ukrainian
Agricultural Academy in 1977 with the degree of
"Electrification of Agriculture".
Area of researches: renewable sources of en-
ergy, wind power systems, small capacity wind
units, autonomous power systems.
Publications: 145.
© В.М.Головко, В.П.Коханевич, М.О.Шихайлов, 2017
ВІТРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2017. № 4 44
Коханєвич В.П.,
Kokhanievych V.
Відомості про автора: старший науковий
співробітник Інституту відновлюваної енер-
гетики НАН України.
Освіта: закінчив 1979 р. Київський полі-
технічний інститут за спеціальністю «Техно-
логія машинобудування, метало ріжучі верс-
тати та інструменти».
Область наукових інтересів: вітроенер-
гетика, вітроустановки малої потужності,
системи регулювання та захисту.
Публікації: 118
Information about the author: Researcher
at Institute for Renewable Energy, National
Academy of Sciences of Ukraine.
Education: graduated from the Kyiv
Polytechnic Institute in 1979 with the
specialization "Technology of Machine-
Building, Metal Cutting Machines and Tools".
Area of researches: power systems, convert-
ing types of energy, automation and modeling
processes. wind power systems, small capacity
wind units, control systems and protect.
Publications: 118.
Шихайлов М.О.,
Shykhailov A.
Відомості про автора: науковий співро-
бітник Інституту відновлюваної енергетики
НАН України.
Освіта: закінчив 1979 р. Київський полі-
технічний інститут за спеціальністю «Гідро-
пневмоавтоматика та гидропривод».
Область наукових інтересів: вітроенер-
гетика, вітроустановки малої потужності,
системи управління.
Публікації: 189
Information about the author: Researcher
in wind department at Institute for Renewable
Energy, National Academy of Sciences of
Ukraine.
Education: graduated from the Kyiv Poly-
technic Institute in 1979 with the specialty "Hy-
dropneumatic and Hydraulic Drive";
Area of researches: wind power systems,
small capacity wind units, control systems.
Publications: 189.
Перелік використаних позначень
V – швидкість повітряного потоку, що набігає на
ротор;
JТ – момент інерції відцентрових тягарців;
JД – момент інерції державки;
mТ – маса відцентрових тягарців;
rТ – відстань від вісі обертання лопаті до центру
ваги тягарців;
0ПрF – величина початкового натяжіння пружини
регулювання;
Прl – довжина пружини регулювання;
МН – момент навантаження;
номM – номінальний момент навантаження;
n – швидкість обертання ротора;
Θ – кут між кривошипом і хордою лопаті;
f – показання частотоміра;
Кг – число пар полюсів генератора;
R – опір навантаження;
Р – потужність на затискачах генератора.
Вступ. Удосконалення сучасних вітроуста-
новок (ВУ) малої потужності потребує, відповід-
но, удосконалення систем регулювання обертів
та потужності [1–3]. Одним із таких простих та
надійних регуляторів, що набули широкого розпо-
всюдження в системах регулювання вітроустано-
вок малої потужності, є відцентрові регулятори.
Запропоновані в роботах [4–10] нові теоретич-
ні положення, що слугують для удосконалення ме-
тодик розрахунку відцентрових регуляторів роторів
ВУ, потребують експериментальної перевірки.
Постановка завдання. Дослідження відцен-
трових регуляторів роторів вітроустановок вима-
гає врахування наступних специфічних вимог:
– необхідність проведення великої кількос-
ті замірів;
– немає необхідності точного визначення
швидкості повітряного потоку, натомість потріб-
но визначати відносну швидкість його зміни;
– необхідність проведення динамічних ви-
пробувань при різкій зміні швидкості повітряно-
го потоку.
В ДСТУ 7338:2013 визначено наступні
способи проведення досліджень ВУ малої по-
тужності [11]:
– в натурних умовах;
– в аеродинамічній трубі;
– на рухомій платформі (автомобілі).
Проаналізуємо доцільність використання
вищенаведених способів дослідження для вико-
ристання їх на відповідність вимогам досліджен-
ня відцентрових регуляторів роторів вітроуста-
новок [12–15].
ВІТРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2017. № 4 45
Проведення експериментальних досліджень у
натурних умовах потребує обладнаного полігону
та значного проміжку часу для проведення дослі-
джень у потрібному обсязі за умови наявності до-
статнього діапазону швидкостей вітру. Проведен-
ня досліджень в аеродинамічній трубі потребує
значних фінансових витрат, а в технічному плані
досить важко імітувати динамічні випробування
при різкій зміні швидкості повітряного потоку.
