本发明专利技术涉及一种用于使结构中的振动减幅的装置，所述装置包括第一元件(2)和第二元件(4)，所述第一元件围绕旋转轴线(3)可旋转地安装，所述第二元件围绕所述旋转轴线(3)可旋转地安装，相对于所述旋转轴线界定所述第一元件的圆部分(10)的半径(R1)小于相对于所述旋转轴线界定所述第二元件的圆部分(16)的半径(r2)，所述第一元件被称为内部元件，并且所述第二元件被称为外部元件。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于使结构中的振动减幅的装置
本专利技术涉及一种用于使结构中的振动减幅的装置。通常，如建筑结构等结构会遭遇振动，所述振动可以影响所述结构的可用性、耐久性或稳定性。具体来说，风力涡轮机塔架是由于风吹在风力涡轮机塔架的长塔架上，而且还由于叶片的运动以及由发电机和与风能转换成电能相关的其它机械和电气组件产生的寄生振动而不得不经受许多振动的结构。
技术介绍
从EP2100054中可知，借助于包括围绕旋转轴线可旋转地安装和驱动的第一元件以及围绕另一条旋转轴线可旋转地安装和驱动的第二元件的装置可以使这些不期望的振动减幅。然而，即使通过此装置极大地减少了振动，也会产生其它振动，这是由于所述装置引入的不期望的力矩引起的。从EP2100054中还可知，通过将两个可旋转地安装的元件中的一个元件分离成两个部分并且将所述两个部分沿着旋转轴线布置在另一个可旋转地安装的元件的两侧，可以避免这些不期望的力矩和寄生振动。然而，此改进的布置使所述装置更加繁琐和笨重，并且使机械设计更加复杂。本专利技术旨在解决上述问题。
技术实现思路
为此，本专利技术涉及一种用于使结构中的振动减幅的装置，所述装置包括第一元件和第二元件，所述第一元件围绕旋转轴线可旋转地安装，所述第二元件围绕所述旋转轴线可旋转地安装，相对于所述旋转轴线界定所述第一元件的圆部分的半径小于相对于所述旋转轴线界定所述第二元件的圆部分的半径，所述第一元件被称为内部元件，并且所述第二元件被称为外部元件。借助于所述要求保护的装置，所述内部元件和所述外部元件的相应质心安置在同一平面中(所述平面正交于旋转轴线)，这消除了寄生屈曲力矩并且极大地减小了由所述装置占据的体积。根据本专利技术的另一方面，所述内部元件和所述外部元件围绕所述旋转轴线以相反的方向旋转。根据本专利技术的另一方面，所述内部元件和所述外部元件被配置成使得垂直于所述旋转轴线的至少一平面与所述内部元件的所述质心和所述外部元件的所述质心两者相交。根据本专利技术的另一方面，所述第一元件和所述第二元件被安置成使得第一距离乘以所述第一元件的质量的乘积与第二距离乘以所述第二元件的质量的乘积相同。根据本专利技术的另一方面，所述第一元件和所述第二元件被安置成使得所述第一元件的转动惯量与所述第二元件的转动惯量大致一致。根据本专利技术的另一方面，所述第一元件具有使得被称为第一厚度的给定厚度的横截面由被称为第一角扇区的角扇区和被称为第一高度的给定高度界定的总体形状。根据本专利技术的另一方面，所述第二元件具有使得被称为第二厚度的给定厚度的横截面由被称为第二角扇区的角扇区和被称为第二高度的给定高度界定的总体形状。根据本专利技术的另一方面，所述装置被配置成使得所述第一元件和所述第二元件围绕所述旋转轴线彼此独立地旋转。根据本专利技术的另一方面，所述装置包括控制器，所述控制器用于优选地通过一个或多个驱动机构来控制所述第一元件和所述第二元件的旋转。根据本专利技术的另一方面，所述控制器被配置成确定所述内部元件和所述外部元件的旋转的旋转速度和相位。本专利技术还涉及一种结构，其被配置成经受振动并且配备有至少一个先前所描述的装置。根据本专利技术的另一方面，所述结构是风力涡轮机塔架。根据本专利技术的另一方面，所述结构包括两个先前所描述的装置，所述装置中的每个装置安置在所述塔架的内部。本专利技术还涉及一种已经描述的装置的用途，其中所述控制器基于所述结构中的所述振动的实时连续测量来确定所述内部元件和所述外部元件的旋转的旋转速度和相位，以产生使所述结构的所述振动减幅的控制力。附图说明本专利技术的其它方面和优点将从本专利技术的具体实施例的以下详细描述和附图中变得显而易见，在所述附图中：-图1展示了根据本专利技术的用于使结构中的振动减幅的装置的透视图；-图2展示了图1的装置的两个元件的详细视图；-图3展示了图1的装置的横向平面的示意图；-图4展示了图1的装置的纵向平面的示意图；-图5展示了配备有两个图1的装置的风力涡轮机塔架；并且-图6展示了图5的塔架的内部的横截面视图。具体实施方式用于使结构中的振动减幅的装置如从图1到4可以看出，用于使结构中的振动减幅的装置1包括第一元件2和第二元件4，所述两个元件都围绕旋转轴线3可旋转地安装，并且围绕所述旋转轴线3彼此独立地驱动。第一元件2与旋转轴线3之间的距离(被称为第一距离，以d1表示)小于第二元件4与旋转轴线3之间的距离(被称为第二距离，并且以d2表示)。距离d1可以被定义为旋转轴线3与内部元件2的质心之间的距离，如下文详细描述。