[實用新型]用于風力發電機的減振系統及風力發電機

有效

• 申請號: 201220512506.7
• 申請日: 2012-10-08
• 公開（公告）號: CN202833843U
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 陳前;張新剛;劉磊
• 申請（專利權）人: 北京金風科創風電設備有限公司
• 主分類號: F16F15/22
• 分類號: F16F15/22;F03D11/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 郭鴻禧

技術領域

本實用新型涉及風力發電領域，特別涉及一種用于風力發電機的調諧質量阻尼減振系統。此外，本實用新型還涉及包括上述調諧質量阻尼減振系統的風力發電機。

背景技術

風力發電機的支撐結構（即，塔筒）豎直設置，在支撐結構的上方設置有發電機組。支撐結構的尺寸較高大，大多為細長形結構，其柔度較大。當風力發電機受到橫向載荷（多為風載荷）或瞬態沖擊載荷（多為陣風或者機組緊急停機）的情況下，風力發電機會產生幅度較大的振動，這有可能對發電機組內部的機械和電氣結構造成一定的安全威脅和破壞，從而加速發電機組的疲勞破壞。因此，風力發電機上都設置有減振系統，以減小風力發電機的振動，提高風機整體的使用壽命。

風力發電機主要采用結構振動機理進行減振，目前，應用較為廣泛、技術較為成熟的減振控制系統為TMD系統（調諧質量阻尼減振系統）。TMD系統的主要包括質量總成裝置、與塔筒筒壁和質量總成裝置連接的阻尼器以及支撐裝置，其中，支撐裝置通過導軌支撐質量總成裝置并且通過驅動電機的驅動而旋轉，驅動電機與控制系統連接，控制系統根據風力發電機的偏航信號對驅動電機的動作進行控制，以使導軌的延伸方向以及質量總成裝置的運動方向與風力發電機的振動方向保持一致，從而實現對風力發動機的減振。

由于驅動電機在對導軌的方向進行調節時，需要利用檢測裝置實時檢測風力發電機的偏航方向，通過該檢測信號對質量總成裝置的運動進行控制。然而，風力發電機通常都安裝在惡劣的野外環境中，且風力發電機所承受的風載多為交變載荷，振動頻率較高，導致質量總成裝置的運動相對于風向的改變和風力發電機的振動之間存在一定的滯后性，這樣不能準確地保證質量總成裝置的運動方向與風向和風機的振動方向之間保持一致，影響了減振系統的減振性能；此外，若檢測裝置出現故障，不能對風向進行正常檢測時，減振系統接收不到任何信號，將完全失效。同時，TMD減振系統需要利用驅動電機對質量總成裝置的運動方向進行實時調節，若風力發電機無法為驅動電機提供外部電源時，減振系統也會失效，無法起到減振的作用，將嚴重影響風力發電機的使用壽命，加速各個部件的疲勞損壞。

因此，如何使質量總成裝置的運動方向時時與風力發電機的振動方向一致，提高調諧質量阻尼減振系統的減振性能和風力發電機的使用壽命是本領域技術人員需要解決的技術問題。

實用新型內容

將在接下來的描述中部分闡述本實用新型總體構思另外的方面和/或優點，還有一部分通過描述將是清楚的，或者可以經過本實用新型總體構思的實施而得知。

本實用新型的目的在于提供一種用于能夠顯著提高減振性能和風力發電機部件的使用壽命的用于風力發電機的減振系統。此外，本實用新型的目的還在于提供一種包括上述減振系統的風力發電機。

為實現上述目的，本實用新型提供一種用于風力發電機的減振系統，所述減振系統包括支撐裝置和設置在所述支撐裝置上的質量總成裝置，在所述質量總成裝置和所述風力發電機的塔筒內壁之間連接有阻尼器，在所述質量總成裝置和支撐裝置之間設置有滾動裝置，以使所述質量總成裝置能夠沿其所在平面的任意方向運動。

優選地，所述滾動裝置可以為滾球，在所述質量總成裝置的底部或所述支撐裝置的上表面上設置有與容納所述滾球的一部分的凹槽，所述滾球設置在所述凹槽中。

優選地，所述滾動裝置可以包括至少六個所述滾球。

優選地，所述滾動裝置可以為安裝在所述質量總成裝置底部的萬向滾輪。

優選地，所述滾動裝置可以包括至少六個所述萬向滾輪。

優選地，所述支撐裝置可以為固定地安裝在風力發電機的塔筒內的平板。

優選地，所述減振系統可以進一步包括設置在所述質量總成裝置外圍的限位裝置，以對所述質量總成裝置的運動范圍進行限定。

優選地，所述限位裝置可以為固定連接在所述支撐裝置上的環形擋板。

優選地，所述質量總成裝置與所述風力發電機的塔筒之間設置有至少六個阻尼器。

本實用新型還提供一種風力發電機，包括塔筒，所述塔筒內上部設置有上述減振系統。

本實用新型所提供的減振系統的所述質量總成裝置在所述滾動裝置的支撐下能夠在所述支撐裝置上沿任意方向滾動，而滾動摩擦系數相對較小，使得所述質量總成裝置對振動的敏感度較高；在所述風力發電機的振動方向隨著風向或其他交變橫向載荷發生改變時，所述質量總成裝置能夠自動響應振動方向的變化，同時調節自身運動方向，使自身運動方向時時與振動方向保持一致，并在所述支撐裝置上通過滾動裝置的滾動沿振動方向進行控振，實現最佳減振效果。