Mar a bhios an siostam pitch ag atharrachadh ceàrn lannan nan roth-gaoithe
Tha roth-gaoithe an latha an-diugh an urra ri barrachd air dìreach lannan a’ snìomh sa ghaoith. Air cùl an rothlaidh a tha coltach ri sìmplidh tha siostam smachd a chaidh a dhealbhadh gus cinneasachadh dealain an roth-gaoithe a bharrachadh agus aig an aon àm a bhith sàbhailte nuair a bhios e a’ dèiligeadh ri atharrachaidhean ann an astar na gaoithe. Is e aon de na pàirtean as cudromaiche ann an smachd roth-gaoithe an siostam pitch, inneal a bhios a’ riaghladh ceàrn na lann an coimeas ri stiùireadh na gaoithe. Le bhith ag atharrachadh ceàrn na lann, faodaidh an roth-gaoithe barrachd lùtha a ghlacadh, cumhachd a chuingealachadh rè gaothan làidir, agus structar an roth-gaoithe a dhìon bho cus cuideam.
Dè a th’ ann am pitch agus carson a tha ceàrn na lann cudromach?
Ann an co-theacsa roth-gaoithe, tha pitch a’ toirt iomradh air ceàrn rothlaidh nan lannan an coimeas ri plèana rothlaidh an rotor. Bidh lannan roth-gaoithe ag obair glè choltach ri sgiathan itealain: mar a bhios a’ ghaoth a’ sruthadh seachad air pròifil na linne, thèid togail a chruthachadh, ag adhbhrachadh gum bi an rotor a’ tionndadh. Ach, tha buaidh mhòr aig ceàrn an ionnsaigh air meud an togail agus an slaodadh, is e sin an ceàrn eadar sruth coimeasach na gaoithe agus loidhne-mheadhain pròifil na linne. Bidh an siostam pitch ag atharrachadh ceàrn na linne gus ceàrn an ionnsaigh a chumail aig an ìre as èifeachdaiche aige.
Ma tha ceàrn na lann ro “chlaonta” ris a’ ghaoith aig astaran gaoithe àrda, faodaidh an fheachd a thig às a sin a bhith ro mhòr. Mar thoradh air an sin, faodaidh an rotor snìomh ro luath, a’ dol thairis air comas an gineadair, agus a’ cur cus cuideam air na co-phàirtean meacanaigeach. Air an làimh eile, ma tha ceàrn na lann ro “dùinte” ann an gaothan meadhanach, chan eil an lùth a tha ri fhaighinn air a chleachdadh gu h-iomchaidh. Mar sin, tha an siostam pitch na phrìomh dhòigh air cothromachadh a chumail eadar èifeachdas agus sàbhailteachd.
Prionnsabal obrach an t-siostam pitch: bho bhith a’ glacadh lùth gu bhith a’ cuingealachadh cumhachd
San fharsaingeachd, tha obrachadh roth-gaoithe air a roinn ann an grunn roinnean astar gaoithe:
1. Astar gearraidh a-steach (astar tòiseachaidh rothlaidh)
Aig astaran gaoithe ìosal, tòisichidh an roth-uidheam a’ snìomh agus a’ gineadh dealain. Bidh an siostam pitch ag atharrachadh ceàrn na lann gus a’ ghaoth a “bhìdeadh” gu h-èifeachdach agus torque gu leòr a chruthachadh.
2. Sgìre fo astar gaoithe ìreichte
Nuair a bhios astar na gaoithe ag àrdachadh ach fhathast fo astar ainmichte, is e prìomh amas an roth-uidheam glacadh lùtha a mheudachadh. Tha an t-astar air atharrachadh gus am bi na lannan ag obair aig a’ cheàrn ionnsaigh as fheàrr, a’ toirt an co-èifeachd cumhachd (Cp) faisg air a luach as àirde. Fo na cumhaichean sin, mar as trice bidh an siostam a’ cumail astar an rotor taobh a-staigh raon sònraichte gus dèanamh cinnteach à obrachadh seasmhach an gineadair.
3. Astar gaoithe ainmichte (astar ainmichte)
’S e seo an t-àite far a bheil an roth-uidheam a’ ruighinn a chumhachd toraidh dealbhaichte as àirde. Os cionn na h-ìre seo, chan fhaod an roth-uidheam cumail a’ dol ag àrdachadh a chumhachd oir tha crìochan aig a’ ghineadair, am bogsa gèar (ma tha gin ann), agus an structar meacanaigeach.