Аналогічні задачі, хоч і в меншій мірі, виникають
під час випробовувань при транспортуванні ВУ на
рухомій платформі (автомобілі).
З урахуванням вищенаведених причин, в Ін-
ституті відновлюваної енергетики був розробле-
ний та виготовлений стенд для проведення екс-
периментальних досліджень відцентрових та ін-
ших типів регуляторів роторів вітроустановок.
Виклад основного матеріалу. Для вирішен-
ня поставленої задачі необхідно було провести
наступні роботи:
– розроблення загальної схеми стенду;
– вибір обладнання, яке серійно виробляєть-
ся, та розробка і виготовлення оригінальних вуз-
лів (ротор, відцентровий регулятор, синхронний
генератор тощо);
– тестування і тарування обладнання;
– розробка методики випробування.
Для дослідження систем регулювання роторів з
відцентровим регулятором була запропонована на-
ступна схема стенду, що наведена на рис. 1.
Призначення та опис основних складових
стенду. Пересувний вентилятор призначений для
створення рівномірного повітряного потоку зі
швидкістю до 7 м/с. Схема пересувного вентиля-
тора потужністю 4 кВт та загальний вигляд наве-
дені на рис. 2.
Рис. 1. Загальна схема дослідного стенду: 1 – пересувний вентилятор; 2 – блок вимірювань та навантажень;
3 – анемометр; 4 – ротор на опорі; 5 – лінія розмітки.
Fig. 1. General scheme of the test stand: 1 - mobile fan; 2 - block of measurements and loads; 3 - anemometer;
4 - the rotor on the support; 5 - markup line.
ВІТРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2017. № 4 46
Рис. 2. Схема та загальний вигляд пересувного вентилятора: 1 – асинхронний двигун з крильчаткою; 2 – кожух;
3 – дифузор; 4 – блок керування; 5 – рама опорна; 6 – ручка; 7 – ролики.
Fig. 2. Scheme and general view of the mobile fan: 1 - asynchronous motor with a impeller; 2 - casing; 3 - diffuser; 4 - control
unit; 5 - frame bearing; 6 - pen; 7 - rollers.
Повітряний потік, створений крильчаткою,
яка насаджена на вал електродвигуна 1 і розмі-
щена в кожусі 2, проходить через дифузор 3. Ди-
фузор дозволяє випрямити та сфокусувати повіт-
ряний потік. Вище перелічені елементи встанов-
лені на опорній рамі 5 з роликами 7, що дозволяє
за допомогою ручки 6 переміщувати вентилятор
у напрямку ротора для отримання необхідної
швидкості повітряного потоку в площині ротора.
Блок керування 4 служить для запуску та зупин-
ки вентилятора.
Блок вимірювань та навантажень являє собою
функціонально об’єднаний набір вимірювальних
приладів, таких як вольтметр, амперметр і набір
активних навантажень різної потужності, що конс-
труктивно об’єднані в приладовій шафі, а також
прилад UT70B, який включає в себе частотомір.
Загальний вигляд блоку вимірювань та наванта-
жень наведено на рис. 3.
Для вимірювань повітряного потоку викори-
стовувався анеморумбограф М-47.
Ротор на опорі включає в себе такі основні
вузли: ротор, синхронний генератор та опорну
конструкцію.
Схема та загальний вигляд ротора на опорі наве-
дені на рис. 4.
Рис. 3. Загальний вигляд блоку вимірювань
та навантажень.
Fig. 3. General view of the block of measurements and loads.
ВІТРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2017. № 4 47
Рис. 4. Схема та загальний вигляд ротора на опорі:
1 – ротор; 2 – генератор; 3 – опорна конструкція; 4 – ролики; 5 – фіксатор.
Fig. 4. Scheme and general view of the rotor on the support:
1 - rotor; 2 - generator; 3 - supporting structure; 4 - rollers; 5 - latch.
Для дослідження системи регулювання рото-
ра з відцентровим регулятором був спроектова-
ний та виготовлений ротор ВЕУ-1.01.20.00.000
СК, до складу якого входять маточина, відцент-
ровий регулятор та комплект лопатей.
