Рассмотрен вопрос о возможном влиянии производственной отделки поверхности подвижных элементов ротора ортогональной ветроэнергетической установки на ее аэродинамические характеристики. Приведен пример расчета допустимой отделки поверхности для ветроустановок мощностью 10 кВт.

Рассмотрены ветронасосная установка, в которой в качестве ветродвигателя используется флаттерный ветродвигатель с вертикальной крыловой лопастью, математическая модель, построенная для исследования динамики установки. Определены закон движения крыловой лопасти при подключенной нагрузке и основные характеристики ветронасосной установки.

Запропонована методика розрахунку аеродинамічних характеристик вітродвигуна роторного типу. Методика базується на імпульсній теорії розрахунку з урахуванням поздовжної складової швидкості вітрового потоку. Це дозволяє значно підвищити точність розрахунку основних аеродинамічних характеристик вітродвигуна роторного типу.

Індекс рубрикатора НБУВ: З626-047

Рубрики:

Вітродвигуни

Шифр НБУВ: Ж29109 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Приводятся результаты экспериментальных исследований моделей роторов вертикально-осевых ветроэнергетических установок с бипрофильными лопастями, состоящими из двух элементов с крыловым незамкнутым и полным крыловым профилями соответственно. Анализируется влияние формы и взаимного расположения элементов на коэффициент тянущей силы.

Розглянуто нові підходи до створення роторних вітродвигунів. Запропоновано нову конструкцію роторного вітродвигуна з обертовими лопатями.

Розроблено математичну модель вітроенергетичної установки, за допомогою якої вибрано раціональний режим підключення асинхронного генератора до мережі за умов обмеження пускового струму на заданому рівні.

Предложена методика осуществления проектных расчетов, позволяющих путем последовательных приближений определить оптимальные параметры горизонтально-осевого ветродвигателя, исходя из условий максимальной годовой выработки энергии при заданной номинальной мощности и известных характеристиках ветрового потока на месте установки ветродвигателя. Получены приближенные соотношения, позволяющие приспособить расчетную процедуру к условиям автоматизированного проектирования.

Рассмотрена задача обтекания однородным закрученным потоком идеальной несжимаемой жидкости осесимметричного тела, которое практически не отличается от сферы. Полученное решение может быть использовано как одно из приближений для расчета обтекания ступицы ветроколеса ветродвигателя с горизонтальной осью.

Розглянуто особливості аналізу стійкості нестаціонарних механічних процесів у гетерогенних демпфірувальних середовищах у наближенні зосереджених і розподілених параметрів з урахуванням ефектів внутрішнього тертя.

Наведено рівняння зміни швидкості повітря та напрямку потоку за працюючим вітроколесом, що дозволяє здійснювати оптимальне керування кутовим положенням лопатей та орієнтацію ротора вітроустановки на вітер для підвищення виробництва електроенергії. Запропоновано схеми оптимального регулювання кутового положення лопатей і алгоритм обчислення швидкості вітру за швидкістю повітря за лопатями. Порівняння результатів теоретичних досліджень з дослідними даними свідчить, що розбіжність не перевищує 5 %, що вказує на їх достовірність.

Изложены основные результаты исследований по вертикально-осевым ветроэнергетическим установкам (ВЭУ), полученные в лаборатории ветроэнергетики Сумского госуниверситета. Предложены, испытаны и рекомендованы к применению лопасти с профилями новых типов, а также роторы новых типов. Применены новые способы измерения аэродинамических сил на лопастях, а также основных кинематических параметров в естественных условиях и др. Решен ряд практических задач, связанных с использованием ВЭУ. Эксперименты проведены в аэродинамической трубе, гидробассейне, на аэродинамических стендах и на установках в естественных условиях. Предложен упрощенный метод расчета мощностных характеристик ВЭУ, использующих эффект Магнуса. Созданы методы расчета аэродинамических характеристик вертикально-осевых ВЭУ по известной геометрии их основных подвижных элементов.

Розроблено математичну модель ротора вітроустановки як об'єкта керування на базі кубічних сплайнів аеродинамічних характеристик. Забезпечення гладкості представлення вихідних масивів даних аеродинамічних характеристик досягнуто шляхом використання інтерполяційного сплайну двох змінних з безперервними похідними першого та другого порядку в вузлах інтерполяції. Розглянуто приклади застосування моделі для визначення регульованих характеристик ротора в повних діапазонах зміни швидкості вітру, частоти обертання та кута повороту лопатей.

