專利名稱：用于增加風(fēng)力發(fā)電機組系統(tǒng)阻尼的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于工程結(jié)構(gòu)減振技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于增加風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)阻尼的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，主要用于風(fēng)力發(fā)電機組的減震，也可用于橋梁、高層建筑等工程中。
背景技術(shù)：
對于定槳距失速控制型風(fēng)力發(fā)電機組，在環(huán)境溫度低于_20°C，風(fēng)速超過額定點以后(大約16-25m/s)，在風(fēng)力發(fā)電機組正常運行過程中，會發(fā)生無規(guī)律的、不可預(yù)測的葉片瞬間振動現(xiàn)象，即葉片在旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)的擺振，這種振動有時會發(fā)散，導(dǎo)致機組振動迅速增加，造成機組停機，影響機組的正常發(fā)電。同時，這種振動對葉片也是有害的，它會導(dǎo)致葉片后緣結(jié)構(gòu)失效，產(chǎn)生裂紋。葉片的擺振方向的振動根源是由于失速運行時的氣動力產(chǎn)生的，是由葉片失速后氣動阻尼變?yōu)樨?fù)值所致。它與葉片翼型的靜態(tài)、動態(tài)空氣動力特性，葉片的布局(葉片的幾何分布)，葉片的結(jié)構(gòu)特性(結(jié)構(gòu)阻尼)等有關(guān)；其次是復(fù)合材料葉片低溫時其結(jié)構(gòu)阻尼下降，最后導(dǎo)致總的阻尼下降。解決此問題的主要措施就是要增加系統(tǒng)的阻尼，通過阻尼耗散掉這部分能量。針對此問題，目前運用較多的方法是在葉片上粘貼失速條，通過失速條來改變?nèi)~片的氣動特性，進(jìn)而減少葉片的擺振。該辦法能有效耗散擺振能量，但是其會降低風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電效率，減少發(fā)電量，這是風(fēng)場業(yè)主不可接受的。因此，有必要對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。經(jīng)初步檢索，未發(fā)現(xiàn)與本實用新型技術(shù)方案相同或者相似的有關(guān)記載。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機組葉片失速導(dǎo)致系統(tǒng)阻尼下降引起振動，而現(xiàn)在采用的在葉片上貼時速條的方法會降低發(fā)電效率減少發(fā)電量的技術(shù)缺陷，本實用新型提出了一種用于增加風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)阻尼的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，本實用新型阻尼器具有結(jié)構(gòu)合理、增阻尼效果明顯、維護(hù)方便的優(yōu)點。本實用新型采用的技術(shù)方案是用于增加風(fēng)力發(fā)電機組系統(tǒng)阻尼的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，包括承載支撐結(jié)構(gòu)、導(dǎo)向系統(tǒng)、質(zhì)量塊系統(tǒng)、剛度系統(tǒng)和阻尼系統(tǒng)，所述承載支撐結(jié)構(gòu)固定在風(fēng)力發(fā)電機組的機架上；所述導(dǎo)向系統(tǒng)固定在所述承載支撐結(jié)構(gòu)上，所述質(zhì)量塊系統(tǒng)置于所述導(dǎo)向系統(tǒng)上，質(zhì)量塊系統(tǒng)沿導(dǎo)向系統(tǒng)運動；所述剛度系統(tǒng)固定在所述承載支撐結(jié)構(gòu)上，剛度系統(tǒng)與質(zhì)量塊系統(tǒng)連接，為整個調(diào)諧質(zhì)量阻尼器提供剛度；所述阻尼系統(tǒng)固定在所述承載支撐結(jié)構(gòu)上，阻尼系統(tǒng)與質(zhì)量塊系統(tǒng)連接，為整個調(diào)諧質(zhì)量阻尼器提供阻尼。上述調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的工作原理為當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機組開始振動時，所述調(diào)諧質(zhì)量阻尼器與之共振，其固有頻率與風(fēng)機機艙的擺振頻率一致或相近，質(zhì)量塊系統(tǒng)沿導(dǎo)向系統(tǒng)作往復(fù)運動，從而帶動剛度系統(tǒng)和阻尼系統(tǒng)往復(fù)運動，剛度系統(tǒng)和阻尼系統(tǒng)同時工作吸收風(fēng)機機艙的擺陣能量。