ADVANCED MATHEMATICAL MODEL OF THE CENTRIFUGAL REGULATOR OF THE WIND ROTOR WITH ANTI-FLUGE CONTROL
The use of centrifugal regulators in low-power wind turbines (VT) simplifies the design of the installation but requires consideration of the specifics of regulation. Thus, for wind turbine-controlled wind turbines, G. H. Sabinin proposed the design of the centrifugal regulator ГС-4 and its mathemat...
Збережено в:
| Дата: | 2022 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2022
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/328 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Vidnovluvana energetika |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Vidnovluvana energetika| _version_ | 1871103498192420864 |
|---|---|
| author | Golovko, V. Kokhanevich, V. Shykhailov, M. |
| author_facet | Golovko, V. Kokhanevich, V. Shykhailov, M. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "V. Golovko",
"institution": " д-р техн. наук, проф. Інститут відновлюваної енергетики НАН України"
},
{
"author": "V. Kokhanevich",
"institution": "senior researcher at Institute for Renewable Energy, National Academy of Sciences of Ukraine."
},
{
"author": "M. Shykhailov",
"institution": "researcher in at Institute for Renewable Energy, National Academy of Sciences of Ukraine."
}
] |
| author_sort | Golovko, V. |
| baseUrl_str | https://ve.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T06:32:16Z |
| description | The use of centrifugal regulators in low-power wind turbines (VT) simplifies the design of the installation but requires consideration of the specifics of regulation. Thus, for wind turbine-controlled wind turbines, G. H. Sabinin proposed the design of the centrifugal regulator ГС-4 and its mathematical model, which was further improved, and the Institute of Renewable Energy of the National Academy of Sciences of Ukraine proposed a mathematical model of the centrifugal regulator of the rotor VT in antifluge control.The development of technological capabilities allows to make blades with an extension from its end to the camel in the range from 1:2 to 1:4 and with a torsion of the blade chord up to 30°, which allows to bring the real profile of the blade closer to the calculated one. However, the deviation of the direction of the moment of inertia of the blade from the chord of the blade can reach 20°, which was taken into account in recent  mathematical models of the centrifugal regulator of the rotor VT in antifluge control. This paper proposes an improved mathematical model of the centrifugal regulator of the rotor of the wind turbine with antiweather control taking into account the angle between the chord of the blade and the vector of the inertia of the blade, which allowed to obtain an expression for determining the static characteristics of the centrifugal  regulator. regulator, which are used in its adjustment to obtain the required nominal speed of the rotor of the wind turbine. Bibl. 12, fig. 1. |
| doi_str_mv | 10.36296/1819-8058.2022.1(68).73-78 |
| first_indexed | 2025-07-17T11:38:33Z |
| format | Article |
| fulltext |
73
© В. М. Головко, В. П. Коханєвич, М. О. Шихайлов https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.1(68)833
Відновлювана енергетика, 2022. | Вітроенергетика
УДК 621.548
УДОСКОНАЛЕНА МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ВІДЦЕНТРОВОГО РЕГУЛЯТОРА РОТОРА
ВІТРОУСТАНОВКИ ПРИ АНТИФЛЮГЕРНОМУ РЕГУЛЮВАННІ
Отримано 7 жовт. 2021; рекомендовано до публікації 21 бер. 2022.
Доступно онлайн 24 квіт. 2022
В. М. Головко1, В. П. Коханєвич2, М. О. Шихайлов3
Автор для кореспонденції: Володимир Коханевич,
e-mail: renewable@ukr.net
Використання відцентрових регуляторів у вітроустановках
(ВУ) малої потужності дозволяє спростити конструкцію
установки але потребує враховувати специфіку регулюван-
ня. Так, для вітроустановок з флюгерним регулюванням
була запропонована Г. Х. Сабініним конструкція відцентро-
вого регулятора ГС-4 та його математична модель, яка в
подальшому була удосконалена, та в Інституті відновлю-
ваної енергетики НАН України була запропонована матема-
тична модель відцентрового регулятора ротора ВУ для
антифлюгерного регулювання.
