本公开涉及用于风力涡轮叶片的装置和用于减少风力涡轮中的振动的方法。更具体而言，本公开涉及用于减轻涡流引起的振动和失速引起的振动的装置、包括此类装置的风力涡轮叶片，以及用于当风力涡轮被停放时(尤其是在风力涡轮安置和/或维护期间)减少风力涡轮振动的方法。装置构造成围绕风力涡轮叶片布置，并且包括三个或更多个空气流修改元件，其包括构造成远离风力涡轮叶片面向的凹形外表面。装置还包括构造成支承多个空气流修改元件的支承结构。相邻的空气流修改元件之间的角距离在截面中为大致上恒定的。面中为大致上恒定的。面中为大致上恒定的。
【技术实现步骤摘要】
用于减轻风力涡轮中的振动的装置和方法
[0001]本公开涉及用于风力涡轮叶片的装置和用于减少风力涡轮中的振动的方法。更具体而言，本公开涉及用于减轻涡流引起的振动和失速引起的振动的装置、包括此类装置的风力涡轮叶片，以及用于当风力涡轮被停放时(尤其是在风力涡轮安置和/或维护期间)减少风力涡轮振动的方法。
技术介绍
[0002]现代风力涡轮通常用于将电供应到电力电网中。该类型的风力涡轮大体上包括塔架和布置在塔架上的转子。转子(其典型地包括毂和多个叶片)设定成在风对叶片的影响之下旋转。所述旋转生成扭矩，该扭矩正常地直接地(“直接地驱动”或“无齿轮”)或通过齿轮箱的使用传输穿过转子轴至发电机。这样，发电机产生可供应至电力电网的电。
[0003]风力涡轮毂可以可旋转地联接于机舱的前部。风力涡轮毂可连接于转子轴，并且转子轴可接着使用一个或多个转子轴轴承可旋转地安装在机舱中，该一个或多个转子轴轴承布置在机舱内的框架中。机舱为布置在风力涡轮塔架的顶部上的壳体，其可容纳并保护齿轮箱(如果存在)和发电机(如果未放置在机舱外侧)，以及取决于风力涡轮，诸如功率转换器和辅助系统的另外的构件。
[0004]存在使风力涡轮叶片越来越长的趋势，以捕获更多的风，并且将风能转换成电。这使叶片更加柔性并且更易于叶片的振动。过度振动的风力涡轮叶片可受到损坏。转子叶片的振动还可导致整个风力涡轮结构振荡(例如，前后振荡或横向振荡)。由于过度的应力，故风力涡轮叶片中的振动还可损坏风力涡轮的其它构件。
[0005]当风力涡轮在操作中(即，产生能量并连接于电力电网)时，风力涡轮控制器可操作辅助驱动系统(诸如俯仰系统或偏航系统)，以减少或改变叶片上的负载。这样，可抵制叶片的振动。然而，在风力涡轮被停放并且与电网断开连接时的情形下，振动问题也可为严重的。
[0006]当风力涡轮被停放时，风可从不正常方向(即，与正常操作时不同)吹动抵靠风力涡轮。围绕风力涡轮的空气流可使风力涡轮振动。振动可使一个或多个风力涡轮构件受应力并且甚至损坏该一个或多个风力涡轮构件，这可损害风力涡轮的性能，增加维修需要，并且缩减风力涡轮的使用寿命。由于风力涡轮叶片的方位不可例如通过偏航和/或俯仰来适应于引入风的方向(与当风力涡轮操作时相反)，故相比于当风力涡轮正常操作并且产生能量时，当风力涡轮被停放时，振动的影响可为更大或不同的。
[0007]具体而言，当风力涡轮正在安置或试车时，这一切可适用。例如，可发生的是，安置不完整的转子(例如，具有总共三个叶片中的单个叶片或两个叶片的转子)。其余的叶片可不被安置，直到几天或一周之后。同时，部分安置(或“不完整”)的转子可处于停滞。转子可或不可被锁定，并且风力涡轮可暴露于变化的风条件。如果风力涡轮在若干小时、若干天或若干周期间停止(例如，出于维护原因)，则这一切可同样适用。具体取决于风向，风力涡轮叶片可在这些条件中的任何下开始振动。
技术实现思路
[0008]在本公开的方面中，提供一种用于减轻停放的风力涡轮的振动的装置。装置构造成围绕风力涡轮叶片布置。振动减轻装置具有沿着纵向方向的长度和大致上垂直于纵向方向的截面。截面包括径向方向和切向方向。装置包括三个或更多个空气流修改元件，其包括构造成远离风力涡轮叶片面向的凹形外表面。装置还包括构造成支承多个空气流修改元件的支承结构。相邻的空气流修改元件之间的角距离在截面中为大致上恒定的。
[0009]根据该方面，具有适合于增加振动减轻装置的阻力的形状的三个或更多个空气流修改元件可布置成使得相邻空气流修改元件之间的角距离为大致上相同的。当围绕风力涡轮叶片安装并且风从不同方向吹动时，这可帮助稳定振动减轻装置。可避免或至少减少由从不同方向吹动的风引起的非期望的行为和不稳定性。装置对来自不同方向的阵风的响应可为更加均一的。因此，可更加有效地阻尼风力涡轮振动。
[0010]遍及本公开，空气流修改元件可理解为元件，该元件构造成围绕风力涡轮叶片显著地扰乱空气流，例如，其量级和/或其方向。具体而言，空气流修改元件可构造成在空气流到达风力涡轮叶片的局部表面之前，显著地扰乱空气流。例如，在大致上垂直于叶片的长度的方向上朝向局部叶片表面移动的空气流或空气流的分量可遇到空气流修改元件。空气流修改元件可构造成增加振荡中的阻力。