進(jìn)一步地，所述導(dǎo)向系統(tǒng)為直線導(dǎo)軌副。進(jìn)一步地，所述承載支撐結(jié)構(gòu)上設(shè)有限位裝置，用于限制質(zhì)量塊系統(tǒng)的位移。進(jìn)一步地，所述質(zhì)量塊系統(tǒng)包括質(zhì)量塊基座、調(diào)節(jié)質(zhì)量塊和轉(zhuǎn)接板，所述質(zhì)量塊基座用于放置質(zhì)量塊，所述調(diào)節(jié)質(zhì)量塊用于調(diào)節(jié)調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的固有頻率，所述轉(zhuǎn)接板用于連接所述剛度系統(tǒng)和阻尼系統(tǒng)。進(jìn)一步地，所述剛度系統(tǒng)為鋼彈簧系統(tǒng)，兩個鋼彈簧通過連接件首尾相接組成一組鋼彈簧系統(tǒng)，鋼彈簧系統(tǒng)通過該連接件連接所述質(zhì)量塊系統(tǒng)。進(jìn)一步的，所述阻尼系統(tǒng)為液壓阻尼系統(tǒng)或者摩擦阻尼系統(tǒng)，其一端固定在所述承載支撐結(jié)構(gòu)上，另一端連接所述質(zhì)量塊系統(tǒng)。進(jìn)一步地，所述剛度系統(tǒng)和阻尼系統(tǒng)合為一體，為同時具備剛性和阻尼特性的彈性橡膠，該彈性橡膠一端直接在所述承載支撐結(jié)構(gòu)上，另一端連接質(zhì)量塊系統(tǒng)，風(fēng)機機艙發(fā)生擺振時，質(zhì)量塊系統(tǒng)直接在導(dǎo)向系統(tǒng)上往復(fù)運動，從而帶動彈性橡膠進(jìn)行往復(fù)運動，利用彈性橡膠的剛性和阻尼特性吸收風(fēng)機機艙的擺振能量。本實用新型的優(yōu)點在于1、通過設(shè)置多個不同頻率的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，能抑制風(fēng)力發(fā)電機組多個頻率的振動，控制范圍更廣，效率更高；2、本實用新型用于增加風(fēng)力發(fā)電機組阻尼的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，在承載支撐架構(gòu)上設(shè)有導(dǎo)向系統(tǒng)，限定了質(zhì)量塊系統(tǒng)的運動軌跡，使得整個調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，且有效抑制了質(zhì)量塊系統(tǒng)在水平方向運動帶來的負(fù)面影響；3、使用鋼彈簧作為剛度系統(tǒng)，使用液壓阻尼器或者摩擦阻尼器作為阻尼系統(tǒng)，使得整個調(diào)諧阻尼器具有優(yōu)秀的剛性及阻尼特性，可有效增加風(fēng)力發(fā)電機組的系統(tǒng)阻尼，并能有效吸收擺振能量；4、剛度系統(tǒng)和阻尼系統(tǒng)既可以獨立設(shè)置，由鋼彈簧和液壓(或者摩擦)阻尼器分別實現(xiàn)，也可合二為一，由同時具有剛性和阻尼特性的彈性橡膠單獨實現(xiàn)，有多種實現(xiàn)方式，便于生產(chǎn)者靈活采用。

圖1是本實用新型所述用于增加風(fēng)力發(fā)電機組系統(tǒng)阻尼的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的安裝布置示意圖(三面視圖)；圖2是本實用新型實施例1所述調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的結(jié)構(gòu)示意圖(三面視圖)；圖3是本實用新型實施例1所述調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的結(jié)構(gòu)俯視圖；圖4是本實用新型實施例1所述鋼彈簧的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實用新型實施例1所述的導(dǎo)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖(三面視圖)；圖6是本實用新型實施例2所述調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的結(jié)構(gòu)示意圖(三面視圖)；圖7是本實用新型實施例2所述調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的結(jié)構(gòu)俯視圖。
具體實施方式
為更進(jìn)一步闡述本實用新型為達(dá)成預(yù)定實用新型目的所采取的技術(shù)手段，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型提出的一種用于增加風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)阻尼的方法及調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的具體實施方式
