一种复合多系统的风力涡轮机减振降载机构

技术领域

本发明主要涉及风力涡轮机减震技术领域，具体是一种复合多系统的风力涡轮机减振降载机构。

背景技术

风电机组在运行时会受到多种类型的荷载作用，其中包括风力发电机组静荷载，还受到动荷载影响，振动集中表现在叶片振动及偏航引起的振动等方面，风电机组运行时振动源相互影响、相互作用产生载荷，使整个机组容易造成疲劳破坏。应采取一定的振动控制措施来减缓振动所产生的影响，即减小风电机组受到的载荷。

结构振动控制主要可分为被动控制、主动控制、半主动控制、混合控制、智能控制等，主动、半主动控制需要外部能源，通过反馈机制调整切换工作状态；混合控制指使用一种模式和另外一种模式相结合或多种模式结合的形式控制系统。以上皆需要外部能源实现减振,在风电机组中很少使用。被动控制则不同，不需要外部能源即能控制主结构的动力响应，且设备更方便，可靠，性价比更高。目前对于风力涡轮机塔架(WTT)的振动控制装置已经开发了多种，常用的无源器件可分为两类：调谐阻尼器(TMD)和调谐液体阻尼器(TLD)。

TMD系统主要由质量块、弹性支撑部分及阻尼组成，将TMD的频率调整至塔架振动频率附近，以便塔架振动时吸收振动能量。当塔架受外部激励作用振动时，支撑结构对塔架振动施加反作用力，阻止塔架振动。该系统的缺点在于调谐频率较窄，系统占用的空间较大。TLD系统通常由一个部分装满液体的罐组成，可以通过将液体的晃动频率调整到主体结构的基频来减少主要结构振动，该系统的缺点在于不规则的液体斜坡因水箱中的晃动而变形，准确估计水的运动并不容易，这给TLD的设计带来了较大困难，因此本发明提供了一种复合多系统的风力涡轮机减振降载机构。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种复合多系统的风力涡轮机减振降载机构。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种复合多系统的风力涡轮机减振降载机构，包括框架外壳，所述框架外壳内部设置有减振系统、偏航系统、缓冲系统。

所述减震系统包括弹性阻尼柱、支撑主板及调谐阻尼器，所述支撑主板固定在框架外壳内部作为支撑部分，所述调谐阻尼器固定在支撑主板上。

所述偏航系统由传动支撑板、传动轮组、轮齿组、传动连杆组成，所述传动支撑板固定在支撑主板的下方,所述传动轮组中的一个安装在传动支撑板的右侧，另一个与传动连杆连接安装在传动支撑板的左侧，所述传动连杆的另一端与轮齿组中的轮齿Ⅰ连接，所述轮齿组中的轮齿Ⅱ安装在仓内底部中心处，两个轮齿配合连接，所述框架外壳上部设置有顶盖。

所述缓冲系统由中心连杆、缓冲底盘、缓冲基座、与调频弹簧阻尼器组成，所述缓冲底盘固定在框架外壳底部，所述缓冲底盘下方设置缓冲基座，所述缓冲基座固定中心连杆与调频弹簧阻尼器，所述缓冲底盘上设置有液体阻尼器；

所述弹性阻尼柱设置有八根，八根弹性阻尼柱分别位于框架外壳内壁的四周。

所述中心连杆与调频弹簧阻尼器四周设置缓冲约束装置，所述缓冲基座上固定的装置是由内外两层组成，内层是三组与缓冲基座中心对称的导轨区，外层设置有一圈连续的滑轨，与缓冲底盘配合连接，导轨区设置有导轨与垫片，导轨用于固定缓冲底盘下面的液体阻尼器，垫片固定于导轨区的内侧，减小缓冲底盘内侧液体阻尼器与导轨区的摩擦与振动。

对比现有技术，本发明的有益效果是：

本装置能够调节机体的平衡性、稳定性，吸收机组偏航转动及叶片挥舞时所产生的能量，以减轻风电机组的过度振动，减少机组各部件所受损伤，提高风电机组的整体使用寿命。

附图说明

图1为本发明的截面示意图；

图2为本发明的框架内部结构示意图。

附图中所示标号：1、框架外壳；2、弹性阻尼柱；3、支撑主板；4、调谐阻尼器；5、传动支撑板；6、传动轮组；7、轮齿组；8、传动连杆；9、轮齿Ⅰ；10、轮齿Ⅱ；11、顶盖；12、中心连杆；13、缓冲底盘；14、缓冲基座；15、调频弹簧阻尼器；16、液体阻尼器；17、导轨区；18、滑轨。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，同时，为了清楚地表达各构件之间的连接关系和工作原理，说明书附图采用机构运动的简图的方式进行了整理绘制，在此不再详述。

如图1所示，一种复合多系统的风力涡轮机减振降载机构，包括框架外壳1，框架外壳1内部设置有减振系统、偏航系统、缓冲系统。

减震系统包括弹性阻尼柱2、支撑主板3及调谐阻尼器4，支撑主板3固定在框架外壳1内部作为支撑部分，调谐阻尼器4固定在支撑主板3上。

偏航系统由传动支撑板5、传动轮组6、轮齿组7、传动连杆8组成，传动支撑板5固定在支撑主板3的下方,传动轮组6中的一个安装在传动支撑板5的右侧，另一个与传动连杆8连接安装在传动支撑板5的左侧，传动连杆8的另一端与轮齿组7中的轮齿Ⅰ9连接，轮齿组7中的轮齿Ⅱ10安装在仓内底部中心处，两个轮齿配合连接，框架外壳1上部设置有顶盖11。

缓冲系统由中心连杆12、缓冲底盘13、缓冲基座14、与调频弹簧阻尼器15组成，缓冲底盘13固定在框架外壳1底部，缓冲底盘13下方设置缓冲基座14，缓冲基座14固定中心连杆12与调频弹簧阻尼器15，缓冲底盘13上设置有液体阻尼器16。

进一步的，弹性阻尼柱2设置有八根，八根弹性阻尼柱2分别位于框架外壳1内壁的四周。

进一步的，中心连杆12与调频弹簧阻尼器15四周设置缓冲约束装置，缓冲基座14上固定的装置是由内外两层组成，内层是三组与缓冲基座14中心对称的导轨区17，外层设置有一圈连续的滑轨18，滑轨与缓冲底盘13配合连接，导轨区17设置有导轨与垫片，导轨用于固定缓冲底盘13下面的液体阻尼器16，垫片固定于导轨区17的内侧，减小缓冲底盘13内侧液体阻尼器16与导轨区17的摩擦与振动。

工作原理：

机构顶部的减振系统可减缓仓内部件因风电机组叶片挥舞、摆振及扭振而产生的振动，有助于维持结构的动态稳定性，并起到固定支撑作用。位于缓冲基座下面的三组液体阻尼器可减少因机构偏航引起的共振振幅，避免偏航产生的震动造成结构破坏。将位于缓冲基座上的调频弹簧阻尼器的频率调整至塔架振动频率范围附近，吸收塔架振动时的能量，将三种减振降载阻尼器系统配合使用，来减缓振动所产生的影响，即减小风电机组受到的载荷，使整体机构更加安全可靠。