Розвиток технологічних можливостей дозволяє виготовляти лопать з розширенням від її кінця до комеля в ме-
жах від 1:2 до 1:4 та з закрутом хорди лопаті до 30°, що дозволяє наблизити реальний профіль лопаті до розра-
хункового та отримати більш високий коефіцієнт використання енергії вітру ротором. Але при цьому відхилен-
ня направлення моменту інерції лопаті від хорди лопаті може сягати до 20°, що було враховано в останніх ма-
тематичних моделях відцентрового регулятора ротора ВУ при флюгерному регулюванні. В цій роботі запропо-
новано удосконалену математичну модель відцентрового регулятора ротора вітроустановки при антифлюгер-
ному регулюванні з урахуванням кута між хордою лопаті й вектором моменту інерції лопаті, що дало можли-
вість отримати вираз для визначення статичних характеристик відцентрового регулятора з урахуванням да-
ного параметру, а також уточнити вирази для визначення параметрів відцентрового регулятора, які викорис-
товуються при його налаштуванні для отримання необхідних номінальних обертів ротора вітроустановки.
Бібл. 12, рис. 1.
Ключові слова: вітроенергетика, вітроустановка, відцентровий регулятор ротора вітроустановки.
1 д-р техн. наук, проф.,
https://orcid.org/0000-0003-0195-9654
2 канд. техн. наук
https://orcid.org/0000-0003-0033-1355
3 наук. співроб.
https://orcid.org/0000-0003-1845-9904
1, 2, 3 Інститут відновлюваної енергетики НАН Украї-
ни, 02094, вул. Гната Хоткевича 20А, м. Київ, Україна
ADVANCED MATHEMATICAL MODEL OF THE CENTRIFUGAL REGULATOR OF THE WIND ROTOR
WITH ANTI-FLUGE CONTROL
Received 7 Oct. 2021; accepted 21 March 2022.
Available online 24 April 2022
V. Golovko1, V. Kokhanevich2, M. Shykhailov3
Author for correspondence Volodymyr Kokhanevich,
e-mail: renewable@ukr.net
The use of centrifugal regulators in low-power wind turbines (VT)
simplifies the design of the installation but requires consideration
of the specifics of regulation. Thus, for wind turbine-controlled
wind turbines, G. H. Sabinin proposed the design of the centrifugal
regulator ГС-4 and its mathematical model, which was further
improved, and the Institute of Renewable Energy of the National
Academy of Sciences of Ukraine proposed a mathematical model
of the centrifugal regulator of the rotor VT in antifluge control.
The development of technological capabilities allows to make blades with an extension from its end to the camel in the
range from 1:2 to 1:4 and with a torsion of the blade chord up to 30°, which allows to bring the real profile of the blade clos-
1 chief researcher, Institute of Renewable Energy at
the NAS of Ukraine, 02094, 20А Hnata Khotkevycha
St., Kyiv https://orcid.org/0000-0003-0195-9654
2 senior researcher, Institute of Renewable Energy at
the NAS of Ukraine, 02094, 20А Hnata Khotkevycha
St., Kyiv https://orcid.org/0000-0003-0033-1355
3 researcher, Institute of Renewable Energy at the NAS
of Ukraine, 02094, 20А Hnata Khotkevycha St., Kyiv
https://orcid.org/0000-0003-1845-9904
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.1(68)
mailto:renewable@ukr.net
https://orcid.org/0000-0003-0195-9654
https://orcid.org/0000-0003-0033-1355
https://orcid.org/0000-0003-1845-9904
https://orcid.org/0000-0003-0195-9654
https://orcid.org/0000-0003-0033-1355
https://orcid.org/0000-0003-1845-9904
74
© В. М. Головко, В. П. Коханєвич, М. О. Шихайлов https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.1(68)833
Відновлювана енергетика, 2022. | Вітроенергетика
Перелік використаних скорочень та позначень:
φ – кут установлення лопаті, профілю елемента лопаті
φ0 – початковий кут установлення лопаті
і – кількість лопатей
ω – кутова швидкість обертання ротора
n – швидкість обертання ротора
– відносна швидкість обертання ротора
nном – номінальна швидкість обертання ротора
Θ – кут між кривошипом і хордою лопаті
Ω – кут між хордою лопаті та державками відцентрових
тягарців