4. Raon cuingealachaidh cumhachd (os cionn astar gaoithe ainmichte)
Nuair a bhios a’ ghaoth nas àirde na an astar ainmichte, bidh an siostam pitch ag obair mar “bhreic aerodynamic.” Bidh na lannan a’ tionndadh gus an togail a lughdachadh agus an torque a chuingealachadh, a’ cumail an toradh cumhachd faisg air an luach ainmichte. San dòigh seo, bidh an roth-uidheam ag obair gu sàbhailte gun an siostam a dhùnadh sìos.
5. Astar gearraidh (astar obrachaidh stad)
Ma bhios a’ ghaoth ro làidir no ro bhuaireasach, stadaidh an roth-uidheam airson sàbhailteachd. Bidh an siostam pitch a’ tionndadh nan lannan gu suidheachadh “iteagach” (co-shìnte ris a’ ghaoith) gus slaodadh aerodynamic a lughdachadh, agus an uairsin bidh an siostam breiceadh a’ glasadh an rotor.
Na prìomh phàirtean ann an siostam a’ phìoba
Tha siostam a’ phitch air a dhèanamh suas de ghrunn phàirtean a bhios ag obair ann an dòigh aonaichte:
– Giùlan-pìce
Leigidh giùlan mòr aig freumh na linne leis an lann rothladh air a h-aisil. Feumaidh an eileamaid seo seasamh ri luchdan mòra leis gu bheil an lann fo bhuaidh feachdan gaoithe làidir is a-rithist is a-rithist.
– Gnìomhadair pitch (gnìomhadair pitch)
Is e seo am “fèith” a thionndaidheas an lann. Faodaidh an gnìomhaiche a bhith na shiostam uisgeach no dealain.
– Rianadair pitch
Bidh an siostam dealanach agus am bathar-bog a’ co-dhùnadh cuin agus dè an ìre a bu chòir ceàrn na lanna atharrachadh stèidhichte air dàta mothachaidh.
– Braitearan agus ionnsramaidean
A’ gabhail a-steach mothachairean astar gaoithe (anemometer), stiùireadh na gaoithe (bann-gaoithe), cuairteachadh rotor, torque gineadair, teòthachd, crith, agus dàta eile a tha a’ toirt taic do cho-dhùnaidhean smachd.
– Goireasan cùl-taice
Mar as trice bidh bataraidh no cruinneadair aig siostaman pitch gus an gabh na lannan a thionndadh gu suidheachadh sàbhailte eadhon ged a thèid am prìomh chumhachd a ghearradh dheth.
Siostaman pitch dealain an aghaidh siostaman pitch uisgeachaidh
1. Pàirceadh dealain
Ann an siostaman dealain, mar as trice bidh motair dealain (motair servo gu tric) aig gach lann a bhios a’ tionndadh gèar no inneal dràibhidh air giùlan pitch. Na buannachdan:
- Smachd ceàrn nas mionaidiche
– Mar as trice bidh cumail suas nas fhasa na obair hiodralach (gun aodion ola)
- Tha amalachadh smachd ùr-nodha nas sìmplidh
Ach, feumaidh siostaman dealain dealbhadh dealain earbsach agus dìon an aghaidh shuidheachaidhean anabarrach (taiseachd, dealanach, teòthachd).
2. Raon uisgeachaidh
Bidh an siostam uisgeachaidh a’ cleachdadh cuideam lionn (ola) gus na siolandairean a bhios a’ tionndadh nan lannan a ghluasad. Buannachdan:
- Comasach air feachdan mòra agus freagairtean luath a thoirt gu buil
– Freagarrach airson dealbhaidhean sònraichte a dh’ fheumas torque dràibhidh àrd
Am measg nan eas-bhuannachdan tha iom-fhillteachd an t-siostaim lionn, comas aodion, agus an fheum air cumail suas nas dèine.
Ciamar a bhios smachd air a’ phàirce a’ dèanamh cho-dhùnaidhean?
Chan eil an t-astar air atharrachadh gu neo-riaghailteach. Bidh an rianadair ag obair a rèir targaidean obrachaidh an roth-uidheam, a tha mar as trice a’ toirt a-steach dà rud: astar an rotor a chumail suas agus cumhachd an gineadair a chumail suas.
– Fo chumhachd ainmichte: bidh smachd a’ cur fòcas air èifeachdas. Tha ceàrn na lann air atharrachadh gus leigeil leis an rotor an torque as motha a choileanadh gun an siostam a dhèanamh neo-sheasmhach.