[0011]遍及本公开，角距离可理解为截面中的两条假想线之间的角，该两条假想线连结振动减轻装置的(几何)中心和两个相邻空气流修改元件。
[0012]遍及本公开，用语“停滞”和“停放”可互换地使用，并且可理解为其中风力涡轮不产生电并且转子大致上停滞的情况。转子可或不可锁定成处于停滞。例如，风力涡轮可在安置和/或试车期间停放或处于停滞。例如出于正常操作(即，产生能量)之后的维护原因，或者在长时间的电网损耗的情况下，风力涡轮也可被停放。
[0013]本文中可理解的是，当风力涡轮的转子以足够高的速度旋转以产生能量并且风力涡轮的发电机产生电功率时，风力涡轮处于操作中。
[0014]在本公开的又一方面中，提供一种用于减轻停放的风力涡轮的振动的方法。方法包括使振动减轻装置围绕风力涡轮叶片且朝向叶片的根部移动。装置包括三个或更多个空气流修改元件，空气流修改元件包括凹形外表面，该凹形外表面构造成远离风力涡轮叶片(例如，当安装于叶片时，远离叶片的局部表面)面向。相邻的空气流修改元件之间的角距离在截面中为大致上恒定的。方法还包括将装置装固于风力涡轮。
[0015]仍在本公开的又一方面中，提供一种用于减轻停放的风力涡轮的振动的装置。装置包括三个或更多个空气流修改元件。空气流修改元件具有C形形状或U形形状的截面。C形形状或U形形状的开口远离风力涡轮叶片(例如，远离叶片的局部表面)面向。装置还包括支承结构，其构造成保持相邻的空气流修改元件之间的大致上相同的距离。
[0016]技术方案1. 一种用于减轻停放的风力涡轮(10)的振动的装置(300)，其构造成围绕风力涡轮叶片(22)布置，其中所述振动减轻装置(300)具有沿着纵向方向(345)的长度(340)和大致上垂直于所述纵向方向(345)的截面，所述截面包括径向方向(343)和切向方向(342)；所述装置(300)包括三个或更多个空气流修改元件(305)，所述三个或更多个空气流修改元件(305)包括构造成远离所述风力涡轮叶片(22)面向的凹形外表面(323)；
所述装置(300)还包括支承结构(310)，所述支承结构(310)构造成支承所述多个空气流修改元件(305)；其中相邻的空气流修改元件(305)之间的角距离(307)在截面中为大致上恒定的。
[0017]技术方案2. 根据技术方案1所述的装置，其中，所述空气流修改元件(305)的内表面(324)为凸形的。
[0018]技术方案3. 根据技术方案1或技术方案2所述的装置，其中，装置(300)的所有所述空气流修改元件(305)在截面中具有大致上相同的形状和大小。
[0019]技术方案4. 根据技术方案1
‑
3中的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于减轻停放的风力涡轮(10)的振动的装置(300)，其构造成围绕风力涡轮叶片(22)布置，其中所述振动减轻装置(300)具有沿着纵向方向(345)的长度(340)和大致上垂直于所述纵向方向(345)的截面，所述截面包括径向方向(343)和切向方向(342)；所述装置(300)包括三个或更多个空气流修改元件(305)，所述三个或更多个空气流修改元件(305)包括构造成远离所述风力涡轮叶片(22)面向的凹形外表面(323)；所述装置(300)还包括支承结构(310)，所述支承结构(310)构造成支承所述多个空气流修改元件(305)；其中相邻的空气流修改元件(305)之间的角距离(307)在截面中为大致上恒定的。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述空气流修改元件(305)的内表面(324)为凸形的。3.根据权利要求1或权利要求2所述的装置，其中，装置(300)的所有所述空气流修改元件(305)在截面中具有大致上相同的形状和大小。4.根据权利要求1
‑
3中的任何所述的装置，其中，所述空气流修改元件(305)接触相邻的空气流修改元件(305)。5.根据权利要求4所述的装置，其中，第一空气流修改元件的外端部(306)和第二相邻空气流修改元件的外端部(316)由切向气隙(317...
【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：通用电气可再生能源西班牙有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。