一种用于风电机组的全向控制调谐质量阻尼器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于风电机组的全向控制调谐质量阻尼器，包括质量块、至少2个弹性件、电涡流阻尼装置、滚珠装置，所述质量块的一个端面设有牵引杆，每一个所述弹性件的一端与所述牵引杆连接，每一个所述弹性件的另一端与风机塔筒上层平台连接，所述弹性件沿着所述牵引杆的周向均匀设置，所述质量块上与所述牵引杆相对的端面设有所述滚珠装置和所述电涡流阻尼装置，所述滚珠装置、所述电涡流阻尼装置被配置为对所述质量块进行振动能量耗散。本发明专利技术可实现对塔筒受任意方向激励入射的全向控制，提升阻尼器在随机的风、海浪载荷作用下的振动控制能力，保证结构稳定性和可靠性。保证结构稳定性和可靠性。保证结构稳定性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于风电机组的全向控制调谐质量阻尼器


[0001]本专利技术涉及风电
，尤其涉及一种用于风电机组的全向控制调谐质量阻尼器。

技术介绍

[0002]调谐质量阻尼器(TMD)是一种装入结构内用以减少结构在外部激励作用下结构振动的装置，其工作原理与动力吸振器类似，调谐质量阻尼器由质量块、弹簧以及阻尼组成，结合待减振结构的模态特性，通过对阻尼器构型和各特征参数进行设计，可实现更优的减振效果，现已被广泛应用到高楼、桥梁等建筑结构物中。
[0003]风机塔筒作为风力发电机的重要结构构件之一，其高耸、细长的结构特征使得环境荷载对塔筒的作用更加显著，通过对风机塔筒安装调谐质量阻尼器可有效控制塔筒结构的振动水平。然而，风力发电机内部空间非常有限，且塔筒的一阶固有频率通常相对较低，若需对一阶振型进行控制将对质量块的总重和摆幅提出较高要求，故传统的摆式调谐质量阻尼器受体积、布放空间等影响不再适用于风机塔筒的振动控制，需提供一种更适用于风机塔架狭小空间的阻尼装置。除此之外，现有的风机调谐质量阻尼器大多通过设置导轨，将振子受力分解到了正交轨道上实现在轨道上的运动，而通常风机塔架受到的激励载荷是任意的，此设计将降低阻尼器对风机受非正交方向上的激励载荷的控制。因此，针对风机塔架结构特征，提供一种适用于风电机组的具有高减振效率的调谐质量阻尼器具有重要意义。
[0004]现有技术中，公开号为CN113802712A的中国专利技术专利公开了一种风电用单自由度电涡流调谐质量阻尼器及阻尼系统，该阻尼器包括质量块、电涡流导体板、直线导轨等，将两个所述阻尼器的直线导轨正交设置，能够对风电发电塔水平面两个方向的振动均进行减振，且通过将两个阻尼器的竖向间隔布置，可节省安装空间。但是，上述阻尼器质量块仅可在制定的正交滑轨上运动，当塔架受到正交方向上的激励载荷时，使得质量块所受载荷需被分解至导轨两个方向，于是就降低了阻尼器的减振效率，无法实现全向控制，而两套阻尼系统的安装也增加了阻尼器的制造成本。
[0005]因此，本领域的技术人员致力于提供一种用于风电机组的全向控制调谐质量阻尼器，适用于风机塔架内部的狭小空间，具有全向控制能力，提升风机塔架的稳定性。