Основні технічні характеристики ротора:
– діаметр, м 2
– кількість лопатей, шт. 3
– профіль лопатей FX – 170K
Маточина ротора кріпиться на корпусі син-
хронного генератора і являє собою несучу конс-
трукцію, в якій розміщено відцентровий регуля-
тор та підшипникові вузли поворотних лопатей.
Відцентровий регулятор, спроектований поді-
бно до регуляторів вітроустановок АВЕС-2-4,
АВЕС-4-7, ВЕУ-1.01.00.00.000.СК та ряду інших
ВУ, дозволяє в широкому діапазоні змінювати па-
раметри регулювання, такі як момент інерції відце-
нтрових тягарців, величину початкового натяжіння
пружини регулювання, величини кута встановлен-
ня кривошипа відносно лопаті та кута встановлення
відцентрових тягарців. Вибір довжини пружини і
діаметра дроту дозволяє в широкому діапазоні ва-
ріювати жорсткістю пружини. При необхідності
конструкція регулятора дозволяє переходити з
флюгерного на антифлюгерне регулювання.
На рис. 5 наведена загальна схема відцентро-
вого регулятора ротора вітроустановки, а на рис.
6 – загальний вигляд маточини з відцентровим
регулятором.
На махах лопатей 1 за допомогою державок 3
закріплені тягарці 2. Кріплення відцентрових тя-
гарців дозволяє встановлювати їх під різними
кутами відносно лопаті, а їх переміщення вздовж
державок – змінювати момент інерції. Закріплені
на махах лопатей кривошипи 4 через тягу 5
зв’язують обертання лопаті з переміщенням вту-
лки 6 і, відповідно, з натяжінням пружини регу-
лювання. Упор 9 дозволяє змінювати величину
попереднього натяжіння пружини регулювання.
ВІТРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2017. № 4 48
Рис. 5. Загальна схема відцентрового регулятора ротора ВУ: 1 – лопать; 2 – відцентрові тягарці; 3 – державки відцен-
трових тягарців; 4 – кривошип; 5 – тяга; 6 – втулка; 7 – пружина регулювання; 8 – пружина пускова; 9 – упор.
Fig. 5. General scheme of the centrifugal regulator rotor WP: 1 - blade; 2 - centrifugal workers; 3 - centrifugal burden holders; 4
- crank; 5 - thrust; 6 - sleeve; 7 - adjustment spring; 8 - start spring; 9 – emphasis.
Рис. 6. Загальний вигляд маточини
з відцентровими тягарцями.
Fig. 6. General view of the hub with centrifugal gravity.
Генератор являє собою торцевий синхронний
генератор з постійними магнітами. Генератор є
опорною конструкцією, до якої кріпиться ротор.
В сукупності з блоком ступінчастих навантажень
генератор дозволяє забезпечити необхідні режи-
ми навантаження при дослідженні ротора та сис-
теми регулювання.
Опорна конструкція забезпечує кріплення
генератора та, при необхідності, її переміщення
разом із ротором.
Лінія розмітки наноситься наступним способом.
На місці опори з ротором встановлюється анемору-
мбограф М-47 та вмикається переставний вентиля-
тор. Спочатку вентилятор встановлюється на відста-
ні, що відповідає швидкості повітряного потоку 3
м/с, і наноситься перша відмітка. Переставляючи
вентилятор у напрямку анемометра, наносяться на-
ступні відмітки, що відповідають певним швидко-
стям повітряного потоку з інтервалом 0,5 м/с.
Методика проведення досліджень включає:
– визначення статичних характеристик рото-
ра вітроустановки для флюгерного та антифлю-
герного регулювання;
– визначення впливу сил тертя на роботу
відцентрового регулятора;
– визначення відхилень обертів ротора при
динамічних навантаженнях.
Статична характеристика ротора вітроуста-
новки являє собою залежність обертів ротора від
швидкості вітру n = f(V) [5, 8]. Визначення даної
характеристики проводиться на стенді при різних
параметрах відцентрового регулятора, а саме:
– куті встановлення кривошипа;
– куті встановлення відцентрових тягарців
відносно площини обертання ротора;
– моменті інерції відцентрових тягарців;
– різних моментах навантаження на роторі.
ВІТРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2017. № 4 49
Величина впливу сил тертя на роботу регу-
лятора визначається за різницею між двома ста-
тичними характеристиками, визначеними при
збільшенні та зменшенні швидкості вітру.
Відхилення обертів ротора при динамічних
навантаженнях визначається співставленням
відхилень обертів за статичною характеристи-
кою та отриманих обертів при динамічних нава-
нтаженнях за відповідних параметрів відцентро-
вого регулятора.
