Хвост регулятор ВЭУ (ветроэнергетической установки).

Результаты выполнения научно-исследовательской работы. Разработка относится к ветроэнергетике, а именно к крыльчатым ветроэнергетическим установкам (далее ВЭУ) с горизонтальной осью вращения, использующим конструкцию хвоста для установки ВЭУ на ветер. Цель полезной модели состоит в том, чтобы создать устройство, которое совмещает две функции: установку ВЭУ на ветре и вывод ее из-под ветра при скорости ветра, превышающей расчетную. Поставленная цель достигается конструкцией хвоста-регулятора, содержащей вертикальную подвижную пластину аэродинамической формы, обеспечивающей силу для поворота пластины при скорости ветра больше расчетной, тем самым осуществляется вывод ВЭУ из-под ветра, а при скорости ветра меньше расчетной, вертикальная подвижная пластина аэродинамической формы не поворачивается и находится в плоскости вектора скорости ветра, чем обеспечивается надежная установка ВЭУ на ветер. Конструкция хвоста-регулятора состоит из шарнирного рычага, подвижной пластины аэродинамической формы, упора, полого поршня, пружины, корпуса пружины цилиндрической формы, калиброванного отверстия цилиндра штанги, цилиндрического шарнира и ветроколеса. Таким образом, конструкция хвоста-регулятора выполняет функции установки ВЭУ на ветер и вывода его из-под ветра. На фиг. 1 показано положение хвоста-регулятора при установке на ветер (а) - вид сверху; б) - вид сбоку). На фиг.2 показано положение хвоста-регулятора при частичном выводе ВЭУ из-под ветра (вид а) и при полном выводе из-под ветра (вид б) при скорости ветра больше 25 м/с. Конструкция хвоста-регулятора состоит из шарнирного рычага 1; подвижной пластины аэродинамической формы 2; упора 3; полого поршня 4; пружины 5; корпуса пружины цилиндрической формы 6; калиброванного отверстия 7; цилиндра штанги 8; цилиндрического шарнира 9; ветроколеса 10. Устройство работает следующим образом: при скорости ветра меньше расчетной пружина 5 находится внутри полого поршня и удерживает пластину аэродинамической формы 2 прижатой к упору 3, действуя через полый поршень 4 и шарнирный рычаг 1. ВЭУ удерживается на ветру, в этом случае, момент, удерживающий Муд больше момента регулирования Мрег, т.е. М уд=F*1>Мрег=R*L, где F - сила пружины; l - плечо силы F; R - равнодействующая аэродинамических сил Y и X; L - плечо силы. ВЭУ выдает максимальную расчетную мощность (фиг.1,а, б) при скорости ветра больше расчетной, но меньше критической. Подвижная пластина 2 под действием равнодействующей силы R поворачивается вокруг цилиндрического шарнира 9 и через шарнирный рычаг 1, действуя на поршень 4, сжимает пружину 5, в этом случае выполняется условие: Муд =F*1>Мрег=R*L Поворот подвижной пластины аэродинамической формы 2 прекращается при условии Муд=F*1>Мрег=R*L Ветроколесо 9 устанавливается под углом к вектору скорости ветра , т.е. на тот угол, на который повернется подвижная пластина аэродинамической формы 2 под действием равнодействующей аэродинамических сил R (фиг.2а). Выработка электроэнергии ВЭУ продолжается. При скорости ветра больше критической , где Vкр принимается равным 25 м/с, в этом случае подвижная пластина аэродинамической формы 2 устанавливается под углом 90° к штанге 8, а ветроколесо плоскостью вращения располагается вдоль вектора скорости ветра. Когда ВЭУ выведена из-под ветра выработка электроэнергии ВЭУ прекращается. При резких колебаниях скорости ветра (порывах) калиброванное отверстие 7 не позволяет подвижной пластине аэродинамической формы 2 также производить резкие повороты, за счет обеспечения медленного заполнения (или выталкивания) воздуха из запоршневого пространства, тем самым снижаются динамические нагрузки на всю конструкцию ВЭУ.