具有重力回位力矩機構風能裝置的參數確定

     自然界的風不僅大小時刻在變，而且風向也不斷在變化。在一臺風能轉換裝置中，風輪在自然界風中吸收的能量是以公式           
 P=(1／8)“Cppv 3D0來計算。其中V1代表風速，從公式可以看出，風速的能量與風速的立方成正比，當風速從5m／s增加到10m／s時，即變化兩倍，風能將增加到8倍，而轉速在一定范圍內與功率成正比，如不加以限速，極可能在短時間里造成風力裝置的損壞。
    風輪側偏是微小型風能轉換系統(tǒng)中風輪限速機構的一種形式，歸結起來主要有以下三種方式：(1)．側翼式，(2)．偏心式，(3)．重力回位力矩式。               
    前兩種都是依靠彈簧進行復位，而彈簧在用一段時間后，就容易變形，造成復位力矩改變；另外彈簧在空氣中很容易銹蝕。即使加以處理，彈簧機構用在風力機上也不太理想可靠，而具有重力回位力矩的機構，在微小風能轉換裝置機構中，由于它的機構在同類裝置中最為簡單、可靠，并且造價很低，所以在近幾年得到了較快的發(fā)展，又由于在發(fā)展過程中各種技術問題不斷得到解決，所以在今后的發(fā)展中越來越顯示出它極強的生命力。               
    具有重力回位力矩機構的原理是風輪偏置安裝，具有一個偏心距，尾舵和機座是餃接，這個鉸接軸不是垂直于偏側轉軸，而是向后和向側各傾斜一個角度，當尾翼從初始位置轉到折尾保護位置時，隨著尾翼重心位置在風輪偏側過程中的抬高，就會產生重力回位力矩。從物理學中得知：物體只有在能量最小的位置才能達到穩(wěn)定平衡狀態(tài)，故尾翼重心的抬高，就打破了它原有的平衡，在新的位置上由于重力的作用，它就要建立一種新的平衡，那么它只有在和風輪偏側時產生的力矩相等時，才能達到一種穩(wěn)定的平衡。
    由于這種機構在設計時涉及的參數較多，不容易準確解決參數之間各個量的關系，風輪的氣動力在偏側時，還缺少準確的計算，另外由于風的大小和風向的變化都是隨機的，它們時時刻刻都在變，在很短的時間內可產生很大幅度的變化，風輪受力情況極為復雜，所以一臺風能轉換裝置的設計，不能只停留在理論計算上，還需試驗測試，但試驗臺牽引試驗以及風洞試驗都不能正確描述風力機的特征。故本人從重力回位力矩機構的原理出發(fā)，參看目前國內外的有關文獻，提出一種初步確定設計中參數的計算方法，并根據此原理設計一臺微小型具有重力回位力矩機構風力機的通用試驗機構，它的試驗原理是先根據計算出的理論參數在模型中加以確定，然后通過現場自然狀態(tài)下對這臺模型風力機進行測試，測試過程中對各參數進行校正，最后加以確定總體參數，這樣便可通過理論與實踐的結合尋找到所需要的最佳值。