技术实现思路

[0006]有鉴于现有技术上的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是如何提供一种提升风机塔架稳定性的全向控制调谐质量阻尼器。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于风电机组的全向控制调谐质量阻尼器，包括质量块、至少2个弹性件、电涡流阻尼装置、滚珠装置，所述质量块的一个端面设有牵引杆，每一个所述弹性件的一端与所述牵引杆连接，每一个所述弹性件的另一端与风机塔筒上层平台连接，所述弹性件沿着所述牵引杆的周向均匀设置，所述质量块上与所述牵引杆相对的端面设有所述滚珠装置和所述电涡流阻尼装置，所述滚珠装置、所述电涡流阻尼装
置被配置为对所述质量块进行振动能量耗散。
[0008]优选地，所述质量块包括若干个钢制质量片，所述钢制质量片堆叠，所述钢制质量片通过螺钉紧固。
[0009]进一步地，所述电涡流装置包括磁钢和阻尼板，所述磁钢通过隔磁钢板固设在所述质量块相对于所述牵引杆的端面上，所述阻尼板相对于所述磁钢沿着远离所述质量块的方向与所述磁钢保持间隙。
[0010]优选地，所述阻尼板为具有导电性的合金板。
[0011]进一步地，所述滚珠装置包括上槽道、滚珠、下槽道，所述上槽道固设在所述质量块相对于所述牵引杆的端面上，所述下槽道固设在所述阻尼板上，所述上槽道与所述下槽道中心对齐，所述滚珠置于所述下槽道内，所述滚珠还与所述上槽道滑动接触。
[0012]进一步地，所述下槽道内侧具有向所述下槽道中心倾斜的斜度。
[0013]优选地，所述下槽道上表面设有环形限位装置，所述限位装置材料为橡胶。
[0014]优选地，所述磁钢位于所述质量块的端面的中心，所述上槽道沿所述质量块的端面的圆周方向均匀设置。
[0015]优选地，还包括安装支架，所述安装支架包括若干个支撑柱和环肋，所述支撑柱与所述弹性件一一对应设置，所述支撑柱之间通过环肋连接，所述支撑柱被配置为改变所述弹性件的走向。
[0016]进一步地，所述弹性件包括第一钢丝绳、弹簧、第二钢丝绳，所述支撑柱上设有滑轮，所述弹簧的两端分别连接所述第一钢丝绳、所述第二钢丝绳，所述第一钢丝绳与所述风机塔筒上层平台连接，所述第二钢丝绳与所述牵引杆连接，所述第一钢丝绳或所述第二钢丝绳绕过所述滑轮。
[0017]本专利技术至少具有如下有益技术效果：
[0018]1、本专利技术提供的用于风电机组的全向控制调谐质量阻尼器，可实现对塔筒受任意方向激励入射的全向控制，进而提升阻尼器在随机的风、海浪载荷作用下的振动控制能力，保证结构稳定性和可靠性。
[0019]2、本专利技术提供的用于风电机组的全向控制调谐质量阻尼器，通过设置滚珠装置，当塔筒发生动力学响应时，质量块可向各个方向发生滑动，提高了阻尼器的减振效率。
[0020]3、本专利技术提供的用于风电机组的全向控制调谐质量阻尼器，弹簧可横向或竖向设置，充分适应风机内部的狭小空间；支架均为可拆卸结构，方便阻尼器的安装与更换。
[0021]以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。
附图说明
[0022]图1是本专利技术的用于风电机组的全向控制调谐质量阻尼器的主视图；
[0023]图2是本专利技术的用于风电机组的全向控制调谐质量阻尼器的俯视图；
[0024]图3是本专利技术的用于风电机组的全向控制调谐质量阻尼器的质量块结构示意图；
[0025]图4是本专利技术的用于风电机组的全向控制调谐质量阻尼器的电涡流阻尼装置结构示意图；
[0026]图5是本专利技术的用于风电机组的全向控制调谐质量阻尼器的安装支架示意图；
[0027]图6是本专利技术的用于风电机组的全向控制调谐质量阻尼器的支撑柱示意图；
[0028]图7是本专利技术的用于风电机组的全向控制调谐质量阻尼器的弹性件等效刚度示意图。
[0029]图中，1
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塔筒上层平台，2
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塔壁，3
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塔筒阻尼器安装平台，4
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第一钢丝绳，5
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弹簧，6
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第二钢丝绳，7
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定滑轮，8
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质量块，9
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滚珠装置，10
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电涡流阻尼装置，11
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安装支架，12
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牵引杆，13
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吊环螺钉，14
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质量片，15
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紧固螺钉，16
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上槽道，17
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下槽道，18
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滚珠，19
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隔磁钢板，20
‑
磁钢，21
‑
阻尼板，22
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于风电机组的全向控制调谐质量阻尼器，其特征在于，包括质量块、至少2个弹性件、电涡流阻尼装置、滚珠装置，所述质量块的一个端面设有牵引杆，每一个所述弹性件的一端与所述牵引杆连接，每一个所述弹性件的另一端与风机塔筒上层平台连接，所述弹性件沿着所述牵引杆的周向均匀设置，所述质量块上与所述牵引杆相对的端面设有所述滚珠装置和所述电涡流阻尼装置，所述滚珠装置、所述电涡流阻尼装置被配置为对所述质量块进行振动能量耗散。2.如权利要求1所述的用于风电机组的全向控制调谐质量阻尼器，其特征在于，所述质量块包括若干个钢制质量片，所述钢制质量片堆叠，所述钢制质量片通过螺钉紧固。3.如权利要求1所述的用于风电机组的全向控制调谐质量阻尼器，其特征在于，所述电涡流装置包括磁钢和阻尼板，所述磁钢通过隔磁钢板固设在所述质量块相对于所述牵引杆的端面上，所述阻尼板相对于所述磁钢沿着远离所述质量块的方向与所述磁钢保持间隙。4.如权利要求3所述的用于风电机组的全向控制调谐质量阻尼器，其特征在于，所述阻尼板为具有导电性的合金板。5.如权利要求3所述的用于风电机组的全向控制调谐质量阻尼器，其特征在于，所述滚珠装置包括上槽道、滚珠、下槽道，所述上槽道固设在所述质量块相对于所述牵引杆的端面上，所述下...

【专利技术属性】
技术研发人员：温斌荣，张航，田新亮，彭志科，程正顺，彭棠，骆光进，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：