【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风力发电设备，具体涉及一种摆式惯容调谐质量阻尼器的安装结构及其安装方法。
技术介绍
1、近年来，中国的风电特别是风电设备制造业也迅速崛起，已经成为全球风电最为活跃的场所。为提高发电效率及适应低风速地区风电机组运行要求，风机正向大兆瓦方向发展，其塔架结构逐步变高、变柔导致风机自振频率降低，已逐步接近风、浪等外界荷载频率，从而易引发风机塔架共振。过大振动不但降低塔架自身疲劳寿命，且对发电机组性能有较大影响，将减少风机整体寿命及降低发电效率。因此，风机向大兆瓦方向发展就必须解决塔架过大振动问题。
2、调谐质量阻尼器(tuned mass damper，简称tmd)将质量块自身的振动频率调整至风机塔架振动的主要频率附近，通过调谐质量阻尼器与风机塔架间的相互作用实现能量从风机塔架到质量阻尼器的转移，从而达到转移目的。而调谐质量阻尼器分为支撑式tmd和悬吊式tmd，支撑式tmd一般需要布置于风机的顶部，但是风机顶部机舱空间有限，不利于布置。因此在风机塔架内部布置悬吊式tmd应运而生，但是悬吊式tmd只能通过摆长调节其频率，由于塔架内部的空间极为有限，悬吊式tmd的摆动角度非常小，而小摆角下提供控制力则十分有限，导致减振效果不理想。
3、为了解决以上问题，请参见中国授权专利技术专利cn113062649b，本申请的专利技术人团队曾设计了一种基于参数设计计算的预应力调谐质量阻尼器安装方法，预应力调谐质量阻尼器(简称ptmd)通过在塔顶和靠近的法兰盘之间的预应力拉索来悬挂质量块，质量块与塔筒壁若干等分圆周的阻
4、但是，申请人在实际应用中发现，上述预应力调谐质量阻尼器不仅质量块的重量非常大，不便于安装和维保，而且预应力拉索在长期服役过程中极易产生疲劳损伤，不仅大大削弱了控制效果，并且存在极大的安全隐患。因此，申请人希望通过拉索系统将减振质量块与惯容装置结合来达到轻量化控制的目的，同时在减振质量块与塔筒壁之间用万向铰连接斜向布置的弹簧，实现双调谐频率的目的，减轻预应力对拉索疲劳性能的影响。
技术实现思路
1、为解决现有预应力调谐质量阻尼器的质量块重量重，预应力拉索易发生疲劳损伤的技术问题，本专利技术提供了一种摆式惯容调谐质量阻尼器的安装结构及其安装方法。
2、其技术方案如下：
3、本申请的第一方面涉及一种摆式惯容调谐质量阻尼器的安装结构，包括塔筒和摆式惯容调谐质量阻尼器，所述塔筒包括呈筒状结构的筒体以及分别盖合在筒体上下两端的上盖和下盖；
4、所述摆式惯容调谐质量阻尼器包括质量摆、环形滑轮轨、至少一套惯容平衡组件以及至少两套沿周向布置在质量摆周围的弹簧阻尼组件，所述质量摆包括通过质量块吊索吊装在上盖上的质量块，所述环形滑轮轨通过若干滑轮轨吊索吊装在上盖上，并沿水平方向等高地环绕在质量块的周围；
5、所述惯容平衡组件均包括两个安装在环形滑轮轨上的滑轮以及两个均安装在下盖处的惯容装置，每个惯容平衡组件的两个滑轮均相对地设置在质量块的两侧，每个惯容平衡组件的两个惯容装置分别位于对应滑轮的下方，并与质量块之间均连接有导向索，每个惯容平衡组件的两根导向索分别能够滑动地支承在对应的滑轮上，每个惯容平衡组件的两个滑轮旁均设置有张拉在环形滑轮轨和下盖之间的拉索，每个惯容平衡组件的两根拉索与两根导向索处于同一平面，所有的滑轮沿周向均匀分布在质量块的周围；
6、所述弹簧阻尼组件均包括一个阻尼器和一个侧向弹簧，各阻尼器和各侧向弹簧的两端均分别与质量块和筒体连接。
7、采用以上一种摆式惯容调谐质量阻尼器的安装结构，质量块由通过质量块吊索吊装在上盖上，在质量块等高处通过滑轮轨吊索设置环形滑轮轨，能够防止环形滑轮轨与塔筒一同晃动的作用，从而使质量块可与环形滑轮轨产生相对运动；
8、质量块通过支承在滑轮上的导向索与下盖上的惯容装置相连，同时，为平衡导向索作用在环形滑轮轨上的力，设置拉索将滑轮与下盖相连；
