一种漂浮式海上风力机增稳系统技术方案

本发明专利技术具体涉及一种漂浮式海上风力机的增稳系统，该增稳系统由水翼，水翼连接杆，行星齿轮，行星架，齿轮圈，滚动轴承，位移传感器，自适应横移传动控制系统，动力源件液压泵，液压活塞杆，旋转器，连接器，连接杆，连接轴，甲板箱体，水平横撑，锚泊系统，风力机构成。该设计的增稳功能采用液压式增稳，即利用动力源件液压泵提供动力带动液压活塞杆做水平直线运动，而液压活塞杆与连接器和旋转器相连接，会带动行星齿轮转动，从而令水翼连接杆与水翼转动，本发明专利技术在风力机运行状态下根据漂浮式平台的横荡情况调整水翼角度，水翼产生的横向推力与风浪载荷相作用，会减小漂浮式平台的横向位移，提高风力机整体的平稳性和发电率。提高风力机整体的平稳性和发电率。提高风力机整体的平稳性和发电率。

【技术实现步骤摘要】
一种漂浮式海上风力机增稳系统


[0001]本专利技术应用于漂浮式海上风力机领域，具体涉及一种用于漂浮式海上风力机的增稳系统

技术介绍

[0002]随着市场的演变，陆上乃至潮间带、近海风力机机位的逐渐饱和，风电场建设走向深海已成为必然趋势，且正呈现加速发展的形势。在此背景下，海上风电漂浮式技术必将迎来快速发展的机遇期。关于漂浮式风机的设计概念层出不穷，按照静稳性原理，可大致概括为单立柱式、半潜式、张力腿式、驳船式等几种类型，其中半潜式平台是目前最流行的型式，其动力学特性要求低，深度独立，安装和拆卸简单，整体风险相对较低，但不可忽视的是半潜式平台常在大波浪中暴露，降低了风力机的稳定性，其横向移动也会给电缆带来潜在影响。