、步驟、結(jié)構(gòu)、特征進(jìn)行詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)指出，由于篇幅原因，本文不對本實用新型所有的實施例進(jìn)行窮舉，以下實施例僅是本實用新型的優(yōu)選實施例，但本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于下述優(yōu)選實施例。如圖1所示，在風(fēng)力發(fā)電機組機架4尾部設(shè)置調(diào)諧質(zhì)量阻尼器3，通過鎖緊裝置2固定在機架4上后側(cè)，置于發(fā)電機I下部通過調(diào)節(jié)調(diào)諧質(zhì)量阻尼器3的固有頻率，使其與機艙機架4的擺振頻率一致或相近，機艙機架4與該調(diào)諧質(zhì)量阻尼器3共振時相位角不同，利用該調(diào)諧質(zhì)量阻尼器3提供的阻尼吸收葉片的擺振能量，這樣能有效地保護(hù)風(fēng)力發(fā)電機的結(jié)構(gòu)，消除風(fēng)力發(fā)電機組頻繁停機的問題，提高風(fēng)力發(fā)電機組的使用壽命，同時不會對風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電效率產(chǎn)生影響。用于增強風(fēng)力發(fā)電機組系統(tǒng)阻尼的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，包括承載支撐結(jié)構(gòu)、導(dǎo)向系統(tǒng)、質(zhì)量塊系統(tǒng)、剛度系統(tǒng)和阻尼系統(tǒng)，所述承載支撐結(jié)構(gòu)固定在風(fēng)力發(fā)電機組的機架上；所述導(dǎo)向系統(tǒng)固定在所述承載支撐結(jié)構(gòu)上，所述質(zhì)量塊系統(tǒng)置于所述導(dǎo)向系統(tǒng)上，質(zhì)量塊系統(tǒng)沿導(dǎo)向系統(tǒng)的運動；所述剛度系統(tǒng)固定在所述承載支撐結(jié)構(gòu)上，剛度系統(tǒng)與質(zhì)量塊系統(tǒng)連接，為整個調(diào)諧質(zhì)量阻尼器提供剛度；所述阻尼系統(tǒng)固定在所述承載支撐結(jié)構(gòu)上，阻尼系統(tǒng)與質(zhì)量塊系統(tǒng)連接，為整個調(diào)諧質(zhì)量阻尼器提供阻尼。進(jìn)一步地，所述調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的固有頻率是通過改變調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的質(zhì)量系統(tǒng)的質(zhì)量或者剛度系統(tǒng)的剛度性能進(jìn)行調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同的風(fēng)力發(fā)電機組。進(jìn)一步地，所述多臺調(diào)諧質(zhì)量阻尼器采用由上至下疊加的布置方式。上述調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的工作原理為當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機組開始振動時，所述調(diào)諧質(zhì)量阻尼器與之共振，其固有頻率與風(fēng)機機艙的擺振頻率一致或相近，質(zhì)量塊系統(tǒng)沿導(dǎo)向系統(tǒng)作往復(fù)運動，從而帶動剛度系統(tǒng)和阻尼系統(tǒng)往復(fù)運動，剛度系統(tǒng)和阻尼系統(tǒng)同時工作吸收風(fēng)機機艙的擺陣能量。實施例1 :如圖2所示，所述調(diào)諧質(zhì)量阻尼器包括承載支撐結(jié)構(gòu)40、直線導(dǎo)軌副30、質(zhì)量塊
10、液壓阻尼系統(tǒng)50和鋼彈簧系統(tǒng)20。如圖3所示，其中，所述承載支撐結(jié)構(gòu)40包括支撐板41、鎖緊裝置42、安裝螺釘43、限位保護(hù)44;所述液壓阻尼系統(tǒng)50包括液壓阻尼器51、固定銷52 ；所述質(zhì)量塊系統(tǒng)10包含質(zhì)量塊基座11、彈簧轉(zhuǎn)接板12、螺桿13、調(diào)節(jié)質(zhì)量塊14 ；所述鋼彈簧系統(tǒng)20包括鋼彈簧21、安裝螺母22、固定板23，安裝螺栓24，連接板25。其中，如圖4所示，鋼彈簧21由彈簧211與螺栓接頭212組成。兩個鋼彈簧21的螺栓接頭212通過連接板25旋入安裝螺母22，連接成為一組鋼彈簧系統(tǒng)20，本實施例中，一個調(diào)諧質(zhì)量阻尼器包括兩組鋼彈簧系統(tǒng)20 ；如圖5所示，所述直線導(dǎo)軌副30包括導(dǎo)軌32、滑塊31、安裝螺釘33，所述滑塊31在所述導(dǎo)軌32上滑動。本例所述調(diào)諧質(zhì)量阻尼器各部件之間的具體連接關(guān)系為1、支撐板41通過鎖緊裝置42和安裝螺釘43固定在風(fēng)力發(fā)電機組機架上；限位保護(hù)44用于保證質(zhì)量塊系統(tǒng)10在安全行程里往復(fù)運行；2、導(dǎo)軌32通過安裝螺釘33固定在支撐板41上，滑塊31與質(zhì)量塊基座11連接；3、鋼彈黃系統(tǒng)20通過連接板25固定在彈黃轉(zhuǎn)接板12上；鋼彈黃系統(tǒng)20通過固定板23和安裝螺栓24固定在支撐板41上。4、液壓阻尼器(51)通過固定銷52，一端固定在支撐板41上，一端固定在質(zhì)量塊基座11上；5、調(diào)節(jié)質(zhì)量塊14直接疊放在質(zhì)量塊基座11和彈簧轉(zhuǎn)接板12上，并用螺桿13連
