具有重力回位力矩機(jī)構(gòu)風(fēng)能裝置的參數(shù)確定

     自然界的風(fēng)不僅大小時(shí)刻在變，而且風(fēng)向也不斷在變化。在一臺(tái)風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置中，風(fēng)輪在自然界風(fēng)中吸收的能量是以公式           
 P=(1／8)“Cppv 3D0來計(jì)算。其中V1代表風(fēng)速，從公式可以看出，風(fēng)速的能量與風(fēng)速的立方成正比，當(dāng)風(fēng)速從5m／s增加到10m／s時(shí)，即變化兩倍，風(fēng)能將增加到8倍，而轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)與功率成正比，如不加以限速，極可能在短時(shí)間里造成風(fēng)力裝置的損壞。
    風(fēng)輪側(cè)偏是微小型風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中風(fēng)輪限速機(jī)構(gòu)的一種形式，歸結(jié)起來主要有以下三種方式：(1)．側(cè)翼式，(2)．偏心式，(3)．重力回位力矩式。               
    前兩種都是依靠彈簧進(jìn)行復(fù)位，而彈簧在用一段時(shí)間后，就容易變形，造成復(fù)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(jī)構(gòu)用在風(fēng)力機(jī)上也不太理想可靠，而具有重力回位力矩的機(jī)構(gòu)，在微小風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置機(jī)構(gòu)中，由于它的機(jī)構(gòu)在同類裝置中最為簡單、可靠，并且造價(jià)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(shù)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(qiáng)的生命力。               
    具有重力回位力矩機(jī)構(gòu)的原理是風(fēng)輪偏置安裝，具有一個(gè)偏心距，尾舵和機(jī)座是餃接，這個(gè)鉸接軸不是垂直于偏側(cè)轉(zhuǎn)軸，而是向后和向側(cè)各傾斜一個(gè)角度，當(dāng)尾翼從初始位置轉(zhuǎn)到折尾保護(hù)位置時(shí)，隨著尾翼重心位置在風(fēng)輪偏側(cè)過程中的抬高，就會(huì)產(chǎn)生重力回位力矩。從物理學(xué)中得知：物體只有在能量最小的位置才能達(dá)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(fēng)輪偏側(cè)時(shí)產(chǎn)生的力矩相等時(shí)，才能達(dá)到一種穩(wěn)定的平衡。
    由于這種機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)涉及的參數(shù)較多，不容易準(zhǔn)確解決參數(shù)之間各個(gè)量的關(guān)系，風(fēng)輪的氣動(dòng)力在偏側(cè)時(shí)，還缺少準(zhǔn)確的計(jì)算，另外由于風(fēng)的大小和風(fēng)向的變化都是隨機(jī)的，它們時(shí)時(shí)刻刻都在變，在很短的時(shí)間內(nèi)可產(chǎn)生很大幅度的變化，風(fēng)輪受力情況極為復(fù)雜，所以一臺(tái)風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置的設(shè)計(jì)，不能只停留在理論計(jì)算上，還需試驗(yàn)測試，但試驗(yàn)臺(tái)牽引試驗(yàn)以及風(fēng)洞試驗(yàn)都不能正確描述風(fēng)力機(jī)的特征。故本人從重力回位力矩機(jī)構(gòu)的原理出發(fā)，參看目前國內(nèi)外的有關(guān)文獻(xiàn)，提出一種初步確定設(shè)計(jì)中參數(shù)的計(jì)算方法，并根據(jù)此原理設(shè)計(jì)一臺(tái)微小型具有重力回位力矩機(jī)構(gòu)風(fēng)力機(jī)的通用試驗(yàn)機(jī)構(gòu)，它的試驗(yàn)原理是先根據(jù)計(jì)算出的理論參數(shù)在模型中加以確定，然后通過現(xiàn)場自然狀態(tài)下對(duì)這臺(tái)模型風(fēng)力機(jī)進(jìn)行測試，測試過程中對(duì)各參數(shù)進(jìn)行校正，最后加以確定總體參數(shù)，這樣便可通過理論與實(shí)踐的結(jié)合尋找到所需要的最佳值。