技术实现思路

[0003]针对以上问题，本专利技术旨在解决漂浮式海上风力机在受风浪载荷作用下的不平稳问题，减小漂浮式平台的横向移动，提高风力机整体的平稳性和发电效率。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了一种漂浮式海上风力机增稳系统，包括水翼、水翼连接杆、自适应横移传动控制系统、位移传感器、行星齿轮、齿轮圈、甲板箱体、水平横撑、锚泊系统、滚动轴承、行星架、动力源件液压泵、液压活塞杆、旋转器、连接杆、连接器、连接轴。当风和波浪同时作用在所述漂浮式平台上，令其产生横向位移时，所述位移传感器将信号传输至所述自适应横移传动控制系统，所述自适应横移传动控制系统将调控所述动力源件液压泵处于工作状态，此时所述动力源件液压泵提供动力带动所述液压活塞杆做水平直线运动，而所述液压活塞杆与所述连接器和所述旋转器相连接，会带动所述行星齿轮转动，从而令所述水翼连接杆与所述水翼转动，通过调整所述水翼的角度，所述水翼产生横向推力，该横向推力会抵抗风浪载荷对所述漂浮式平台的冲击作用，从而减小所述漂浮式平台的横向位移波动。
[0005]进一步地，所述漂浮式平台采用三柱式的半潜式平台结构，所述漂浮式平台包括三个立柱，所述三个立柱上部通过所述甲板箱体连接，所述甲板箱体采用刚度高的类型，这样可以限制所述三个立柱的相对变形。
[0006]进一步地，所述漂浮式平台下方设有三个水翼、三个水翼连接杆，所述水翼采用翼型的形状成立柱结构，所述水翼连接杆用于连接所述水翼，所述水翼连接杆与所述漂浮式平台转动连接。
[0007]进一步地，所述风力机安装在所述立柱的顶部，所述三个立柱下部通过所述水平横撑连接，采用这样的设计可减轻结构疲劳设计的压力。所述三个立柱底部的平台中心位置处设置有所述锚泊系统，所述锚泊系统采用三条悬链线式锚链，三条锚链形成发射状结构。
[0008]进一步地，所述风力机具有偏航系统，所述位移传感器安装在所述漂浮式平台的侧方，并向所述自适应横移传动控制系统实时传输信号，所述自适应横移传动控制系统用于控制所述水翼转动。
[0009]进一步地，所述液压活塞杆与所述连接器相连接，所述连接器通过所述连接杆与所述旋转器转动连接，所述旋转器通过所述连接轴与所述行星齿轮转动连接，所述行星齿轮与齿轮圈同心相啮合，所述齿轮圈与所述漂浮式平台固定为一体，所述水翼连接杆与所述行星架固定为一体，当所述行星齿轮转动时，所述行星架和所述水翼连接杆同轴转动，所述漂浮式平台与所述水翼连接杆由所述滚动轴承配合连接，能够保证所述漂浮式平台与所述水翼同步移动。
附图说明
[0010]图1是增稳系统在漂浮式海上风力机上装配示意图
[0011]图2是漂浮式海上风力机增稳系统装置示意图
[0012]图3漂浮式海上风力机增稳系统装置局部放大图
[0013]图中标号：1
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叶片、2
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机舱、3
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轮毂、4
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塔筒、5
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自适应横移传动控制系统、6
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漂浮式平台、7
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甲板箱体、8
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位移传感器、9
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动力源件液压泵、10
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水平横撑、11
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锚泊系统、12
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水翼、13
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液压活塞杆、14
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行星齿轮、15
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齿轮圈、16
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连接轴、17
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连接杆、18
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连接器、19
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行星架、20
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旋转器、21
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水翼连接杆、22
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滚动轴承
具体实施方式
[0014]为了使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清晰，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行详细地描述，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分施例，而不是全部的实施例。为了清楚表述目的，说明中省略了与本专利技术无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述：
[0015]该增稳系统主要由水翼、水翼连接杆、行星齿轮、齿轮圈、甲板箱体、水平横撑、锚泊系统、滚动轴承、行星架、位移传感器、动力源件液压泵、液压活塞杆、旋转器、连接杆、连接器、自适应横移传动控制系统等部件组成。
[0016]在水翼连接杆与漂浮式平台连接处安装滚动轴承，滚动轴承与水翼连接杆相配合连接，使滚动轴承保持外圈固定内圈滚动。轴承内圈与水翼连接杆之间通过过盈配合固定在一起，滚动轴承内圈与水翼连接杆之间不会相对运动。水翼连接杆与漂浮式平台转动连接，通过这个方式可以调节漂浮式平台的横向位移。为实现水翼根据漂浮式平台的横向位移波动情况自动调整转动角度，用来调整其横向位移，在风力机运行时，首先由安装在漂浮式平台侧方的位移传感器检测到了漂浮式平台发生横向位移，并将该信号传送到自适应横移传动控制系统，此时动力源件液压泵提供动力带动液压活塞杆做水平直线运动，而液压活塞杆与连接器相连接，连接器通过连接杆与旋转器转动连接，旋转器通连接轴与行星齿轮转动连接，当漂浮式平台发生横向移动时，液压活塞杆带动行星齿轮转动，水翼随之转动，水翼产生的横向推力抵抗风浪荷载对漂浮式平台的冲击作用力，从而减小漂浮式平台的横向位移波动。
[0017]要进一步说明的是本专利技术中出现的“控制”、“连接”等术语应作广义理解，除特别
说明除外，对于本领域的专业技术人员，可具体理解上述术语在本专利技术的具体含义。同时本说明书附图式所绘示的结构和比例等，都仅是用于配合说明书所揭示的内容，用来给熟悉此技术的人员阅读，并不是限定本专利技术可实施的限定条件，任何结构的修饰或比例关系的改变调整，在不影响本专利技术所能产生的功能下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
能涵盖的范围内。
[0018]本专利技术提供了一种漂浮式海上风力机增稳系统，工作原理是利用水翼所产生的横向推力，改变了漂浮式平台的横向位移，进而提高风力机的平稳性和发电效率。本专利技术具有结构简单，易于操作，实用性高等优点，可用于海上风电的领域。
[0019]以上详细描述了本专利技术的较佳具体实施例。应当理解对于本
的技术人员来说，在不脱离本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.该漂浮式海上风力机增稳系统是为了解决漂浮式海上风力机在运行状态下由风浪荷载作用下漂浮式平台产生横向位移，造成风力机平稳性和发电效率下降的问题。该增稳系统包括：自适应横移传动控制系统，位移传感器，动力源件液压泵，漂浮式平台，水翼，液压活塞杆，甲板箱体，水平横撑，锚泊系统，行星齿轮，齿轮圈，连接轴，连接杆，连接器，行星架，旋转器，水翼连接杆，滚动轴承。2.根据权利要求1所述的漂浮式海上风力机增稳系统，其特征在于所述漂浮式平台采用三柱式的半潜式平台结构，所述立柱数量有三个，所述三个立柱呈三角形分布，各个立柱之间通过甲板箱体和水平横撑进行连接。3.根据权利要求2所述的漂浮式海上风力机增稳系统，其特征在于所述漂浮式平台下方设有三个水翼、三个水翼连接杆，所述水翼采用翼型的形状成立柱结构，所述漂浮式平台浸于水中，通过所述锚泊系统进行固定，采用这种形式受波浪干扰较小。4.根据权利要求3所述的漂浮式海上风力机增稳系统，其特征在于所述水翼连接杆用于连接所述水翼，所述水翼连接杆与所述漂浮式平台连接处安装滚动轴承，所述水翼连接杆与所述漂浮式平台转动连接。...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭剑锋，葛由由，陈林海，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：