 |
|
NASTAWIANIE WIATRAKA POD WIATR
Aby
silnik wiatrowy mógł pracować należy zaopatrzyć go w mechanizm ustawiający
koło wiatrowe do kierunku wiatru. Można do tego celu zastosować ster
kierunkowy lub wiatrowy silnik nastawczy (rys.1a,b).
Rys.1
W przypadku gdy koło łopatkowe odchylane jest w bok za pomocą steru bocznego lub przez przesunięcie osi koła ster tylny musi być ustawiony nieco pod kątem, tak by zachować w przypadku pracy przy nominalnej prędkości wiatru równoległe położenie do jego kierunku (rys. 2).
Rys. 2. Odchylanie steru bocznego lub
zastosowanie steru wygiętego w celu zrównoważenia momentu od steru bocznego bądź
mimośrodowego przesunięcia wirnika.
Gdy koło zaczyna się odchylać
to mimo naciągu sprężyny ster tylny nie powinien odchylać się na więcej niż
10°. Dlatego powinien mieć odpowiednie wymiary:
- jedna z metod to przyjęcie obrysu trapezu równobocznego o poziomej osi
symetrii: wysokość trapezu 0,4D, podstawa mniejsza bliższa wirnikowi 0,175D,
podstawa większa 0,35D gdzie D - średnica zewnętrzna wirnika;
- druga z metod: ster prostokątny - długość równa promieniowi koła
wiatrowego, szerokość dwa razy mniejsza od długości.
Ramię na którym osadzony jest ster ma długość w przybliżeniu równą średnicy
koła wiatrowego.
W przypadku napędzania wału przenoszącego moment do dołu wieży należy skompensować moment wywierany przez reakcję międzyzębną stożkowej przekładni zębatej stosując skośne ustawienie steru tylnego (rys. 3).
Rys. 3. Moment od reakcji międzyzębnej stożkowej
przekładni napędzającej wał.
Moment ten zależy od mocy przenoszonej przez pionowy wał i ilości jego obrotów na minutę:
M=7023,5×N/n [Nm]
gdzie N - moc przenoszona w KM, n - ilość obrotów pionowego wału na minutę.
Jak widać im większe zastosujemy obrotu wału (przełożenie), tym moment reakcji dla danego wiatraka mniejszy.
Osadzając ster tylny na możliwie długim ramieniu zwiększa się jego bezwładność, a w wyniku tego zmniejsza się prędkość kątowa głowicy, co jest pożądane ze względu na tzw. momenty żyroskopowe. Można zamiast jednego większego zastosować dwa mniejsze płaty sterowe rozstawione na odpowiednio dużej odległości. Wtedy dla wiatru o małym odchyleniu od kierunku pierwotnego działanie obu płatów dodaje się, natomiast dla wiatrów o dużych odchyleniach od kierunku osi silnika jeden płat zastawia (cieniuje) drugi, dzięki czemu prędkość obrotowa głowicy jest mniejsza.
Rys. 4.
W przypadku odchylania wirnika w płaszczyźnie pionowej (rys. 4.) nie ma potrzeby skośnego ustawiania steru tylnego, który jest zazwyczaj na stałe zamocowany do obrotowej wieżyczki.
Silnik nastawczy (rys.1a) stosowany jest w wiatrakach o średnicy do 30 m. Przełożenie przekładni obracającej wiatrak powinno być tak dobrane, aby prędkość kątowa wieżyczki była mniejsza niż 0,05 obr/sek. Podstawowe wymiary podano na rysunku.
Do obracania wiatraków o średnicach większych od 30 m (oczywiście do mniejszych też to można zastosować) stosuje się silniki elektryczne, siłowniki.
|
|
||
|
|
|
