SU151894A1 - Устройство дл осреднени вектора скорости ветра - Google Patents

Description

Известны устройства дл  осреднени  вектора скорости ветра, содержащие два ультразвуковых ветроприемника с взаимно-перпендикул рными ос ми направлени  распространени  звука. Выход каждого ветроприемника через п-ересчетнук) схему электрически св зан с блоком осреднени  соответствующей составл ющей скорости ветра, выполненным на линейно вращающемс  трансформаторе. Сложение напр жений, пропорциональных средним значени м составл ющих скорости ветра, осуществл етс  с помощью синусно косинусного вращающегос  трансформатора, напр жение на одной из выходных обмоток которого пропорционально модулю средней скорости ветра за заданный промежуток времени, а угол поворота его ротора соответствует аргументу указанного модул . Известны также ветроприемники, выполненные в виде метеорологической вертущки с тахогенератором и флюгарКИ.

Отличительной особенностью предложенного устройства  вл етс  то, что дл  разложени  вектора скорости ветра на составл ющие ось флюгарки св зана с осью вращающегос  синусночкосинусного трансформатора , на входную обмотку которого подаетс  напр жение с тахогенератора , св занного с метеорологической вертушкой. Дл  выработки модул  и аргумента среднего вектора ветра в влде механических углов поворота построительный синусно-косинусный вращающийс  трансформатор снабжен автоматическими след щими приводами.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства дл  осреднени  вектора скорости ветра.

Дл  того, чтобы осуществить векторное осреднение скорости ветра , необходимо: вектор мгновенного значени  скорости ветра разложить на две взаимно-перпендикул рные составл ющие I/ 1/ --J-1/ ; произвести осреднение каждой составл ющей, опериру  ею как скал рной величиной:

№ 151894- 2 у .I.V,, -р ,;

Произвести векторнре сложение осредненных составл ющих:

V.

Дл  решени  этих уравнений служит предлагаемое устройство.

Ось вращающегос  ветро риемника / (чащечного или винтового) соединена с асинхронным тахогенератором 2. Напр жение t/, вырабатываемое тахогенератором 2, будет пропорционально модулю вектора

мгновенной скорости ветра (У). Ось флюгарки 3 соединена с ротором синусно-косинусного трансформатора 4 (СКВТ), который предназначен дл  разложени  модул  (V) на две взаимно-перпендикул рные

составл ющие, т. е.: Уа; V, sin ®, где: ф - аргумент вектора мгновенной скорости ветра (угол направлени  ветра).

Напр жение f/ с выхода тахогенератора 2 подаетс  на первичную обмотку трансформатора 4. Если флюгарка 3 повернетс  на угол ф, то напр жение на одной вторичной обмотке трансформатора 4 будет пропорционально V, а на другой-Уу. В дальнейщем составл ющие УЖ и Уу осредн ютс  в блоках 5 и 5, которые состо т из суммирующего механического дифференциала, предназначенного дл  получени  среднеарифметической во величины, поданной на вход дифференциала в виде угла поворота.

Дл  преобразовани  напр жений, пропорциональных У и У,,, в значени  угловой скорости и ввода их в осредн ющие устройства (блоки 5 и 5), используютс  интегрирующие приводы (блоки 7 и S). Скорости вращени  выходных осей интегрирующих приводов (блоки 7 и 5) пропорциональны входному напр жению, т. е. в нашем случае пропорциональны УЖ и Vy.

Осредненные значени  и У (где т - временной интервал осреднени , в данном случае равен 10 мин} на выходе осредн ющих устройств (блоки 5 и б) получаютс  в виде соответствующих пропорциональных углов. Однако дл  удобства дальнейшего геометрического сложени  осредненных составл ющих V и , их угловые значени  преобразуютс  при помощи мгновенных вращающихс  трансформаторов (блоки 9 и 10} в пропорциональные значени  напр жений

где: к - коэффициент пропорциональности.

Дл  получени  осредненного вектора скорости ветра необходимо

произвести геометрическое сложение Ux к Uy с целью получени  в конечном счете модул  I | осредненного вектора и его аргумента г Сложение Их и Uy осуществл етс  на синусно-кйсинусном вращающемс  трансформаторе (СКВТ) 11. На выходные обмотки подаютс  напр жени  U и Uy. Поворачива  ротор до тех пор, пока на одной

из выходных обмоток напр жение не -будет равно нулю, получим напр жениена второй выходной обмотке, пропорциональное ( У ), а

угол поворота ротора СКВТ будет равен у, .

1 1

П l уП

-I(..) + (V./

кv-.ж;

« l/Tj; ;

-

Дл  автоматизации процесса выработки | т I f- выходное напр жение с одной Обмотки СКВТ подаетс  иа вход маломощной след щей системы, выход которой механически соединен с ротором СКВТ. Двигатель будет поворачивать ротор СКВТ до тех пор, пока на обмотке , включенной на входе след щей системы, напр жение не будет разно нулю. При этом угол поворота .ротора СКВТ равен аргументу вектора Рт: , а напр жение на второй выходной обмотке СКВТ будет пропорционально модулю среднего вектора | V. |.

Если необходимо получить модуль | V. в виде механического перемещени  (угла поворота), то, использу  еще одну след щую систему и линейный вращающийс  трансформатор (ЛВТ) 12, можно получить величину I VT; I в виде угла поворота ротора ЛВТ.

Таким образом, угол поворота ротора СКВТ равен аргументу среднего вектора скорости ветра, а угол поворота ротора ЛВТ пропорционален модулю этого же среднего вектора скорости ветра.

Име  значени  и | V,. | в виде механических перемещений, легко осуществить регистрацию их значений в функции от времени в пр моугольных координатах либо цифровую регистрацию.

Предмет изобретени 

Claims (2)

1.Устройство дл  осреднени  вектора скорости ветра, содержащее ветроприемник в виде метеорологической вертущки с тахогенератором и флюгарки, пересчетные схемы, блоки осреднени , линейные вращающиес  трансформаторы и построительный синусно-косинусный трансформатор, отличающеес  тем, что, с целью разложени  вектора скорости ветра на составл ющие, ось флюгарки св зана с осью вращающегос  синусно-косинусного трансформатора, на входную обмотку которого подаетс  напр жение с тахогенератора, св занного с метеорологической вертущкой.

2.Устройство по п. 1, .отличающеес  тем, что с целью выработки модул  и аргумента среднего вектора ветра в виде механических углов поворота, построительный синусно-косинусный вращающийс  трансформатор снабжен автоматическими след щими приводами .

- 3 -№ 151894