Г:-

по а-а

В противном случае они будут неравномерно распределяться по длине прорезей.

Несмотря на большое количество таких предложений из-за недостатков, указанных выше, они не нашли применения на практике.

Регулирование с помощью центробежных регуляторов

Во второй группе предложений для поворота всей лопасти или ее конца используются центробежные регуляторы или центробежные силы, развиваемые грузами.

Одно из таких предложений, сделанное Я. И. Шефтер и

Г. А. Печковским (авторская заявка № 8733), представлено на рисунке 33.

В поворотной части лопасти и устанавливается (как самостоятельный механизм) регулирующий элемент, состоящий из насаженной на конце маха конической шестерни ^ и связанных с ней двух шестерен 5, сидящих на общей оси 12. Ось эта жестко закреплена на поворотной части лопасти. Шестерни 5 свободно поворачиваются (в разные стороны) на шарикоподшипниках. К шестерням привернуты штанги 13 с центробежными грузами 3.

Штанги связываются вилкой 2, к которой крепится трос б, Он проходит сквозь мах лопасти и другим своим концом крепится к шестизвенному механизму кинемати-

■ffanpaSneme,

Марат при регулираеонип

Рис. 33. Регулирование поворотом конца лопасти за счет центробежных сил: I — лопасть, 2 — вилка, 3 — центробежные грузы

4v и 5 — конические шестерни, 6 — трос, i—шарнирный, параллелограмм. 8 — пружина параллелограмма. 9 — пружина пуска—остановки, 70 — трог. П — штеоротная часть лопасти, /2 — ось, 13 — штанга.

ческой связи поворотных частей лопастей 7. Во время работы параллелограмм шестизвенного механизма кинематической связи распирается пружиной 8, которая уравновешивает силу

}.ЗвезЛч1<ас цепь» t.Cekmap

Рис. 34. Аэродинамическое регулирование ветродвигателя поворотом конца лопасти А. С. Добросердова: t — жесткая часть лопасти, 2 — поворотная часть лопастн, 3 — ось, поворотной части, 4 — опора, 5 — шестерня, 6 — гребенка, 7 — рычаг. 8 — груз. 9 — тяга.

центробежных грузов 3. Для пуска и остановки предусматривается пружина 9, которая при пуске оттягивается тросом 10, тем самым давая возможность разжаться пружине 8 и поставить поворотные части лопастей в рабочее, пусковое положение. При освобождении троса пружина 9 сжимает параллелограмм шестизвенного механизма и ставит концы лопастей на углы остановки.

В предлагаемой системе применен принцип поворота концов лопастей в сторону уменьшения углов заклинения, т. е. навстречу потоку воздуха. Это дает возможность значительно уменьшить значения углов, на которые нужно при регулировании поворачивать лопасть. Примерно однотипным с предыдущим предложением является предложение. А. С. Добросердова «Аэродинамическое регулирование ветродвигателя поворотом конца лопасти» (авторская заявка № 9197).

В отличие от первого предложения в этом случае регулирующий механизм расположен в жесткой части лопасти (рис. 34, поз. 1), а для поворота конца лопасти в сторону увеличения углов заклинения используются не только центробежные силы грузов, но и аэродинамические силы, создаваемые на лопасти набегающим воздушным потоком.

Оригинальный и в то же время достаточ-

Регулятор-ограничитель^

Д. Д. Жарикова НО простои регулятор-огрэничитель числа оборотов ветроколеса предложен Д. Д. Жариковым для небольших малолопастных ветроэлектрических агрегатов (рис. 35). Б данном случае применен механический

wm

тормозной ограничитель. Усилие для нажима тормозная колодка 5 этого ограничителя получает от рейхи хвоста 3, на которой укреплены особые открылки 7. Воздушный поток создает на этих

открылках подъемную силу, направленную в данном случае вниз. При определенной скорости ветра, усилие, создаваемое подъемной силой, преодолевает усилие пружины 6, поддерживающей рейку хвоста, и последняя, опускаясь вниз, как рычагом нажимает колодкой на тормозной шкив^, находящийся на валу ветрового колеса 1 и подтормаживает последнее.

При скоростях ветра 10 м Б секунду и выше ветродвигатель останавливается.

Хотя такая конструкция и подкупает своей простотой, но она не может быть признана рациональной по двум основным причинам: во-первых, торможение ветродвигателя без поворота лопастей не снимает с ветроколеса нагрузку, что при больших скоростях ветра вызовет перенапряжения в махах крыльев.

С другой стороны, поскольку автор указывает, что двигатель переходит в зону статического торможения (т. е. останавливается) при скорости ветра 10 м в секунду, то за счет неиспользования больших скоростей будет теряться до 20—30% возможной годовой выработки агрегата.

Еще одним весьма серьезным недостатком этой системы является невозможность запуска ветродвигателя при больших скоростях ветра, поскольку главный вал заторможен.

Механизм регулирования малых ветроэлектрических агрегатов

В настоящее время малые ветроэлектрические агрегаты, выпускаемые промышленностью, имеют механизм регулирования, изображенный на рисунке 36.