Визначення постійних параметрів відцентро-
вого регулятора та параметрів регулювання.
Визначення постійних параметрів регуля-
тора, таких як радіус кривошипа, довжина важе-
ля, довжина пружини у нестисненому стані, про-
водиться вимірюванням.
Кут встановлення кривошипа визначається
шаблоном або розраховується за відповідними
параметрами відцентрового регулятора.
Кути встановлення відцентрових тягарців
відносно площини обертання ротора вимірю-
ються шаблоном або кутоміром.
Початковий кут установлення лопаті (для
флюгерного регулювання +70, для анти-
флюгерного регулювання +20) виставляється за
допомогою відповідних шаблонів.
Визначення швидкості вітру проводиться за
відповідними мітками лінії розмітки.
Швидкість обертання ротора визначається за
частотою обертання ротора і вимірюється прила-
дом UT70B та вираховується за формулою:
30
Г
f
n
K
,
де f – показання приладу; КГ – число пар полюсів
генератора.
Навантаження на генератор та, відповідно, на
ротор визначається за замірами напруги при
під’єднанні різних величин опору та вирахову-
ється за формулою:
2U
P
R
,
де U – напруга на затискачах випрямляча; R –
величина опору.
Величина початкового натяжіння пружини
регулятора
0ПрF визначається її довжиною при
зупиненому роторі у відповідності з тарувальним
графіком ( )
0Пр ПрF f l , який наведено на рис 7.
Рис. 7. Тарувальний графік пружини.
Fig. 7. Scheduling spring chart.
Момент інерції відцентрових тягарців розра-
ховується за формулою:
2
Т Д т тJ J m r ,
де Jд – момент інерції державки; mт – маса відце-
нтрових тягарців; rт – відстань від осі обертання
лопаті до центру маси тягарців.
Об’єм проведення досліджень.
Визначення статичної характеристики про-
водиться в діапазоні швидкостей вітру від 3 м/с
до 6 м/с через кожні 0,5 м/с при встановлених
параметрах відцентрового регулятора:
– моменті навантаження на роторі при різних
величинах навантажень на генераторі (R = 0; 300;
600 Ом, що при V = 3 м/с для даного ротора від-
повідає HM = 0; HM = 0,5 номM ; НM = номM );
– величині початкового натяжіння пружини
регулювання (для флюгерного регулювання:
0ПрF = 20; 30; 40 Н, для антифлюгерного:
0ПрF = 30; 40; 50 Н);
– моменті інерції відцентрових тягарців
(JТ = 1,010-3; 1,410-3; 2,110-3 кгм2);
– куті встановлення відцентрових тягарців
(для флюгерного регулювання: = 800; 600; 400,
для антифлюгерного: = 550; 450; 350).
Повторність дослідів трикратна при зміні
кожного з параметрів, що визначені програмою
досліджень.
ВІТРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2017. № 4 50
Заміри статичних характеристик для визна-
чення впливу сил тертя проводяться трикратно
при збільшенні швидкості вітру та трикратно при
зменшенні швидкості вітру при наступних пара-
метрах відцентрового регулятора: Θ = 52º;
= 40º; JТ = 1,410-3 кгм2;
0ПрF = 40 Н; HM = 0.
Моменти навантаження на роторі та номіна-
льні оберти ротора визначаються за аеромеханіч-
ними характеристиками ротора та, відповідно, за
номінальними обертами ротора розраховуються
величини початкового натяжіння пружини регу-
лювання [5, 8].
Висновки. 1. Розроблено та виготовлено
стенд для проведення досліджень відцентрових
регуляторів для вітроустановок. Стенд включає
аеромеханічну частину, експериментальний ро-
тор з відцентровим регулятором та блок вимірю-
вань і навантажень, який дозволяє дослідити ро-
боту регулятора при різних його параметрах при
статичних та динамічних навантаженнях.
2. Запропонована методика проведення до-
сліджень включає дослідження впливу сил тертя
в механізмі регулятора, визначення статичних
характеристик ротора вітроустановки з відцент-
ровим регулятором при флюгерному та анти-
флюгерному регулюванні при зміні: моменту на-
вантаження на роторі; величини початкового на-
тяжіння пружини регулювання; моменту інерції
відцентрових тягарців; кута встановлення відцен-
трових тягарців та визначення відхилень обертів
ротора при зовнішніх збуреннях, а саме при рап-
товому збільшенні та раптовому зменшенні на-
вантаження на ротор та при раптовій зміні швид-
кості вітру.