接在一起。實施例1的工作原理為所述調(diào)諧質(zhì)量阻尼器通過承載支撐結(jié)構(gòu)40固定在風(fēng)力發(fā)電機組機架尾部，其固有頻率與機架的擺振頻率一致或相近，機架發(fā)生振動時，質(zhì)量塊系統(tǒng)10在直線導(dǎo)軌副30上往復(fù)運動，從而帶動鋼彈簧21和液壓阻尼器51進(jìn)行往復(fù)運動，利用鋼彈簧21的剛性和液壓阻尼器51的阻尼特性吸收風(fēng)機機艙的擺振能量。實施例2 如圖6所示，調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，包括承載支撐結(jié)構(gòu)40、直線導(dǎo)軌副30、質(zhì)量塊系統(tǒng)10、彈性橡膠20 ；如圖7所示，所述承載支撐結(jié)構(gòu)40包括支撐板41、鎖緊裝置42、安裝螺釘43、限位保護(hù)44 ；所述直線導(dǎo)軌副30包括導(dǎo)軌32、滑塊31、安裝螺釘33 ；所述質(zhì)量塊系統(tǒng)10包含質(zhì)量塊基座11、轉(zhuǎn)接板12、螺桿13、調(diào)節(jié)質(zhì)量塊14、安裝螺釘15 ；本例所述調(diào)諧質(zhì)量阻尼器各部件的具體連接情況為1、支撐板41通過鎖緊裝置42固定在機架上，限位保護(hù)44用于保證質(zhì)量塊系統(tǒng)10在安全行程里往復(fù)運行。2、導(dǎo)軌31通過安裝螺釘33固定在支撐板41上，滑塊31與質(zhì)量塊基座11連接；3、彈性橡膠20通過安裝螺釘15固定在支撐板41上，轉(zhuǎn)接板12通過安裝螺釘15分別連接彈性橡膠20與調(diào)節(jié)質(zhì)量塊14 ；4、調(diào)節(jié)質(zhì)量塊14直接疊放在質(zhì)量塊基座11上，并用螺桿13連接在一起。實施例2的工作原理為通過支撐系統(tǒng)40固定在風(fēng)力發(fā)電機組機艙尾部，其固有頻率與風(fēng)機機艙的擺振頻率一致或相近，機架發(fā)生擺振時，調(diào)諧質(zhì)量阻尼器與機架發(fā)生共振；質(zhì)量塊系統(tǒng)10在直線導(dǎo)軌副30上往復(fù)運動，從而帶動彈性橡膠20進(jìn)行往復(fù)運動；利用橡膠墊20的阻尼吸收風(fēng)機機艙的擺振能量。上述實施例僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不脫離本實用新型實質(zhì)和技術(shù)啟示下所作的變形和潤飾，均應(yīng)視為在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)，本實用新型的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書及其等價物界定。
權(quán)利要求1.用于增加風(fēng)力發(fā)電機組系統(tǒng)阻尼的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，其特征在于，包括承載支撐結(jié)構(gòu)、導(dǎo)向系統(tǒng)、質(zhì)量塊系統(tǒng)、剛度系統(tǒng)和阻尼系統(tǒng)，所述承載支撐結(jié)構(gòu)固定在風(fēng)力發(fā)電機組的機架上；所述導(dǎo)向系統(tǒng)固定在所述承載支撐結(jié)構(gòu)上，所述質(zhì)量塊系統(tǒng)置于所述導(dǎo)向系統(tǒng)上，質(zhì)量塊系統(tǒng)沿導(dǎo)向系統(tǒng)的運動；所述剛度系統(tǒng)固定在所述承載支撐結(jié)構(gòu)上，剛度系統(tǒng)與質(zhì)量塊系統(tǒng)連接，為整個調(diào)諧質(zhì)量阻尼器提供剛度；所述阻尼系統(tǒng)固定在所述承載支撐結(jié)構(gòu)上，阻尼系統(tǒng)與質(zhì)量塊系統(tǒng)連接，為整個調(diào)諧質(zhì)量阻尼器提供阻尼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于增加風(fēng)力發(fā)電機組系統(tǒng)阻尼的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，其特征在于，所述調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的固有頻率是通過改變調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的質(zhì)量系統(tǒng)的質(zhì)量或者剛度系統(tǒng)的剛度性能進(jìn)行調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于增加風(fēng)力發(fā)電機組系統(tǒng)阻尼的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，其特征在于，所述導(dǎo)向系統(tǒng)為直線導(dǎo)軌副；所述承載支撐結(jié)構(gòu)上設(shè)有限位裝置，用于限制質(zhì)量塊系統(tǒng)的位移。