Розглянуто сукупність енергопотоків у векторному просторі з метою визначення альтернативних рішень в системі джерело - споживач.

Розроблено еквівалентну електричну схему заміщення вітроелектричних установок (ВЕУ) з асинхронними генераторами з короткозамкненою обмоткою ротора в складі вітроелектростанції (ВЕС). Виконано розрахункові дослідження генерованої активної та реактивної потужностей ВЕС в електросистемі. З'ясовано, що схемо-технічне рішення серійних ВЕУ з двоступеневою комутацією конденсаторних батарей не забезпечує повної компенсації генерованої реактивної потужності в діапазоні зміни робочих швидкостей вітру. Визначено номінальну потужність компенсатора реактивної потужності ВЕС для різної кількості ВЕУ в складі станції.

Для расчета и анализа прочности соединения лонжерона и фланца лопастей ветроэнергетических установок применен эффективный численно-аналитический метод, основанный на сочетании метода конечных элементов и тригонометрических разложений неизвестных функций перемещений и нагрузок в ряды Фурье по окружной координате. Разработана расчетная схема соединения лонжерон-фланец, состоящего из разных материалов (пластика и металла). Действующая нагрузка представлена осевым растягивающим усилием и изгибающим моментом. Исследовано напряженно-деформированное состояние различных моделей конструкций: без зазора и с зазором по участкам с учетом их контакта. По результатам расчетов проанализировано влияние зазора по границе соединения на величину осевого смещения между пластиком и фланцем и проведено сравнение с результатами замеров при натурных испытаниях.

Наведено результати аналізу структур вітроелектрогенерувальних систем, показано перспективність побудови вітроенергетичної установки (ВЕУ) без аеродинамічного регулювання на базі схем енергоустаткування з неповним перетворенням потужності. Запропоновано сталу траєкторію регулювання вітроелектрогенерувальної системи, яка дає змогу знизити встановлену потужність електрообладнання надсинхронного вентильного каскаду (НКВ). Розроблено оптимізаційну математичну модель вибору робочого ковзання, а також методику розрахунку механічних характеристик НКВ з урахуванням впливу ефекту витискування струму на процеси комутації роторного випрямляча. Запропоновано спосіб регулювання НКВ у складі ВЕУ та структурну схему системи керування, що його реалізує. Шляхом дослідження математичної моделі електромеханічної системи підтверджено працездатність запропонованого способу регулювання та структурної схеми системи керування. Наведено методику розрахунку електромеханічної системи ВЕУ на базі НВК та некерованої вітротурбіни.

Визначено закони і параметри керування експлуатаційними нестаціонарними режимами роботи вітроелектричних установок (ВЕУ) промислових вітроелектростанцій (ВЕС), які зменшують аеромеханічні та електричні навантаження на основні елементи конструкції. Розроблено математичну модель вітроустановки як об'єкта керування у довільних діапазонах зміни швидкості вітру, кута повороту та частоти обертання лопатів на підставі кубічних сплайнів аеродинамічних характеристик. Досліджено динаміку аеромеханічних та електричних навантажень складових частин ВЕУ за різних способів керування генерованою потужністю (флюгерного, антифлюгерного, автостабілізації та керованої автостабілізації) та у процесі пуску і зупинення. Узагальнено результати стосовно установок різної потужності у діапазоні 100 - 1 000 кВт шляхом побудови номограм динамічних навантажень у функції параметрів керування та інерційної сталої часу ВЕУ. Визначено раціональні способи зменшення перенапруги ВЕУ та компенсації реактивної енергії ВЕС.

Висвітлено проблеми підвищення ефективності вітроенергетичних установок (ВЕУ) з асинхронізованим синхронним генератором (АСГ) за умов максимуму аеродинамічного ККД і стабільності частоти генерування. Розроблено математичну модель, яка дозволяє проаналізувати режими роботи ВЕУ з АСГ у разі змінної швидкості обертання ротора та визначити припустимі межі ковзання. Удосконалено методики узгодження параметрів вітротурбіни й АСГ та розроблено алгоритм керування. Запропоновано методику вітрового діапазону роботи вітротурбіни без використання аеродинамічного обмеження обертів шляхом введення додаткового активного резистора в ланцюг статора.

Изложены вопросы конструирования и расчёта современных ветроэнергетических установок (ВЭУ): принципиальные схемы, аэродинамические расчёты, прочностные расчёты, описание конструкций. Значительное внимание уделено расчёту решёток профилей и совместной работе ВЭУ с сетью.