自然界的风,速度和方向经常变化,为了使风力机能有效地捕捉风能,就应设置对风装置以跟踪风向的变化,保证风轮基本上始终处于迎风状态。风力机的调向机构常见的有:尾舵、舵轮、电动(或液动)和下风向自由对风4种。
7.3.4.1 尾舵
尾舵是最常见的一种调向装置,它广泛用于小、微型风力机上。尾舵由尾杆和尾翼组成。
1.尾舵的长度和面积
尾舵的长度按下式取值:
设转动着的风轮扫掠面积为A,尾翼的面积为A f,其面积之比按以下关系取值:当L 2=4L 1时,对多叶风轮,取A f=0.1A;对2~3叶风轮,取A f=0.04A。
当L 2≠4L 1时,对多叶风轮,取;对2~3叶风轮,取。
实用中一般常使L 2=0.6D,L 1=0.15D。D为轮直径。
2.尾翼的形状(www.daowen.com)
尾翼一般都处在风轮的尾流区里,为了避开尾流的影响,有的风力机把尾翼翘起安装,高出风轮。翼展和弦长之比可取h/b=2~5。
7.3.4.2 舵轮调向机构
在风轮后面装有两个平行的多叶式小风轮,其旋转面与风轮扫掠面相垂直。舵轮的轴带动由圆锥齿轮组成传动系统,中间一对齿轮与装在塔架上方的回转体上的从动大齿轮啮合。正常工作时,风力机的风轮对准风向,舵轮旋转面与风向平行,它不转动。当风向变化时,舵轮与风向成某一角度,在风力作用下舵轮开始旋转,通过传动系统,使风力机的风轮重新对准风向,舵轮旋转面又恢复到与风向平行的位置,便停止转动。舵轮调向装置比尾舵工作得平稳,多用于小型或中型风力机上。
7.3.4.3 电动对风装置
电动对风装置广泛用于中型和大型风力机上。该装置的风向感受信号来自于装在机舱上面的风向标。在风向标的垂直轴上有一个凸轮,下面还有浸没在油缸中的阻尼板(板上钻有很多小孔),用以吸收风向的脉动。当风向偏离风轮轴线±15°时,风向标带动其垂直轴上的凸轮,使左侧或右侧的限位开关接通,经过30s延时(可任意调整)后,交流接触器闭合,从而启动对风伺服电动机左转或右转,并接通相应的指示灯。伺服电动机经过减速带动回转体上的转盘,使风轮重新迎风后,限位开关断开,电动机停转,指示灯熄灭。两只交流接触器互为闭锁,从而保证动作时只能闭合一只,而不会同时接通造成短路。
7.3.4.4 下风向自由对风装置
风轮安装在塔架的下风位置(即后置式布置),利用作用在风轮上的阻力的方法,使风轮自动对准风向。
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