距离d2可以被定义为旋转轴线3与外部元件4的质心之间的距离，如下文详细描述。在下面的描述中，第一元件2被称为内部元件2，并且第二元件4被称为外部元件4。如从图1可以看出，内部元件2和外部元件4被配置成使得垂直于旋转轴线3的至少一平面P与内部元件2和外部元件4两者相交。此配置确保了内部元件2安置在由外部元件4的旋转运动限定的虚拟圆柱体积19内，从而减小装置1占据的体积。有利地，第一距离d1乘以内部元件2的质量m1的乘积p1与第二距离d2乘以外部元件4的质量m2的乘积p2相同或大致一致(如下文将详细描述)：p1＝m1d1≈m2d2＝p2(1)。每个元件2、4的质量-距离乘积p1、p2决定了可实现的控制力幅度，并且因此决定了相关联的元件2和4的减幅效果。在优选的操作模式中，所述两个质量块的角速度相等，并且所述两个质量块的旋转方向相反。内部元件2的质量-距离乘积p1等于外部元件4的质量-距离乘积p2使动态力平衡，并且因此使定向简谐控制力可实现，使得配备有装置1的结构中的振动可以被有效地减少。后者是通过使用确保装置1在优选操作模式下进行操作的适当的控制算法来实现的。有利地，内部元件2的转动惯量J1与外部元件4的转动惯量J2大致一致(如下文将详细描述)：J1≈J2(2)。每个元件2、4的转动惯量J1、J2决定了由赋予每个质量块m1、m2的角加速度引起的转矩量值，并且因此决定了由元件2和4的旋转引起的总转矩(力矩)，当所述两个质量块的角加速度相等并且加速度方向相反时，所述总转矩被最小化(平衡)。如从图1、2和3中可以特别看出，内部元件2具有由被称为第一厚度并且以t1表示的给定厚度的横截面和被称为第一高度的给定高度h1界定的总体形状，所述横截面包括在被称为第一角扇区a1的角扇区中。换句话说，内部元件2的截面由两个同心圆(第一圆12和第二圆13)的两个部分10、11界定。第一圆12具有以R1表示的半径，所述半径大于第二圆13的半径r1。R1与r1之间的差值给出了厚度t1的值。部分10是第一圆12的包含在第一角扇区a1中的部分。部分11是第二圆13的包含在第一角扇区a1中的部分。类似地，外部元件4具有由被称为第二厚度的给定厚度本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于使结构中的振动减幅的装置，所述装置包括第一元件(2)和第二元件(4)，所述第一元件围绕旋转轴线(3)可旋转地安装，所述第二元件围绕所述旋转轴线(3)可旋转地安装，相对于所述旋转轴线(3)界定所述第一元件(2)的圆部分(10)的半径(R1)小于相对于所述旋转轴线(3)界定所述第二元件(4)的圆部分(16)的半径(r2)，所述第一元件(2)被称为内部元件(2)，并且所述第二元件(4)被称为外部元件(4)。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171102 EP 17306515.21.一种用于使结构中的振动减幅的装置，所述装置包括第一元件(2)和第二元件(4)，所述第一元件围绕旋转轴线(3)可旋转地安装，所述第二元件围绕所述旋转轴线(3)可旋转地安装，相对于所述旋转轴线(3)界定所述第一元件(2)的圆部分(10)的半径(R1)小于相对于所述旋转轴线(3)界定所述第二元件(4)的圆部分(16)的半径(r2)，所述第一元件(2)被称为内部元件(2)，并且所述第二元件(4)被称为外部元件(4)。
2.根据权利要求1所述的用于使结构中的振动减幅的装置，其特征在于，所述内部元件(2)和所述外部元件(4)围绕所述旋转轴线(3)以相反的方向旋转。
3.根据权利要求1或2所述的用于使结构中的振动减幅的装置，其特征在于，所述内部元件(2)和所述外部元件(4)被配置成使得垂直于所述旋转轴线(3)的至少一平面(P)与所述内部元件(2)的质心和所述外部元件(4)的质心两者相交。
4.根据前述权利要求中任一项所述的用于使结构中的振动减幅的装置，其特征在于，所述第一元件和所述第二元件被安置成使得第一距离(d1)乘以所述第一元件(2)的质量(m1)的乘积(p1)与第二距离(d2)乘以所述第二元件(4)的质量(m2)的乘积大致一致，所述第一距离是所述第一元件(2)的质心与所述旋转轴线(3)之间的距离，并且所述第二距离是所述第二元件(4)的质心与所述旋转轴线(3)之间的距离。
5.根据前述权利要求中任一项所述的用于使结构中的振动减幅的装置，其特征在于，所述第一元件和所述第二元件被安置成使得所述第一元件(2)的转动惯量(J1)与所述第二元件(4)的转动惯量(J2)大致一致。
6.根据前述权利要求中...
【专利技术属性】
技术研发人员：尤韦·斯塔罗塞克，
申请(专利权)人：索列丹斯弗莱西奈公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR
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