1. Кудря С. О., Пепелов О. В. Тенденції та перспективи
розвитку вітроенергетичної галузі в світі // Матеріали Х
Міжнародної науково-практичної конференції "Відновлю-
вана енергетика ХХІ століття". – АР Крим, смт. Миколаївка,
14 – 18 вересня 2009 року. – С. 199–200.
2. Кудря С.О., Пепелов О.В., Ціцікан Р.М. Сучасний
стан розвитку вітроенергетики в світі // Матеріали ХI Між-
народної науково-практичної конференції "Відновлювана
енергетика ХХІ століття". – АР Крим, смт. Миколаївка, 13 –
17 вересня 2010 року. – С. 118–120.
3. Кудря С.А., Кузнецов Н.П., Сахно Б.Г. Опыт использо-
вания ветровых електрических установок в Украине // Альтер-
нативная энергетика и экология. – 2011. – № 8. – С. 50–53.
4. Кудря С.О., Головко В.М., Коханєвич В.П. та ін. Роз-
роблення ефективних методів і засобів перетворення, аку-
муляції та використання енергії вітру // Відновлювана енер-
гетика. – 2007. – №3(10). – С. 26–39.
5. Коханєвич В.П. Статичні характеристики
відцентрового регулятора при флюгерному регулюванні
ротора вітродвигуна // Відновлювана енергетика. – 2008. –
№1(12). – С. 39–44.
6. Коханєвич В.П. Динамічна стійкість системи регу-
лювання ротора вітродвигуна з відцентровим регулятором //
Відновлювана енергетика. – 2008. – №3(14). – С. 47–54.
7. Коханєвич В. П. Перехідні процеси в системах регу-
лювання роторів з відцентровим регулятором // Матеріали Х
Міжнародної науково-практичної конференції "Відновлю-
вана енергетика ХХІ століття". – АР Крим, смт. Миколаївка,
14 – 18 вересня 2009 року. – С. С. 248–250.
8. Коханєвич В. П. Статика регулювання роторів
вітродвигунів відцентровими регуляторами при анти-
флюгерному регулюванні // Відновлювана енергетика. –
2009. – № 3(18). – С. 18–24.
9. Коханєвич В. П. Умови стійкості системи регулю-
вання ротора вітроустановки з відцентровим регулятором
при антифлюгерному регулюванні // Енергетика: економіка,
технології, екологія. – 2011. – № 2. – С. 28 – 36.
10. Коханєвич В. П. Вопросы статики регулирования
ветроустановок центробежными регуляторами // Альтерна-
тивная энергетика и экология. – 2012. – № 7(111). – С. 56–63.
11. Вітроенергетика. Установки електричні вітряні
малої потужності. Методи випробування: ДСТУ 7338:2013.
– К. : Мінекономрозвитку України, 2014. – 14 с.
12. Повх И. Л. Аэродинамический эксперимент в ма-
шиностроении. – М. – Л. : Машгиз, 1950. – 395 с.
13. Пэнкхерст П., Холдер Д. Техника эксперимента в
аэродинамических трубах. – М. : Изд-во Иностранной лите-
ратуры, 1955. – 667 с.
14. Мартынов А. К. Экспериментальная аэродинамика.
– М. : Оборонгиз, 1958. – 478 с.
15. Руденко Е.М., Госбах Г., Коханевич В.П. и др. Экспери-
ментальные исследования ротора Савониуса с изменяемой гео-
метрией // Відновлювана енергетика. – 2005. – №2. – С. 35–39.
РАЗРАБОТКА СТЕНДА И МЕТОДИКИ
ИССЛЕДОВАНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ РЕГУЛЯТОРОВ
ДЛЯ ВЕТРОУСТАНОВОК
В.М.Головко, проф., докт. техн. наук,
Институт возобновляемой энергетики НАН Украины, 02094,
м. Киев, ул. Гната Хоткевича, 20А,
тел./факс +38-044-206-28-09, e-mail: renewable@ukr.net
ORCID: 0000-0003-0195-9654
В.П.Коханевич, канд. техн. наук,
Институт возобновляемой энергетики НАН Украины, 02094,
м. Киев, ул. Гната Хоткевича, 20А,
тел./факс +38-044-206-28-09, e-mail: renewable@ukr.net
ORCID: 0000-0003-0033-1355
Н.А.Шихайлов,
Институт возобновляемой энергетики НАН Украины, 02094,
ВІТРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2017. № 4 51
м. Киев, ул. Гната Хоткевича, 20А,
тел./факс +38-044-206-28-09, e-mail: renewable@ukr.net
ORCID: 0000-0003-1845-9904
Разработан и изготовлен стенд для проведения исследова-
ний центробежных регуляторов для ветроустановок, вклю-
чающий аэромеханическую часть, ротор с центробежным
регулятором и блок измерений и нагрузок, который позволя-
ет исследовать работу регулятора при разных его пара-
метрах при статических та динамических нагрузках и
предложена методика проведения данных исследований.
