Dynamic characteristics of the blade feathering device of a relatively small scale wind-generator (2 to 5kw) is investigated. The role of a blade feathering device is to regulate automatically overspeed of a wind-rotor at destructive wind velocities, and smooth operation of the device is critical for safety of the wind-rotors. The blade-feathering device investigated in this study is essentially mass-shock absorber-spring-magnet-centrifugal fly weight system.
The equations of motion of the moving mass of the feathering device are derived taking into account the aerodynamic force acting on the blades, and the non-linear differential equations are solved numerically. It is shown that the damping coefficient of shock absorber and the spring constant are the critical parameters for smooth operation of the device.
The static relation between intial spring compession force, magnetic force and the centrifugal force is presented in a nondimensional form, and experimental data for the relation are also presented.
The drawing of a typical blade-feathering device for wind-generators of 2 to 5kw are given.
이 논문은 풍차발전기에서 주요부분인 Propeller feathering device 의 정 및 동역학적 특성을 해석하고, 이에 관한 설계자료를 제공하기 위해서 연구되었다.
Feathering Device 는 강풍(强風)에서 rotor 의 Overspeed를 방지하는 자동 핏치조정기구이고, 이 기구의 원활한 작동을 보장하기 위한 설계는 매우 중요하고, 풍차의 수명을 좌우한다.
Feathering device 는 원심조속기 System으로서 비교적 간단한 진동계에 속하나, 자석의 힘이 변위의 제곱에 역비례하고 또 받음각이 변함에 따라서 blade 에 작용하는 회전력이 변하므로 해석적으로 용이하지 않다.
Feathering device 에 관한 운동방식을 유도하고 Computer Simulation 을 통해서 시간에 따르는 변위와 회전력의 변화를 계산하였다. 해석의 결과 이 기구에서 가장 중요한 Parameter 들은 충격완충기의 감쇄계수와 용수철상수이다. 정역학적인 관계식을 무차원형으로 나타내고, 실험적으로 확인하여 설계자료를 제공하였다.
풍차발전을 위한 Propeller의 설계방법을 토의하였으며 2-5Kw급의 풍차용 feathering device 를 설계한 도면을 첨부하였다.