Δφ – кут між хордою лопаті та вектором моменту інерції
лопаті
JТ – момент інерції відцентрових тягарців
JЛ – момент інерції лопаті
FПро– величина початкового натягу пружини регулюван-
ня
а – величина, яка характеризує величину початкового
натягу пружини регулювання
Ā – величина початкового натягу пружини регулювання,
приведена до довжини кривошипа та жорсткості пружи-
ни
k – жорсткість пружини регулювання
l – довжина кривошипа механізму регулятора n
Вступ. Відносно прості й недорогі відцентрові регу-
лятори широко використовуються в різноманітних
пристроях і механізмах для регулювання обертів та
їх вимірювання [1]. Застосування цих регуляторів у
вітроустановках (ВУ) малої потужності дає можли-
вість [2–8] спростити конструкцію установки, забез-
печити її надійну роботу в період експлуатації та
знизити вартість установки в цілому. При цьому не-
обхідно зазначити, що регулювання ВУ поворотом
лопаті навколо її осі може здійснюватися двома
способами: в бік збільшення кутів установки лопаті
– флюгерне регулювання, або в бік зменшення кутів
установки – антифлюгерне регулювання. Кожен вид
регулювання має свої переваги та недоліки. Для
вітроустановок з флюгерним регулюванням
Г. Х. Сабініним була запропонована конструкція від-
центрового регулятора ГС-4, а також його матема-
тична модель [2, 3], що була реалізована в різних
установках, а саме: ВЭ-2; ВЭ-3; ВЭ-5 [4–6]. Подальші
дослідження подібних систем регулювання були
проведені в КБ «Шторм» при НТУУ «КПІ», в Інституті
електродинаміки НАН України та в Інституті віднов-
люваної енергетики НАН України [7, 8]. Паралельно
був розроблений ряд конструкцій відцентрових ре-
гуляторів для ВУ при антифлюгерному регулюванні,
які були реалізовані при розробках установок АВЭУ-
4, ВЕУ-2-4, АВЕ-4-7 та інших. У теоретичному плані у
низці робіт було внесено ряд удосконалень до ма-
тематичної моделі регулятора ГС-4 [9, 11], а також
розроблено математичну модель відцентрового
регулятора ротора ВУ при антифлюгерному регулю-
ванні [10].
Постановка завдання. Розвиток технологічних мож-
ливостей виготовлення лопатей для вітроустановок
суттєво вплинув на конструкцію та геометрію лопа-
ті. Тепер тенденція виготовлення лопаті спрямова-
на на отримання максимального коефіцієнта вико-
ристання енергії вітру ротором і, відповідно, макси-
мального наближення реального профілю лопаті до
розрахункового. Тобто в сучасних лопатях викорис-
товують розширення лопаті від кінця до комеля в
межах від 1:2 до 1:4, і закрут лопаті сягає 30°. Тож
відхилення направлення моменту інерції лопаті від
хорди лопаті може складати до 20°, що було врахо-
вано в останніх математичних моделях відцентро-
вого регулятора ротора ВУ при флюгерному регу-
люванні.
На сьогодні в математичній моделі відцентрового
регулятора ротора ВУ при антифлюгерному регулю-
ванні, що наведена в [10], не враховане відхилення
направлення моменту інерції лопаті від її хорди.
Без урахування цього відхилення дана математична
модель відцентрового регулятора є недостатньо
правомірною, що призведе до неправильних роз-
рахунків параметрів регулятора та незадовільної
роботи ВУ, і тому потребує свого вдосконалення.
er to the calculated one. However, the deviation of the direction of the moment of inertia of the blade from the chord of the
blade can reach 20°, which was taken into account in recent mathematical models of the centrifugal regulator of the rotor
VT in antifluge control. This paper proposes an improved mathematical model of the centrifugal regulator of the rotor of the
wind turbine with antiweather control taking into account the angle between the chord of the blade and the vector of the
inertia of the blade, which allowed to obtain an expression for determining the static characteristics of the centrifugal regu-
lator. regulator, which are used in its adjustment to obtain the required nominal speed of the rotor of the wind turbine. Bibl.
