ADVANCED MATHEMATICAL MODEL OF THE CENTRIFUGAL REGULATOR OF THE WIND ROTOR WITH FLUGE CONTROL

• Дата: 2021
• Автори: Golovko, V., Kokhanievych, V., Shykhailov, M., Marchenko, N.
• Формат: Стаття
• Мова: Ukrainian
• Опубліковано: Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2021
• Теми: wind power; wind turbine; centrifugal regulator of the rotor of the wind turbine.
• Онлайн доступ: https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/300
• Назва журналу: Vidnovluvana energetika

Для регулювання та вимірювання обертів механізмів і двигунів у різних галузях машинобудування та приладобудування широкого розповсюдження набули відцентрові регулятори. Найбільш фундаментальними дослідженнями в даній галузі є праці Н.Є. Жуковського, І.О. Вишнеградського, А. Стодоли та ін. Подальший розвиток й удосконалення вивчення цього питання відображено в праці Л.М. Цукерника. Для вітроустановок Г.Х. Сабініним була запропонована схема відцентрового регулятора для флюгерного регулювання ГС-4, що була реалізована в ряді установок, а саме ВЭ-2, ВЭ-3, ВЭ-5. Дослідження подібних систем регулювання було проведено в КБ «Шторм» при НТУУ «КПІ», а в подальшому – в Інституті електродинаміки НАН України. В Інституті відновлюваної енергетики була запропонована удосконалена схема регулятора ГС-4 і відповідна математична модель, а саме був введений змінний кут між хордою лопаті та віссю моменту інерції відцентрових тягарців (у регуляторі ГС-4 він був постійний і становив 90°). Якщо на початку розвитку вітроенергетики технологічні можливості дозволяли отримати трапецієподібну форму лопаті без геометричного закруту хорди (або з незначним закрутом – до 4°…5°), то в математичних моделях було правомірним допущення, що направлення моменту інерції лопаті збігається з хордою лопаті. Сучасна тенденція отримання максимального коефіцієнта використання енергії вітру ротором вимагає виготовлення лопаті, реальний профіль якої максимально наближений до розрахункового. Тобто в сучасних лопатях використовують розширення лопаті від кінця до комеля в межах від 1:2 до 1:4 і закрут лопаті сягає 30°. Враховуючи все це, можна констатувати, що відхилення направлення моменту інерції лопаті від хорди лопаті може складати до 20°. Тому без урахування даного кута математичні моделі відцентрового регулятора не є достатньо досконалими. В даній роботі запропонована математична модель відцентрового регулятора ротора вітроустановки з урахуванням кута між вектором моменту інерції лопаті та її хордою, що дозволило отримати уточнений вираз для статичної характеристики регулятора, а також уточнити вирази для визначення параметрів відцентрового регулятора, які використовуються при його налаштуванні для отримання необхідних номінальних обертів ротора вітроустановки. Бібл. 11, рис. 1.