Ветротурбина типа Дарье-Магнуса: динамика и управлениестатья
Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science
Статья опубликована в журнале из перечня ВАК
Статья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
Дата последнего поиска статьи во внешних источниках: 26 января 2022 г.
Аннотация:При вращении ротора Дарье формируется сила, родственная силе Магнуса: перпендикулярная скорости набегающего потока. В работе она вычисляется на основе квазистатической модели аэродинамического воздействия и сравнивается с аналогичной силой, действующей на ротор Савониуса. Эта сила позволяет использовать ротор Дарье как элемент ветроэнергетической установки, работающей на основе эффекта Магнуса. Математическая модель такой ветротурбины с горизонтальным валом и двумя вращающимися лопастями в форме роторов Дарье представлена в форме динамической системы пятого порядка. В качестве коэффициента усиления управляющего воздействия в модели выступает параметр, который характеризует полезную внешнюю электрическую нагрузку в локальной цепи электрогенератора установки. В результате проведенного анализа установлено, что ветротурбина может обладать,как минимум, тремя типами рабочих режимов. Из них два характеризуются синхронизацией средних угловых скоростей роторов Дарье, в общем случае средняя скорость вращения центрального вала с ними несоизмерима. На третьем типе режимов скорости собственного вращения роторов Дарье несоизмеримы. Решена задача выбора управления, которое обеспечивает максимальную величину механической мощности на рабочем режиме ветротурбины.