Регулирование числа оборотов производится поворотом ло-настей центробежным регулятором, встроенным непосредственно в ветроколесо. Пустотелые лопасти вместе со стальными махами могут вращаться во втулке ветроколеса на двух шарикоподшип-44

Рис. 35. Схема ветроэлектрического агрегата Д. Д. Жарикова: / — ветроколесо, 2 — генератор, 3 — хвостовое оперение, 4 — тормозной шкив, 5 — тормозная колодка с рычагом, 6 — пружина, 7,— профилированные открылки.

киках. Центробежные грузы 1 регулятора, жестко связанные с лопастями ветроколеса при помощи державок 2, имеют крючкообразные пальцы 3, которые при помощи шатунов 4 связаны с муфтой центробежного регулятора 5. Муфта, скользящая по стержню 6. прижимается пружиной регулятора 7 к корончатой гайке, сидящей на конце стержня.

Если при увеличении скорости ветра число оборотов ветроколеса достигает предельного значения, то величина центробежных сил, стремящихся переместить грузы дальше от оси вращения, становится достаточной для того, чтобы преодолеть упругую силу пружины регулятора. Центробежные грузы, расходясь, поворачивают лопасти ветроколеса относительно геометрической оси махов и одновременно при помощи крючкообразных пальцев и шатунов заставляют двигаться по стержню муфту регулятора, которая при этом сжимает пружину.

При повороте лопастей угол атаки набегающего потока воздуха уменьшается. Вследствие этого подъемная сила на лопастях становится меньше, что приводит к уменьшению числа оборотов ветроколеса. При уменьшении скорости ветра мощность ветряка падает и число оборотов ветроколеса уменьшается. Центробежная сила, стремящаяся переместить грузы, также уменьшается и становится меньше упругой силы пружины регулятора. Пружина перемещает муфту регулятора, которая, в свою очередь, при помощи шатунов и крючкообразных пальцев поворачивает грузы вместе с лопастями в обратную сторону. Углы атаки лопастей увеличиваются, а вместе с тем возрастает мощность ветродвигателя и число оборотов. Таким образом, число оборотов агрегата поддерживается примерно постоянным при больших скоростях ветра. Если нагрузка генератора равна расчетной, то ветродвигатель начинает регулироваться при скоростях ветра выше 8 м в секунду.

При скоростях ветра до 8 м в секунду пружина регулятора прижимает муфту к корончатой гайке и число оборотов ветроколеса определяется не действием регулятора, а равновесием между мощностью, развиваемой ветроколесом приданной скорости ветра, и мощностью, поглощаемой генератором. Число оборотов ветроколеса в этом случае будет тем меньше, чем меньше скорость ветра.

Такое регулирование показало себя очень надежным и устойчивым в работе.

^Для таких же небольших ветроэлектрических агрегатов А. С. Добросердовым и П. В. Пылковым применена система регулирования, при которой все ветроколесо выводится из-под ветра (рис. 37). Быстроходное двухлопастное ветроколесо 1 укреплено непосредственно на валу генератора 2. Генератор на тяге 3 шарнирно связан с 46

Система регулирования А. С. Добросердова и П. В. Пылкова

(Автсрское свидетельство № 95035)

т

коленчатым рычагом 4, который может поворачиваться относительно своей оси на шариковых подшипниках 5.

Так как ветроколесо установлено за осью вращения рычага, то специальных устройств для установки ветроколеса на ветер не требуется — оно устанавливается само.

При увеличении скорости ветра лобовое давление на ветроколесо возрастает и последнее отклоняется на некоторый угол (см. положение, обозначенное на рисунке пунктиром). Чем выше скорость ветра, тем больше и угол, на который отклоняется ветроколесо. При очень больших скоростях ветроколесо занимает положение, близкое к горизонтальному, и останавливается.

Такое регулирование оказывается относительно простым и надежным, однако имеет тот недостаток, что вследствие больших угловых скоростей, с которыми ветроколесо возвращается в вертикальное положение,

возникают значительные гироскопические силы и ветроколесо приходится делать более прочным.

Некоторые авторы предлагают различные регулированиемодификации так нэзываемого зонтичного

регулирования скорости вращения и мощности ветродвигателей (рис. 38). Поскольку оно уже осуществле-

7^77777777777777777777^777,

Рис 37 Регулирование А. С. Добросердова и П. В. Пылкова для малых ветроэлектрических агрегатов:

/ - ветроколесо, 2 - генератор, S - тяга, 4 - рычаг. 5 — подшипники, 6 — упор.

1 Гироскопические силы возникают в том случае, когда тело совершает вращательное движение одновременно относительно двух осей. Так как ветроколесо вращается относительно своей собственной оси, а при установках иа ветер —вместе с головкой относительно вертикальной оси. то гироскопические силы действуют н на крылья. Эти силы создают^ гироско-пвческий момент,.который действует в плоскости, перпендикулярной угловои скорости,• .^