Библ. 15, рис. 7.
Ключевые слова: ветроэнергетика, ветроустановка, ротор
ветроустановки, центробежный регулятор.
REFERENCES
1. Kudrya S.O., Pepelov O.V. Trends and Prospects for the
Development of the Wind Energy Industry in the World //
Materials of the X International Scientific and Practical
Conference «Renewable Energy of the XXI Century». AR
Crimea, smt. Mykolayivka, September 14 – 18, 2009. – P. 199 –
200 [in Ukr.].
2. Kudrya S.О., Pepelov O.V., Tsitsikan R.M. The current
state of development of wind power in the world // Proceedings
of the XI International Scientific Conference «Renewable energy
ХХІ century». AR Crimea, smt. Mykolayivka, 13 – 17
September 2010. – Р. 118 – 120 [in Ukr.].
3. Kudrya S.О., Kuznetsov М.P., Sakhno B.G. Experience
of using wind power plants in Ukraine // Alternative energy and
ecology. – 2011. – № 8. – Р. 50 – 53 [in Rus.].
4. Kudrya S.O., Golovko V.M., Kokhanievych V.P. and
others. Development of effective methods and means of
conversion, accumulation and use of wind energy // Renewable
energy. – 2007. – № 3 (10). – P. 26 – 39 [in Ukr.].
5. Kokhanievych h V.P. Static characteristics of the
centrifugal regulator with wind turbine regulation of the wind
turbine rotor // Renewable energy. – 2008. – № 1 (12). – P. 39 –
44 [in Rus.].
6. Kokhanievych h V.P. Dynamic stability of the control
system of a rotor of a wind turbine with a centrifugal regulator //
Renewable energy. – 2008. – № 3 (14). – P. 47 – 54 [in Ukr.].
7. Kokhanievych VP Transient processes in rotor control
systems with a centrifugal regulator // Materials of the X
International Scientific and Practical Conference «Renewable
Energy of the XXI Century». AR Crimea, smt. Nikolaevka,
September 14 – 18, 2009. – P. 248 – 250 [in Ukr.].
8. Kokhanievych V.P. Statics of regulation of rotors of
wind turbines by centrifugal regulators at anti-flueling regulation
// Renewable energy. – 2009. – № 3 (18). – P. 18 – 24 [in Ukr.] .
9. Kokhanievych V.P. Conditions of stability of the control
system of the rotor of the wind turbine with a centrifugal regulator
with anti-flueling regulation // Power engineering: economics,
technology, ecology. – 2011. – № 2. – P. 28 – 36 [in Ukr.].
10. Kokhanievych V.P. Questions of the statics of wind
power regulation by centrifugal regulators // Alternative energy
and ecology. – 2012. – № 7 (111). – P. 56 – 63 [in Ukr.].
11. Wind power. Electric wind power plants of low power.
Test methods: DSTU 7338: 2013. – K. : Ministry of Economic
Development of Ukraine, 2014. – 14 p. [in Ukr.].
12. Poch I. L. Aerodynamic Experiment in Mechanical
Engineering. – M. – L. : Mashgiz, 1950. – 395 p. [in Rus.].
13. Pankhurst P., Holder D. Technique of experiment in
aerodynamic tubes. – M. : Publishing of Foreign Literature,
1955. – 667 p.
14. Martynov A.K. Experimental aerodynamics. – M. :
Oborongiz, 1958. – 478 p. [in Rus.].
15. Rudenko E.M., Gosbach G., Kokhanievych V.P. and
others. Experimental investigations of the rotor of Savonius with
variable geometry // Renewable energy. – 2005. – № 2. – P. 35 –
39 [in Rus.].
