サボニウス風車の回転数制御システムの開発

Savonius风力发电机转速控制系统的开发

• 批准号: 60045076
• 负责人: 小川 武範
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Hyogo University of Teacher Education
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Energy Research
• 财政年份: 1985
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1985 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-60045076/
• 关键词: サボニウス風車; 回転数制御; 偏流板; 尾翼; ステッピングモータ

風車を実機として利用する場合には、台風等の強風時に対する保安装置を含めて回転数を制御する装置が必要であるが、サボニウス風車の回転数制御装置に関する研究は極めて少ない。そこで本研究ではサボニウス風車に適する回転数制御システムの開発を行った。回転数制御には回転軸に取り付けたブレーキだけに頼るのでは不確実であり、ロータに作用する流体力学的な力を制御する必要がある。そのために1枚の平板からなる偏流板を用いることとし、まず偏流板の寸法、位置が風車性能に及ぼす影響を詳細に調査した。その結果、偏流板の幅はロータ半径程度が良く、その位置はバケット凸面側で風向に対して30°で、ロータ回転軸中心からロータ直径の0.7倍の距離が良く、その場合には偏流板の無い場合より約27%出力が増大し、つぎに偏流板をロータの正面に移動させた場合には回転トルクが極端に低下することが明らかとなった。すなわち偏流板の位置を変化させることにより回転数を制御できることを明らかにし、つぎに風向および風速の変化に追隨して偏流板が移動するシステムを開発した。まず機械的制御機構として、偏流板に尾翼2枚を接続した機構を考案した。これは偏流板と2枚の尾翼に当る風圧をバランスさせることにより、設計風速以下のときには最適の位置に偏流板がくるようにして出力の増大を図り、強風時には尾翼に取り付けたスプリングが尾翼に当る風圧のために伸び、その結果尾翼取り付け角が変化し、偏流板がロータ正面に移動して、ロータに作用する流体力を弱め停止に導くような装置である。つぎには回転数等を入力信号とし、A/D変換器、パソコンおよびステッピングモータを利用した電子制御機構を製作した。2種類のシステムを用いて回転数制御実験を行った結果、第2の方法は回転数を精度良く制御できる可能性があるが、第1の方法と比べて突風時等の速い変化に対する応答に問題があることが明らかとなった。

The windmill can be used in situations such as strong winds such as typhoons or typhoons, and can be used as a security device. The control device of the control device is necessary, and the windmill of the windmill is the number of the control device.そこでThis study is a windmill that is suitable for the windmill. The number of back turns is controlled by the return turn shaft. The return turn shaft is not correct. It is necessary to control the force of fluid mechanics and control it. A detailed investigation of the use of the single flat plate deflector, the deflector size method, the position of the windmill performance and the influence of the deflector were carried out in detail. Result, deflector width, radius, good position, convex side wind 30° to the center of the axis, a distance of 0.7 times the diameter of the center of the axis, and a good distance In the case where the deflector is not available, the output is increased by about 27%, and when the deflector is used, the deflector is large The front is moving and the occasion is returning to the extreme and the low is low.すなわちThe position of the deflector is changed, and the position of the deflector is changed, and the number of returns is controlled. The direction of the wind and the speed of the wind follow the change of the deflector and the movement of the deflector. The control mechanism of the machine, the deflector and the tail wing are 2 pieces, and the mechanism is connected to the test plan.これは deflector and 2 pieces of tail fins are used when the wind pressure is high and the wind pressure is lower than the design wind speed. The optimal position of the deflector is the deflector, the power is increased, and the rear wing is adjusted when the wind is strong.たスプリングがtail fin when the wind pressure のためにStretch び, その results tail fin take りpay けangled が変化し, deflector The movement of the front and the movement of the front and the action of the fluid force are weak and the stop is the guide and the device is the same. The electronic control mechanism of the つぎにはdigital input signal, the A/D converter, and the パソコおよびステッピングモータを are produced using the したelectronic control mechanism. The results of the 2 types of のシステムを using the いて転number system to control the できる are possible. Sex があるが, the 1st method とratio べてWhen the wind blows, etc. のspeed い変化に対する応Answer the question があることが明らかとなった.

项目成果

日本機械学会論文集B編(第2報). 51-471. (1985)

日本机械工程师学会会议录，B 卷（第 2 期报告）（1985 年）。

日本機械学会論文集B編(第3報). 51-471. (1985)

日本机械工程师学会会议录，B 卷（第 3 次报告）（1985 年）。