12, fig. 1.
Keywords: wind power, wind turbine, centrifugal regulator of the rotor of the wind turbine.
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.1(68)
75
© В. М. Головко, В. П. Коханєвич, М. О. Шихайлов https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.1(68)833
Відновлювана енергетика, 2022. | Вітроенергетика
Результати досліджень. Як було зазначено в робо-
тах [2, 3], статичний стан вітроустановки при регу-
люванні обертів ротора поворотом лопаті навколо її
осі описується двома рівняннями. Перше є умовою
рівноваги між рушійним моментом ротора вітроус-
тановки і моментом навантаження . Дру-
ге – умова рівноваги всіх моментів, що обертають
лопать відносно своєї осі. Повний вигляд цього рів-
няння такий:
, (1)
де МА – момент аеродинамічних сил, що діють на
лопать;
МВ – момент відцентрових сил;
МПр– момент пружини, приведений до осі лопаті;
МТр – момент тертя.
У роботах [9, 10] був проведений аналіз величин
моментів аеродинамічних сил та моменту тертя, а
також їхнього впливу на роботу регулятора і прийня-
ті припущення, що: МА = 0; МТр = 0. У цьому разі та-
кож використані згадані припущення, що отримали
експериментальне підтвердження [12].
На рис. 1 наведена схема моментів, що обертають
лопать навколо її осі сил при антифлюгерному регу-
люванні.
При такому регулюванні кути установлення лопаті
зменшуються, тому, відповідно, моменти, що діють
в напрямку зменшення кута установлення, будуть
додатними, а в протилежному напрямку – від’ємни-
ми.
Момент пружини, приведений до осі лопаті, як і
при флюгерному регулюванні, не відрізняється від
аналогічного моменту для математичних моделей
відцентрового регулятора, наведеного в [10] і скла-
де:
, (2)
де – величина, що характеризує величину
початкового натягу пружини регулювання;
FПро – величина початкового натягу пружини регу-
лювання;
k – жорсткість пружини регулювання;
i – кількість лопатей;
φ – кут установлення лопаті (поточний);
φ0 – початковий кут установлення лопаті;
μ0 – кут між кривошипом і площиною обертання
ротора при φ0 (μ0 є початковим кутом встановлення
кривошипа);
l – довжина плеча кривошипа механізму регулято-
ра.
Кут між кривошипом і хордою лопаті, як і при флю-
герному регулюванні [11], позначимо Θ, тоді можна
записати:
, (3)
а також
, (4)
Відповідно, з урахуванням виразів (3) та (4), вираз
для МПр буде мати такий вигляд:
. (5)
Аналогічно, як і при флюгерному регулюванні, мо-
мент відцентрових сил системи регулювання скла-
дається з суми відцентрових моментів тягарців та
лопаті:
. (6)
Момент відцентрових сил лопаті дорівнюватиме:
, (7)
де JЛ – момент інерції лопаті;
ω – кутова швидкість обертання ротора;
Δφ – кут між хордою лопаті й вектором моменту
інерції лопаті.
У роботі [11] було вказано, що з урахуванням аеро-
динамічних розрахунків геометричний закрут лопаті
при флюгерному регулюванні направлений на збіль-
шення кута φ. В цьому разі це положення зберігаєть-
ся і відображено на рис. 1.
Рис. 1. Схема моментів, що обертають лопать
при антифлюгерному регулюванні
Fig. 1. The scheme of the moments rotating a blade
at antiflue adjustment
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.1(68)
76
© В. М. Головко, В. П. Коханєвич, М. О. Шихайлов https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.1(68)833
Відновлювана енергетика, 2022. | Вітроенергетика
Момент відцентрових сил тягарців:
, (8)
де JТ – момент інерції відцентрових тягарців;
– кут між державками тягарців і площиною обер-
тання ротора при φ0.