– Cumhachd os cionn ìre reataichte: bidh smachd ag amas air cuingealachadh. Tha ceàrn na lann air a “fhosgladh” mean air mhean gus slaodadh aerodynamic a lùghdachadh, a’ cumail rothlachd is cumhachd seasmhach.
Bidh an rianadair a’ cleachdadh algorithmean smachd leithid PID (Co-rèireach-Iomlan-Dìrivative) no dòighean nas iom-fhillte (me, smachd atharrachail). Bidh an siostam cuideachd a’ toirt aire do aimhreit agus do ghaothan. Rè tachartasan gaothan, faodar an t-astar a cheartachadh gu sgiobalta gus casg a chuir air luchdan as àirde bho bhith a’ dèanamh cron air co-phàirtean.
Pàirceadh mar shiostam sàbhailteachd (sàbhailte bho fhàilligidhean)
A bharrachd air leasachadh cumhachd, tha pitch na phàirt chudromach den t-siostam sàbhailteachd. Nuair a thachras suidheachaidhean neo-àbhaisteach - leithid cus astar, teòthachd ro àrd aig an gineadair, fàilligeadh lìonra cumhachd, no cus crith - faodaidh an roth-uidheam a dhol a-steach do mhodh dùnadh sìos. Anns a’ mhodh seo, thèid na lannan a thionndadh chun t-suidheachaidh iteagach, suidheachadh a lughdaicheas feachd na gaoithe air na lannan. Leis na lannan “co-shìnte” ri sruthadh na gaoithe, bidh an rotor a’ call torque agus a’ slaodadh sìos. Às deidh sin, faodar breiceadh meacanaigeach a chuir an sàs gus stad a chuir air an cuairteachadh gu tur.
Leis gu bheil pàirt aig pitch ann an dùnadh sìos, mar as trice bidh siostaman air an dealbhadh gus a bhith iomarcach: le mothachairean dùbailte, slighean smachd cùl-taic, agus stòran cumhachd èiginn. Tha seo a’ dèanamh cinnteach gum faodar na lannan a thionndadh gu suidheachadh sàbhailte eadhon ged a thachras fàilligeadh siostaim.
Buaidh siostam pitch air coileanadh roth-uidheam
Tha deagh shuidheachadh pàirce a’ toirt buannachdan fìor:
1. Barrachd cinneasachadh lùtha
Le bhith a’ cumail nan lannan aig a’ cheàrn as fheàrr rè gaothan meadhanach, faodaidh an roth-uidheam barrachd lùtha a thoirt gu buil tron bhliadhna.
2. Lùghdachadh luchd structarail
Bidh am pitch a’ lughdachadh luchdan as àirde rè gaothan làidir. Bidh seo a’ leudachadh beatha nan lannan, a’ mholaidh, a’ bhogsa gèar, agus an tùir.
3. Seasmhachd obrachadh an gineadair
Le bhith a’ cumail cumhachd aig ìrean ainmichte, seachnaicheas tu borbadh cumhachd a dh’ fhaodadh milleadh a dhèanamh air co-phàirtean dealain agus leasaicheas tu càileachd an toraidh.
4. A’ lughdachadh cunnart fàilligeadh
Bidh modh fàilligeadh-sàbhailte tro iteag a’ cuideachadh le casg a chuir air cus luaths a dh’ fhaodadh a bhith marbhtach.
Penutup
’S e siostam na h-àirde “stiùir aerodynamic” nan roth-gaoithe an latha an-diugh. Le bhith ag atharrachadh ceàrn na lann gu gnìomhach, bidh an roth-gaoithe ag atharrachadh a rèir atharrachaidhean ann an astar na gaoithe, a’ meudachadh cinneasachadh lùtha nuair a tha na suidheachaidhean fàbharach agus a’ cuingealachadh no a’ stad gu sàbhailte nuair a bhios na gaothan ro làidir. Tha measgachadh de dh’innealan giùlain, gnìomhaichean (dealain no uisgeach), mothachairean mionaideach, agus algorithmean smachd mionaideach a’ dèanamh na h-àirde mar aon de na prìomh theicneòlasan a leigeas le roth-gaoithe obrachadh gu h-èifeachdach, gu seasmhach agus gu maireannach ann an àrainneachdan fiùghantach.
Ma thogras tu, is urrainn dhomh dealbhan de bhun-bheachd ceàrn na pàirce a chur ris cuideachd, eisimpleirean de chùisean obrachaidh (fo agus os cionn astar gaoithe ainmichte), no dreach nas teicnigeach den artaigil a chur ri chèile le foirmlean co-èifeachd cumhachd agus ceàrn ionnsaigh.
