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bdlhz618的博客

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个人简历 具有深厚的专业理论知识和丰富的实践经验,勤于思考,富于创新,在长期的工作实践中,始终注重研究和探索,通过多年的艰辛努力和实验,在技术革新与发明创造方面有所突破,研制成功《风力飞行器》(201110319692.2)。《调桨长的万向风车》(201210393482.2)。

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调桨长的万向风车的最后征程(4)  

2016-03-12 21:42:54|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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调桨长的万向风车的最后征程(4

(续前页)

前面讲到,调桨长的万向风车另辟蹊径,摒弃了利用调整攻角(也称调桨距)的方法提高风车效率,而是采取使输出和输入之间形成正反馈,利用正反馈效应来提高风车效率。这不仅使调桨长的万向风车的效率高于现有螺旋桨风车、达里厄风车效率,而且也为风车使用伸缩翼调节扫风面积,提高风能利用范围,稳定功率输出,提供了条件。如果风车仍然用调节攻角(也称调桨距)的方法提高风车效率,那风车将不能使用伸缩翼。

反馈技术对于自动控制系统的技术人员来说是相当熟悉的,在传感器、仪表、自动控制系统、电子元器件中都有大量的应用。在仪表、自动控制系统中,多应用负反馈;在电子元器件和电子线路中多应用正反馈。例如:数字电路的三极管就是利用正反馈使三极管迅速达到饱和和截止来实现0,1两个状态进行二进制计数;老式的再生式无线电收音机利用再生线圈把经放大的无线电信号引回到输入端再放大,从而提高收音机的效率。电子线路的低频功率放大器中,也在许多地方应用了正反馈来提高效率;在电子元器件上,可控硅、数字集成电路中也大量的运用了正反馈……。

由此看来,负反馈能够提高系统的稳定性和精确度,所以在仪表、自动控制系统中,应用较多;正反馈能够提高效率,所以在电子线路、电子元器件上应用较多。

鉴于正反馈可以提高效率,那么对于自动控制系统的技术人员来说就有动机去想:能否将正反馈技术应用在风力发电风车上,用正反馈技术来提高风力发电的效率呢?


“反馈”就是把输出信号引回到输入端,与输入信号相加(或相减)。现假定对象是电子线路,那么正反馈信号流程方块图就如上图所示。

 


我们设:P1为输入(电压或电流信号);P2为输出(电压或电流信号);K为不加反馈时的放大倍数;图中β为正反馈系数,那么,可以得出如下的等式:

P2=P1+ P2 β)K  …………(1)   

1Kβ) P2=K P1  …………(2)     

P2/ P1=K/1Kβ)…………(3

其中P2/ P1即为电子线路的效率。

由式3可以看到,效率与K、β均有关。K为不加正反馈时的放大倍数,β为正反馈系数。从式(3)还可以看出,当K=β=1时,P2/ P1将趋于∞。

毫无疑问,我们可以用数学方法描绘出风车效率与K、β之间的关系。

为了简单直观的看一下效率与K、β之间的关系,我们假设K0,10.30.5时,β也为0.10.30.5,那么,效率应为多少。计算结果如下:

 表格中间的数据为该电子线路加了正反馈后的效率。

由此可见,效率P2/ P1K、β都有关系,K、β增大效率增大。如果设K、β均为0.5,那么加了正反馈与没加正反馈相比,效率增加了33.32%;如果设K0.3,β为0.5,则加了正反馈与没加正反馈相比,效率增加17.67%

这里需要特别注意的是,以上假设的是电子线路,在这里,信号就是电流或电压,而且要建立反馈回路也很容易,只要用一根导线把输出引回到输入端再加个加法器就可以了,而对于风车而言,情况就复杂得多了,这里不再详述。

从以上的分析,可以看出,正反馈效应对效率的提高,与反馈系数β紧密相关,反馈系数β越大越好。那么怎样使反馈系数β增大呢?

第四,在叶桨顶端加装顶端端板,充分利用端板处于叶桨的顶部,受到的风速最强的特点,使端板也产生升力,就可以提高正反馈系数β,更大的提高风车的效率。

调桨长万向风车的叶桨端板由于是一段下平上凸的翼型短节,水平固定于风车叶桨的顶端,端板就会受到水平方向的风的作用,这里水平方向的风既包括自然风也包括因风车旋转而产生的风。根据空气动力学原理,端板上就会产生垂直向上方向的升力,又因为叶桨是倾斜的,那么升力就被分解成平行于旋转平面的分力和垂直于旋转平面的分力。平行于旋转面的分力,就会产生使支架旋转的力矩,从而加快风车旋转。风车旋转的加快,使风速增加,升力增加,又促使旋转的力矩增大,这样就形成了正反馈,产生正反馈效应,提高了风车效率。垂直于旋转面的分力,起到了减轻轴承压力的作用,也就减轻了风轮的旋转阻力。所以,端板现在不光起到防止叶桨末端的凹面气体向凸面绕动产生翼尖涡的作用,还起到了增大正反馈系数β,提高风车效率的作用,且后一作用力度更强,效果更大。因为端板在叶桨的顶端,风车旋转而产生的线速度最大,风力最大,产生的升力也最大。改变顶端端板的面积、厚度、攻角、端板与转轴之间的距离,就改变了正反馈系数β的大小。


看视频请点击:http://v.youku.com/v_show/id_XNzk3MTU2NTAw.html?spm=a2hzp.8253869.0.0

(全文完)

 

调桨长的万向风车发明专利正在许可转让。

普通许可500万,包括:《调桨长的万向风车》(201210393482.2),《调桨长的万向风车的主轴和支架》(201610041427.5),《调桨长的万向风车的伸缩翼》(201610041428.X),《调桨长的万向风车的端板》(201610041426.0),《调桨长的万向风车的叶桨头》(201610041429.4)五个发明专利。

你可以不选择接产调桨长的万向风车,去继续生产螺旋桨,但你将会失去产业改造升级的机会。

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