Як і в попередніх роботах [9–11], позначимо кут між
хордою лопаті й державками тягарців через Ω, тоді
можна записати:
. (9)
Відповідно, з урахуванням (9), вираз для МВТ набу-
де вигляду:
. (10)
З урахуванням (7) та (10) запишемо вираз для мо-
менту відцентрових сил системи регулювання (6) як:
.(11)
Після підставляння значень відповідних моментів,
що розраховані за формулами (5) та (11), у вираз (1)
отримаємо:
. (12)
Розв’язуючи рівняння (12) відносно ω, та з урахуван-
ням виразу отримаємо вираз для визначен-
ня статичної характеристики відцентрового регуля-
тора при антифлюгерному регулюванні:
(13)
Для конкретного регулятора, як і при флюгерному
регулюванні [11], JТ, JЛ, і, k, l є величинами, що не
змінюються в процесі регулювання, а також не змі-
нюються при налаштуванні відцентрового регулято-
ра на необхідну величину номінальної швидкості
обертання ротора nном, тобто можна винести їх з-під
знака радикала, і тоді отримаємо:
(14)
де – величина початкового натягу
пружини регулювання, що приведена до довжини
кривошипа та жорсткості пружини.
Оскільки однією з умов налаштування відцентрово-
го регулятора при антифлюгерному регулюванні,
аналогічно, як і при флюгерному регулюванні, є
умова, що при , то вираз для
nном набуде вигляду:
. (15)
Для визначення параметрів регулятора для його
налаштування на номінальні оберти подамо вираз
(15) у такому вигляді:
. (16)
Тоді вираз для визначення величини початкового
натягу пружини при налаштуванні регулятора на nном
за рахунок зміни моменту інерції відцентрових тя-
гарців (JТ) можна записати як
,
(17)
та, відповідно, вираз для визначення величини мо-
менту інерції відцентрових тягарців при налашту-
ванні регулятора на nном за рахунок зміни величини
початкового натягу пружини FПро буде:
.
(18)
Для апроксимації результатів на інші типорозміри
даного регулятора вираз (14) у відносних величинах,
а саме з урахуванням, що , матиме ви-
гляд:
, (19)
де КМ складе:
. (20)
Вирази (19) та (20) дозволяють отримати статичні
характеристики відцентрового регулятора при анти-
флюгерному регулюванні у відносних координатах
при таких параметрах регулятора: кута між хордою
лопаті й вектором моменту інерції лопаті; кута між
хордою лопаті й державками відцентрових тягарців;
кута між кривошипом і хордою лопаті; жорсткості
( )
( ) ( )
0
0 0
1
2 2
М
Л
Т
A cos
K
J
sin sin
J
+
=
+ + +
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.1(68)
77
© В. М. Головко, В. П. Коханєвич, М. О. Шихайлов https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.1(68)833
Відновлювана енергетика, 2022. | Вітроенергетика
пружини регулювання (визначається параметром Ā)
– при різних співвідношеннях моментів інерції лопа-
ті та відцентрових тягарців.
Висновок. Запропоновано вдосконалену математи-
чну модель відцентрового регулятора ротора вітро-
установки при антифлюгерному регулюванні з ура-
хуванням кута між хордою лопаті й вектором мо-
менту інерції лопаті, що дало можливість отримати
вираз для визначення статичних характеристик від-
центрового регулятора та уточнити вирази для ви-
значення параметрів відцентрового регулятора, що
використовуються при його налаштуванні для отри-
мання необхідних номінальних обертів ротора віт-
роустановки, з урахуванням даного параметра.
ПОСИЛАННЯ
1. Л. М. Цукерник, Теория и расчет центробежно-
го регулятора. Москва, росія: Машгиз, 1951.
2. Г. Х. Сабинин, “Теория регулирования быстро-
ходных ветродвигателей поворотом лопастей
центробежным регулятором”, Промышленная
аэродинамика, No. 8, c. 5–77, 1957.