SYNOPSES
Improvement of modern wind turbines (VU) of low power
needs, accordingly, improvement of systems of regulation of
speed and capacity. One of such simple and reliable regulators,
which have become widespread in the systems of regulation of
wind turbines, are centrifugal regulators. The new theoretical
positions proposed in a series of works, which serve to improve
the methods of calculating the centrifugal regulators of rotors of
wind turbines, require an experimental verification.
Analyzing the main methods of research of wind turbines
with centrifugal regulators, it is necessary to note the following.
Conducting experimental studies in the field requires a well-
equipped polygon and a significant amount of time to conduct
research to the extent necessary, provided there are sufficient
wind speeds. Conducting research in an aerodynamic tube
requires significant financial costs, and it is difficult to simulate
dynamic tests with a sharp change in air flow technically.
Similar problems, albeit to a lesser extent, arise in the testing of
the transport of wind turbines by car.
Taking into account the above-mentioned reasons, it was
decided at the Renewable Energy Institute to develop and
manufacture its own stand for experimental research on
centrifugal and other types of regulators of wind turbine rotors.
This stand includes an aeromechanical part, an experimental
rotor with a centrifugal regulator and a block of measurements
and loads, which allows to investigate the operation of the
regulator at its various parameters with static and dynamic loads.
The proposed method of conducting research at the stand
includes the study of the influence of frictional forces in the
mechanism of the regulator, the determination of static
characteristics of the rotor of the wind turbine with a centrifugal
regulator during floodgate and anti-flueler regulation with the
change: the moment of the load on the rotor; The values of the
initial tension of the regulation spring; The moment of inertia of
centrifugal weights; The angle of installation of centrifugal
weights and the determination of rotor rotational deviations at
external disturbances, namely, with a sudden increase and a
sudden decrease in rotor load and sudden change in wind speed.
Стаття надійшла до редакції 03.11.17
Остаточна версія 04.12.17
|
| id | veorgua-article-20 |
| institution | Vidnovluvana energetika |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:02:11Z |
| publishDate | 2017 |
| publisher | Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | veorgua/16/cc3c3512c0fbfd95c168dee63a83e416.pdf |
| spelling | veorgua-article-202026-07-18T06:32:06Z DEVELOPMENT OF THE STAND AND METHODS OF RESEARCH OF CENTRIFUGAL REGULATORS FOR WINDOWS РАЗРАБОТКА СТЕНДА И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ РЕГУЛЯТОРОВ ДЛЯ ВЕТРОУСТАНОВОК РОЗРОБКА СТЕНДУ ТА МЕТОДИКИ ДОСЛІДЖЕННЯ ВІДЦЕНТРОВИХ РЕГУЛЯТОРІВ ДЛЯ ВІТРОУСТАНОВОК Holovko, V. Kokhanevych, V. Shykhailov, A. wind power wind turbine wind turbine rotor centrifugal regulator вітроенергетика вітроустановка ротор вітроустановки відцентровий регулятор ветроэнергетика ветроустановка ротор ветроустановки центробежный регулятор Розроблено та виготовлено стенд для проведення досліджень відцентрових регуляторів для вітроустановок, що включає аеромеханічну частину, ротор з відцентровим регулятором та блок вимірювань і навантажень, який дозволяє дослідити роботу регулятора при різних його параметрах при статичних та динамічних навантаженнях та запропонована методика проведення даних досліджень. Разработан и изготовлен стенд для проведения исследований центробежных регуляторов для ветроустановок, включающий аэромеханическую часть, ротор с центробежным регулятором и блок измерений и нагрузок, который позволяет исследовать работу регулятора при разных его параметрах при статических та динамических нагрузках и предложена методика проведения данных исследований. Improvement of modern wind turbines (VU) of low power needs, accordingly, improvement of systems of regulation of speed and capacity. One of such simple and reliable regulators, which have become widespread in the systems of regulation of wind turbines, are centrifugal regulators. The new theoretical positions proposed in a series of works, which serve to improve the methods of calculating the centrifugal regulators of rotors of wind turbines, require an experimental verification. Analyzing the main methods of research of wind turbines with centrifugal regulators, it is necessary to note the