9、由于惯容装置安装在下盖上，利用环形滑轮轨不随塔筒共同摆动的特点，采用导向索传动使得惯容装置达到一端接地的效果，质量块提供反向共振的控制力，同时，本专利技术的惯容装置具有质量放大效应，因而本摆式惯容调谐质量阻尼器相对于现有的预应力调谐质量阻尼器，在不显著增加质量摆的质量的前提下，可有效调节结构的惯性特性并吸收振动能量，实现轻量化设计；并且，相对于传统的预应力调谐质量阻尼器，本摆式惯容调谐质量阻尼器的安装结构由于悬吊质量摆的吊索无需预应力作用，抗疲劳损伤的能力更强，使用寿命更长。
10、本申请的第二方面涉及一种上述摆式惯容调谐质量阻尼器的安装方法，按照以下步骤进行：
11、s1、计算得到风机塔架的参数；
12、s2、根据得到的风机塔架的参数，计算得到摆式惯容调谐质量阻尼器的参数；
13、s3、选取对应的摆式惯容调谐质量阻尼器，并将摆式惯容调谐质量阻尼器安装到风机塔架上；
14、其中，所述风机塔架由若干段依次连接的塔筒组成，所述摆式惯容调谐质量阻尼器安装在位于最上方的一个塔筒中；
15、所述步骤s1中，风机塔架的参数包括风机塔架的第一阶振动的形状函数以及风机塔架的广义质量ms和广义刚度ks；
16、所述步骤s2中，摆式惯容调谐质量阻尼器的参数包括质量块的质量md、惯容装置的表观质量mi、质量块的悬挂高度h、侧向弹簧的刚度设计值ki以及阻尼器的阻尼设计值cd。
17、采用以上一种摆式惯容调谐质量阻尼器的安装方法，能够结合风机塔架的参数适应性地确定摆式惯容调谐质量阻尼器的各项参数，为工程设计提供理论基础，便于摆式惯容调谐质量阻尼器的选型、安装和使用。
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1.一种摆式惯容调谐质量阻尼器的安装结构，包括塔筒(1)和摆式惯容调谐质量阻尼器，所述塔筒(1)包括呈筒状结构的筒体(1a)以及分别盖合在筒体(1a)上下两端的上盖(1b)和下盖(1c)，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的摆式惯容调谐质量阻尼器的安装结构，其特征在于：所述惯容装置(7)为齿轮齿条式惯容装置，所述齿轮齿条式惯容装置包括齿条(7a)、飞轮(7b)以及在齿条(7a)和飞轮(7b)之间传动的齿轮组，所述齿条(7a)与对应的导向索(9)连接。
3.一种权利要求1或2所述的摆式惯容调谐质量阻尼器的安装方法，其特征在于，按照以下步骤进行：
4.根据权利要求3所述的摆式惯容调谐质量阻尼器的安装方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的摆式惯容调谐质量阻尼器的安装方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种摆式惯容调谐质量阻尼器的安装结构，包括塔筒(1)和摆式惯容调谐质量阻尼器，所述塔筒(1)包括呈筒状结构的筒体(1a)以及分别盖合在筒体(1a)上下两端的上盖(1b)和下盖(1c)，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的摆式惯容调谐质量阻尼器的安装结构，其特征在于：所述惯容装置(7)为齿轮齿条式惯容装置，所述齿轮齿条式惯容装置包括齿条(7a)、飞轮(7b)以及在齿条(7a)和飞...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓长军，刘纲，胡安庆，文明玉，任东华，邹春蓉，袁浩，赵炯，刘柯，陈名才，
申请(专利权)人：中铁西南科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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