3. Г. Х. Сабинин, “Теория регулирования быстро-
ходных ветряков центробежным регулятором с
помощью поворота лопастей”, Вопросы энерге-
тики, c. 37–49, 1959.
4. Я. И. Шефтер, И. В. Рождественский, Ветрона-
сосные и ветроэлектрические агрегаты. Мос-
ква, росія: Колос, 1967.
5. Я. И. Шефтер, Использование энергии ветра,
Москва, росія: Энергоатомиздат, 1983.
6. С. Б. Перли, Быстроходные ветряные двигате-
ли. Москва, Ленинград, росія: ГЭИ. 1951.
7. В. И. Коваленко, В. П. Коханевич, Н. А. Шихайлов,
“Ветроэлектрическая установка мощностью
2 кВт.”, Энергетика и электрификация, No. 4,
c. 37–40, 1991.
8. В. И. Коваленко, В. П. Коханевич, Н. А. Шихайлов,
“Ветроэнергетические установки малой мощнос-
ти”, Энергетика и электрификация, No. 1, c. 43–
46, 1993.
9. В. П. Коханєвич, “Статичні характеристики від-
центрового регулятора при флюгерному регулю-
ванні ротора вітродвигуна”, Відновлювана енер-
гетика, No. 1 (12), c. 39–44, 2008.
10. В. П. Коханєвич, “Статика регулювання роторів
вітродвигунів відцентровими регуляторами при
антифлюгерному регулюванні”, Відновлювана
енергетика, No. 3 (18), c. 18–24, 2009.
11. В. М. Головко, В. П. Коханєвич, М. О. Шихайлов,
Н. В. Марченко, “Удосконалена математична
модель відцентрового регулятора ротора вітро-
установки при флюгерному регулюванні”, Відно-
влювана енергетика, № 2 (65), c. 53–60, 2021.
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2021.2(65).53-60
12. В. М. Головко, В. П. Коханєвич, М. О. Шихайлов,
“Експериментальні дослідження відцентрових
регуляторів для вітроустановок”, Відновлювана
енергетика, № 3 (54), c. 31–45, 2018.
REFERENCES
1. L. M. Tsukernyk, Theory and calculation of a centrif-
ugal regulator (in Russian). Moskow, Russia: Mash-
giz, 1951.
2. G. H. Sabinin, Theory of regulation of high-speed
wind turbines by turning blades by a centrifugal
regulator (in Russian), Promyshlennaya Aero-
dinamika, Sb. No. 8, pp. 5–77, 1957.
3. G. H. Sabinin, The theory of regulation of high-
speed windmills by a centrifugal regulator by
means of rotation of blades (in Russian), Voprosy
energetiki, pp. 37–49, 1959.
4. Ya. I. Shefter, and I. V. Rozhdestvensky, Wind pump
and wind power units (in Russian). Moskow, Russia:
Kolos, 1967.
5. Ya. I. Shefter, The Use of wind energy (in Russian).
Moskow, Russia: Energoatomizdat, 1983.
6. S. B. Perli, High-speed wind turbines (in Russian).
Moskow, Leningrad, Russia: GEI, 1951.
7. V. I. Kovalenko, V. P. Kokhanevich, and
N. A. Shikhailov, “Wind power plant with a capacity
of 2 kW.” Energetika i Elektrifikatsiya (in Ukrainian),
No. 4, pp. 37–40, 1991.
8. V. I. Kovalenko, V. P. Kokhanevich, and
N. A. Shikhailov, “Low power wind turbines” (in
Ukrainian), Energetika i Elektrifikatsiya, No. 1,
pp. 43–46, 1993.
9. V. P. Kokhanevich, “Static characteristics of the
centrifugal regulator at weather vane regulation of
the rotor of the wind turbine” (in Ukrainian), Vid-
novlyuvana Enerhetyka, No. 1 (12), pp. 39–44,
2008.
10. V. P. Kokhanevich, “Statics of regulation of wind
turbine rotors by centrifugal regulators at antiflue
control” (in Ukrainian), Vidnovlyuvana Enerhetyka,
No. 3 (18), pp. 18–24, 2009.