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于增加風(fēng)力發(fā)電機組系統(tǒng)阻尼的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，其特征在于，所述質(zhì)量塊系統(tǒng)包括質(zhì)量塊基座、調(diào)節(jié)質(zhì)量塊和轉(zhuǎn)接板，所述質(zhì)量塊基座用于放置質(zhì)量塊，所述調(diào)節(jié)質(zhì)量塊用于調(diào)節(jié)調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的固有頻率，所述轉(zhuǎn)接板用于連接所述剛度系統(tǒng)和阻尼系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述用于增加風(fēng)力發(fā)電機組系統(tǒng)阻尼的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，其特征在于，所述剛度系統(tǒng)為鋼彈簧系統(tǒng)，兩個鋼彈簧通過連接件首尾相接組成一組鋼彈簧系統(tǒng)，鋼彈簧系統(tǒng)通過該連接件連接所述質(zhì)量塊系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述用于增加風(fēng)力發(fā)電機組系統(tǒng)阻尼的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，其特征在于，所述阻尼系統(tǒng)為液壓阻尼系統(tǒng)或者摩擦阻尼系統(tǒng)，其一端固定在所述承載支撐結(jié)構(gòu)上，另一端連接所述質(zhì)量塊系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于增加風(fēng)力發(fā)電機組系統(tǒng)阻尼的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，其特征在于，所述剛度系統(tǒng)和阻尼系統(tǒng)合`為一體，為同時具備剛性和阻尼特性的彈性橡膠，該彈性橡膠一端直接在所述承載支撐結(jié)構(gòu)上，另一端連接質(zhì)量塊系統(tǒng)，風(fēng)機機艙發(fā)生擺振時，質(zhì)量塊系統(tǒng)直接在導(dǎo)向系統(tǒng)上往復(fù)運動，從而帶動彈性橡膠進(jìn)行往復(fù)運動，利用彈性橡膠的剛性和阻尼特性吸收風(fēng)機機艙的擺振能量。
專利摘要本實用新型公開了一種用于增加風(fēng)力發(fā)電機組系統(tǒng)阻尼的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，在風(fēng)力發(fā)電機組機架尾部設(shè)置調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，通過調(diào)節(jié)調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的固有頻率，使其與機架的擺振頻率一致或相近，機架與該調(diào)諧質(zhì)量阻尼器共振時相位角不同，利用該調(diào)諧質(zhì)量阻尼器提供的阻尼吸收葉片的擺振能量，這樣能有效地保護(hù)風(fēng)力發(fā)電機的結(jié)構(gòu)，消除風(fēng)力發(fā)電機組頻繁停機的問題，提高風(fēng)力發(fā)電機組的使用壽命，同時不會對風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電效率產(chǎn)生影響。
文檔編號F03D11/00GK202914618SQ20122038785
公開日2013年5月1日 申請日期2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月7日
發(fā)明者謝凌志, 林勝, 胡偉輝, 程海濤, 曹宇君, 榮繼剛, 謝宇丹, 毛俊, 寧響亮, 查國濤, 于松林, 劉河, 張才盛, 李祺, 王海蛟 申請人:株洲時代新材料科技股份有限公司, 北京金風(fēng)科創(chuàng)風(fēng)電設(shè)備有限公司