[發明專利]用于風塔的磁致伸縮系統

有效

• 申請號: 201811597616.6
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109751360B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 劉廷瑞;常林
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: F16F15/00
• 分類號: F16F15/00;F03D13/20
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 陳海濱

本發明公開用于風塔的磁致伸縮系統，包括連接組件和PID智能控制系統，定位機構包括上定位框和下定位框，上定位框和下定位框之間設有連接組件和伸縮裝置；伸縮裝置包括磁致伸縮機構、頂出機構和內嵌機構，頂出機構包括第一固定罩和伸出桿；磁致伸縮機構包括第一套管和磁致伸縮桿，第一套管設在第一固定罩內并與上定位框相連，第一套管外端套有線圈；磁致伸縮桿設在第一套管內，磁致伸縮桿與上定位框相連；第一套管通過第一復位彈簧與伸出桿相連；內嵌機構包括連接在下定位框上的第二固定罩和嵌入桿，伸出桿的下部可穿過第一固定罩與嵌入桿的上部適配相接。該伸縮系統改變與本系統固連的風力機的塔筒的剛度，結構新穎，創造性高。

技術領域

本發明涉及機械電子領域，具體涉及用于風塔的磁致伸縮系統。

背景技術

風能作為清潔能源，與其他類型的能源相比，特點非常明顯：風能的利用和采集不受地域限制，且地球上的風能資源的本源來自于太陽能作用下的氣體流動，可以說是取之不盡，用之不竭的，擁有較好的未來發展空間，所以盡可能的進行高效、安全的風能的開發、利用，能在環保的大前提下，在未來解決全球性能源危機。當前，風力發電是風能利用的主要形式，原理為利用空氣資源，將風的動能轉化為電能，從而獲得電力能源。現在運用的風力機設備種類最多和研究最成熟的是水平軸三葉片風力發電機。風力機機組在風的作用下本身會產生振動，當振動異常時極有可能對風力機的葉片和塔筒造成損害甚至使機組失效。

現在所用的風力機塔筒類型主要為錐臺型塔筒，該種塔筒的生產過程相對簡單，為分段生產，將各段塔筒節生產好之后逐次疊加安裝，縱向間以法蘭相連。物體在外部載荷作用下均會產生振動，在許可范圍內的振動不會對物體本身造成危險。

如果以抵抗振動為目的而直接增加物體的剛度，一般以選取較大剛度材料或者增加物體的結構材料用量。上述方式帶來的不良后果有：增加物體的制造和生產、安置、組裝、運輸和維護等方面的成本；會降低物體本身的韌性和塑性，使之容易發生脆性斷裂。所以，并非物體的剛度越大帶來的結果越好，且一般而言，物體一旦建成，其剛度不可改變。例如建筑物在增加結構剛度時，一般考慮采用高強度鋼筋以及增加鋼筋的用量，帶來的直接后果就是增加建筑的建設成本。

風力機塔筒在風載荷作用下會發生微小的振動，振動幅值較小時可不考慮對于塔筒本身帶來的危害。但在大風載荷作用下，或者塔筒在載荷及外部條件作用下達到共振條件時，極易對塔筒本身造成破壞。所以如何通過控制結構剛度來避免物體在振動或共振條件下的破壞，就成了要考慮的重要問題。傳統結構一般在物體本身建成后不可改變其結構剛度，從而使得物體安全工作條件范圍較小，一旦發生危險不易控制。

發明內容

本發明的目的在于提供用于風塔的磁致伸縮系統，該伸縮系統能夠通過頂出機構和內嵌機構的共同組合增加結構自身的整體的剛度，從而改變與本系統固連的風力機的塔筒的剛度，避免共振和較大振動的發生，達到保護風力機塔筒的效果。

本發明為了實現上述目的，采用的技術解決方案是：

用于風塔的磁致伸縮系統，包括連接組件、定位機構、伸縮裝置和PID智能控制系統，定位機構包括設置在風塔的塔筒內的上定位框和下定位框，多個連接組件和多個伸縮裝置交替的設置在上定位框和下定位框之間；

伸縮裝置包括磁致伸縮機構、頂出機構和內嵌機構，頂出機構包括第一固定罩和伸出桿，第一固定罩連接在上定位框的下端；

磁致伸縮機構包括第一套管和磁致伸縮桿，第一套管設置在第一固定罩內并且與上定位框相連，第一套管的外端套有線圈；

磁致伸縮桿設在第一套管內，磁致伸縮桿的一端與上定位框相連，磁致伸縮桿的另一端可穿過第一套管；第一套管的下端通過第一復位彈簧與伸出桿的上部相連；

內嵌機構包括連接在下定位框上的第二固定罩和嵌入桿，第二固定罩通過第一引導管與第一固定罩相連，嵌入桿的下部位于第二固定罩內，伸出桿的下部可穿過第一固定罩與嵌入桿的上部適配相接；