following. Conducting experimental studies in the field requires a well-equipped polygon and a significant amount of time to conduct research to the extent necessary, provided there are sufficient wind speeds. Conducting research in an aerodynamic tube requires significant financial costs, and it is difficult to simulate dynamic tests with a sharp change in air flow technically. Similar problems, albeit to a lesser extent, arise in the testing of the transport of wind turbines by car. Taking into account the above-mentioned reasons, it was decided at the Renewable Energy Institute to develop and manufacture its own stand for experimental research on centrifugal and other types of regulators of wind turbine rotors. This stand includes an aeromechanical part, an experimental rotor with a centrifugal regulator and a block of measurements and loads, which allows to investigate the operation of the regulator at its various parameters with static and dynamic loads. The proposed method of conducting research at the stand includes the study of the influence of frictional forces in the mechanism of the regulator, the determination of static characteristics of the rotor of the wind turbine with a centrifugal regulator during floodgate and anti-flueler regulation with the change: the moment of the load on the rotor; The values of the initial tension of the regulation spring; The moment of inertia of centrifugal weights; The angle of installation of centrifugal weights and the determination of rotor rotational deviations at external disturbances, namely, with a sudden increase and a sudden decrease in rotor load and sudden change in wind speed. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2017-12-14 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/20 Vidnovluvana energetika ; No. 4 (51) (2017): Scientific and Applied Journal Vidnovluvana energetika; 43-51 Возобновляемая энергетика; ##issue.no## 4 (51) (2017): Научно-прикладной журнал Возобновляемая энергетика; 43-51 Відновлювана енергетика; № 4 (51) (2017): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 43-51 2664-8172 1819-8058 uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/20/14 Copyright (c) 2017 V. Holovko, V. Kokhanevych, A. Shykhailov https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | wind power wind turbine wind turbine rotor centrifugal regulator Holovko, V. Kokhanevych, V. Shykhailov, A. DEVELOPMENT OF THE STAND AND METHODS OF RESEARCH OF CENTRIFUGAL REGULATORS FOR WINDOWS |
| title | DEVELOPMENT OF THE STAND AND METHODS OF RESEARCH OF CENTRIFUGAL REGULATORS FOR WINDOWS |
| title_alt | РАЗРАБОТКА СТЕНДА И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ РЕГУЛЯТОРОВ ДЛЯ ВЕТРОУСТАНОВОК РОЗРОБКА СТЕНДУ ТА МЕТОДИКИ ДОСЛІДЖЕННЯ ВІДЦЕНТРОВИХ РЕГУЛЯТОРІВ ДЛЯ ВІТРОУСТАНОВОК |
| title_full | DEVELOPMENT OF THE STAND AND METHODS OF RESEARCH OF CENTRIFUGAL REGULATORS FOR WINDOWS |
| title_fullStr | DEVELOPMENT OF THE STAND AND METHODS OF RESEARCH OF CENTRIFUGAL REGULATORS FOR WINDOWS |
| title_full_unstemmed | DEVELOPMENT OF THE STAND AND METHODS OF RESEARCH OF CENTRIFUGAL REGULATORS FOR WINDOWS |
| title_short | DEVELOPMENT OF THE STAND AND METHODS OF RESEARCH OF CENTRIFUGAL REGULATORS FOR WINDOWS |
| title_sort | development of the stand and methods of research of centrifugal regulators for windows |
| topic | wind power wind turbine wind turbine rotor centrifugal regulator |
| topic_facet | wind power wind turbine wind turbine rotor centrifugal regulator вітроенергетика вітроустановка ротор вітроустановки відцентровий регулятор ветроэнергетика ветроустановка ротор ветроустановки центробежный регулятор |
| url | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/20 |
| work_keys_str_mv | AT holovkov developmentofthestandandmethodsofresearchofcentrifugalregulatorsforwindows AT kokhanevychv developmentofthestandandmethodsofresearchofcentrifugalregulatorsforwindows AT shykhailova developmentofthestandandmethodsofresearchofcentrifugalregulatorsforwindows AT holovkov razrabotkastendaimetodikiissledovaniâcentrobežnyhregulâtorovdlâvetroustanovok AT kokhanevychv razrabotkastendaimetodikiissledovaniâcentrobežnyhregulâtorovdlâvetroustanovok AT shykhailova razrabotkastendaimetodikiissledovaniâcentrobežnyhregulâtorovdlâvetroustanovok AT holovkov rozrobkastendutametodikidoslídžennâvídcentrovihregulâtorívdlâvítroustanovok AT kokhanevychv rozrobkastendutametodikidoslídžennâvídcentrovihregulâtorívdlâvítroustanovok AT shykhailova rozrobkastendutametodikidoslídžennâvídcentrovihregulâtorívdlâvítroustanovok |