11. V. M. Golovko, V. P . Kokhanevich, M. O. Shikhailov,
and N. V. Marchenko, “Improved mathematical
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.1(68)
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2021.2(65).53-60
78
© В. М. Головко, В. П. Коханєвич, М. О. Шихайлов https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.1(68)833
Відновлювана енергетика, 2022. | Вітроенергетика
model of the centrifugal regulator of the wind tur-
bine rotor with weather vane con-
trol” (in Ukrainian), Vidnovlyuvana Enerhetyka,
No. 2 (65), pp. 53–60, 2021. https://
doi.org/10.36296/1819-8058.2021.2(65).53-60
12. V .M. Golovko, V. P. Kokhanevich, M. O. Shikhailov,
“Experimental studies of centrifugal regulators for
wind turbines” (in Ukrainian), Vidnovlyuvana Ener-
hetyka, No. 3 (54), pp. 31–45, 2018.
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.1(68)
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2021.2(65).53-60
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2021.2(65).53-60
|
| id | veorgua-article-328 |
| institution | Vidnovluvana energetika |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:09:09Z |
| publishDate | 2022 |
| publisher | Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | veorgua/6b/df2d35b2dc2ab5ac21165ec986adaf6b.pdf |
| spelling | veorgua-article-3282026-07-18T06:32:16Z ADVANCED MATHEMATICAL MODEL OF THE CENTRIFUGAL REGULATOR OF THE WIND ROTOR WITH ANTI-FLUGE CONTROL УДОСКОНАЛЕНА МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ВІДЦЕНТРОВОГО РЕГУЛЯТОРА РОТОРА ВІТРОУСТАНОВКИ ПРИ АНТИФЛЮГЕРНОМУ РЕГУЛЮВАННІ Golovko, V. Kokhanevich, V. Shykhailov, M. wind power wind turbine centrifugal regulator of the rotor of the wind turbine вітроенергетика вітроустановка відцентровий регулятор ротора вітроустановки The use of centrifugal regulators in low-power wind turbines (VT) simplifies the design of the installation but requires consideration of the specifics of regulation. Thus, for wind turbine-controlled wind turbines, G. H. Sabinin proposed the design of the centrifugal regulator ГС-4 and its mathematical model, which was further improved, and the Institute of Renewable Energy of the National Academy of Sciences of Ukraine proposed a mathematical model of the centrifugal regulator of the rotor VT in antifluge control.The development of technological capabilities allows to make blades with an extension from its end to the camel in the range from 1:2 to 1:4 and with a torsion of the blade chord up to 30°, which allows to bring the real profile of the blade closer to the calculated one. However, the deviation of the direction of the moment of inertia of the blade from the chord of the blade can reach 20°, which was taken into account in recent  mathematical models of the centrifugal regulator of the rotor VT in antifluge control. This paper proposes an improved mathematical model of the centrifugal regulator of the rotor of the wind turbine with antiweather control taking into account the angle between the chord of the blade and the vector of the inertia of the blade, which allowed to obtain an expression for determining the static characteristics of the centrifugal  regulator. regulator, which are used in its adjustment to obtain the required nominal speed of the rotor of the wind turbine. Bibl. 12, fig. 1. Використання відцентрових регуляторів у вітроустановках (ВУ) малої потужності дозволяє спростити конструкцію установки але потребує враховувати специфіку регулювання. Так для вітроустановок з флюгерним регулюванням була запропонована Г. Х. Сабініним конструкція відцентрового регулятора ГС-4 та його математична модель, яка в подальшому була удосконалена, та в Інституті відновлюваної енергетики НАН України була запропонована математична модель відцентрового регулятора ротора ВУ для антифлюгерного регулювання. Розвиток технологічних можливостей дозволяє виготовляти лопаті з розширенням від її кінця до комеля в межах від 1:2 до 1:4 та з закрутом хорди лопаті до 30°,що дозволяє наблизити реальний  профіль лопаті до розрахункового та отримати біль високий коефіцієнта використання енергії вітру  ротором. Але при цьому відхилення направлення моменту інерції лопаті від хорди лопаті може сягати до 20°, що було враховано в останніх математичних моделях відцентрового регулятора ротора ВУ при флюгерному регулюванні. В даній роботі запропоновано удосконалену математичну модель відцентрового регулятора ротора вітроустановки при антифлюгерному регулюванні з урахуванням кута між хордою лопаті і вектором моменту інерції лопаті, що дало можливість отримати вираз для визначення статичних характеристик відцентрового регулятора з урахуванням даного параметру, а також уточнити вирази для визначення параметрів відцентрового регулятора, які використовуються при його налаштуванні для отримання необхідних номінальних обертів ротора вітроустановки. Бібл. 12, рис. 1. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2022-04-24 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/328 10.36296/1819-8058.2022.1(68).73-78 Vidnovluvana energetika ; No. 1(68) (2022): Scientific and Applied Journal Vidnovliuvana energetyka; 73-78 Возобновляемая энергетика; ##issue.no## 1(68) (2022): Scientific and Applied Journal Vidnovliuvana energetyka; 73-78 Відновлювана енергетика; № 1(68) (2022): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 73-78 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2022.1(68) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/328/248 Copyright (c) 2022 V. Golovko, V. Kokhanevich, M. Shykhailov https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | wind power wind turbine centrifugal regulator of the rotor of the wind turbine Golovko, V. Kokhanevich, V. Shykhailov, M. ADVANCED MATHEMATICAL MODEL OF THE CENTRIFUGAL REGULATOR OF THE WIND ROTOR WITH ANTI-FLUGE CONTROL |
| title | ADVANCED MATHEMATICAL MODEL OF THE CENTRIFUGAL REGULATOR OF THE WIND ROTOR WITH ANTI-FLUGE CONTROL |
| title_alt | УДОСКОНАЛЕНА МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ВІДЦЕНТРОВОГО РЕГУЛЯТОРА РОТОРА ВІТРОУСТАНОВКИ ПРИ АНТИФЛЮГЕРНОМУ РЕГУЛЮВАННІ |
| title_full | ADVANCED MATHEMATICAL MODEL OF THE CENTRIFUGAL REGULATOR OF THE WIND ROTOR WITH ANTI-FLUGE CONTROL |
| title_fullStr | ADVANCED MATHEMATICAL MODEL OF THE CENTRIFUGAL REGULATOR OF THE WIND ROTOR WITH ANTI-FLUGE CONTROL |
| title_full_unstemmed | ADVANCED MATHEMATICAL MODEL OF THE CENTRIFUGAL REGULATOR OF THE WIND ROTOR WITH ANTI-FLUGE CONTROL |
| title_short | ADVANCED MATHEMATICAL MODEL OF THE CENTRIFUGAL REGULATOR OF THE WIND ROTOR WITH ANTI-FLUGE CONTROL |
| title_sort | advanced mathematical model of the centrifugal regulator of the wind rotor with anti-fluge control |
| topic | wind power wind turbine centrifugal regulator of the rotor of the wind turbine |
| topic_facet | wind power wind turbine centrifugal regulator of the rotor of the wind turbine вітроенергетика вітроустановка відцентровий регулятор ротора вітроустановки |
| url | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/328 |
| work_keys_str_mv | AT golovkov advancedmathematicalmodelofthecentrifugalregulatorofthewindrotorwithantiflugecontrol AT kokhanevichv advancedmathematicalmodelofthecentrifugalregulatorofthewindrotorwithantiflugecontrol AT shykhailovm advancedmathematicalmodelofthecentrifugalregulatorofthewindrotorwithantiflugecontrol AT golovkov udoskonalenamatematičnamodelʹvídcentrovogoregulâtorarotoravítroustanovkipriantiflûgernomuregulûvanní AT kokhanevichv udoskonalenamatematičnamodelʹvídcentrovogoregulâtorarotoravítroustanovkipriantiflûgernomuregulûvanní AT shykhailovm udoskonalenamatematičnamodelʹvídcentrovogoregulâtorarotoravítroustanovkipriantiflûgernomuregulûvanní |