[發(fā)明專利]海上風(fēng)電裝置任意方向吸振系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910648133.2
• 申請日: 2019-07-18
• 公開（公告）號: CN110397698A
• 公開（公告）日: 2019-11-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王瓊;李學(xué)軍;魏克湘
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南科技大學(xué)
• 主分類號: F16F15/00
• 分類號: F16F15/00;F16F15/04;F03G7/08
• 代理公司: 北京友聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11343
• 代理人: 彭慶

海上風(fēng)電裝置任意方向吸振系統(tǒng)，包括外殼、吸振組件，吸振組件設(shè)置于外殼內(nèi)；所述吸振組件包括質(zhì)量塊、阻尼塊，質(zhì)量塊設(shè)置于外殼內(nèi)，并在質(zhì)量塊的水平方向、豎直方向、高度方向?qū)ΨQ設(shè)置用于減振的阻尼塊，且阻尼塊和質(zhì)量塊連接。電磁能量采集組件包括線圈和磁鐵，在外殼外部的相對的兩側(cè)設(shè)置線圈，且吸振組件位于線圈之間，磁鐵安裝在質(zhì)量塊上。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、吸振性能好等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明屬于海上發(fā)電振動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海上發(fā)電振動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種海上風(fēng)電裝置任意方向吸振系統(tǒng)。

背景技術(shù)

風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，正越來越受到重視。海上的風(fēng)力資源更為豐富，同時(shí)海域范圍廣泛，且將風(fēng)力機(jī)安裝在海面上可以避免視覺沖擊和噪聲污染，因此人們開始將關(guān)注并實(shí)施海上的風(fēng)能發(fā)電。目前，普遍采用海上浮式風(fēng)機(jī)安裝在海上以進(jìn)行發(fā)電。海洋環(huán)境十分復(fù)雜，海上浮式風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)承受著海洋環(huán)境中多種隨時(shí)間和空間變化的隨機(jī)外部荷載，如風(fēng)、波浪、海冰等，甚至有時(shí)還受到地震的作用。現(xiàn)有的海上浮式風(fēng)機(jī)由葉片、機(jī)身、塔架、浮體平臺(tái)、錨鏈等多部分組成，受到風(fēng)場、

波浪、潮流等共同作用，受力非常復(fù)雜，振動(dòng)特性比較復(fù)雜。因此如何抵消海上風(fēng)電裝置的受力、振動(dòng)帶來的不穩(wěn)定，以保證海上風(fēng)電裝置的穩(wěn)定性，從而保證風(fēng)機(jī)可以平穩(wěn)安全的運(yùn)行，國內(nèi)外科研人員針對海上風(fēng)電裝置的受力、振動(dòng)這一方面開展了大量研究工作，并提出了多種減振控制方法。常用的振動(dòng)控制策略有被動(dòng)控制、半主動(dòng)控制和主動(dòng)控制。海上風(fēng)電裝置因?yàn)槭艿酵饨巛d荷復(fù)雜，是一個(gè)6自由度系統(tǒng)，而現(xiàn)在研究的模型過于簡化，研究時(shí)只考慮了簡單情況造成單一受力時(shí)的單自由度的振動(dòng)，而無法對海上風(fēng)電裝置在海面上縱搖、垂蕩等主要且較為復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)形式進(jìn)行分析。因此研究較為簡單，在縱搖、垂蕩等運(yùn)動(dòng)形式下，海上風(fēng)電裝置的受力及振動(dòng)分析的結(jié)果偏差較大，進(jìn)而導(dǎo)致采取的吸振措施效果不佳，海上風(fēng)電裝置的穩(wěn)定性差，發(fā)電性能受到影響。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提供一種海上風(fēng)電裝置任意方向吸振系統(tǒng)，它具有結(jié)構(gòu)簡單、吸振性能好等優(yōu)點(diǎn)。

海上風(fēng)電裝置任意方向吸振系統(tǒng)，包括外殼、吸振組件，吸振組件設(shè)置于外殼內(nèi)；所述吸振組件包括質(zhì)量塊、阻尼塊，質(zhì)量塊設(shè)置于外殼內(nèi)，并在質(zhì)量塊的水平方向、豎直方向、高度方向?qū)ΨQ設(shè)置用于減振的阻尼塊，且阻尼塊和質(zhì)量塊連接。采用此結(jié)構(gòu)，通過在質(zhì)量塊上的水平方向、豎直方向、高度方向?qū)ΨQ設(shè)置阻尼塊，從而實(shí)現(xiàn)多自由度、多方向的吸振、減振，因此能在海上更復(fù)雜的環(huán)境和受力振動(dòng)中有效地吸振、減振，吸振性能好。

作為一種優(yōu)選，阻尼塊包括電流變彈性體和可變剛度彈簧。采用此結(jié)構(gòu)，電流變彈性體采用電流變材料制成，電流變材料是一種流變性能可由外加電場控制的智能材料，在外加電場的作用下，具有響應(yīng)速度快、工作能耗低、致動(dòng)力變化范圍大等優(yōu)點(diǎn)，利用電流變彈性體在電場作用下的流變特性，設(shè)計(jì)簡單的可變阻尼部件；可變剛度彈簧是指彈簧的剛度可以根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行控制剛度的大小，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)控制；通過組合而成的阻尼塊，能更充分地發(fā)揮二者的減振、緩沖性能，進(jìn)而進(jìn)一步提升本吸振系統(tǒng)的吸振性能。

作為一種優(yōu)選，質(zhì)量塊為矩形體。采用此結(jié)構(gòu)，質(zhì)量塊易于制造、安裝，同時(shí)也便于安裝連接阻尼塊。

作為一種優(yōu)選，電流變彈性體和所述可變剛度彈簧均為3對，在矩形體的前后面、左右面、上下面上均對稱設(shè)置一對電流變彈性體和一對可變剛度彈簧。采用此結(jié)構(gòu)，在能保障吸振組件多自由度減振的條件下，簡化電流變彈性體和所述可變剛度彈簧的數(shù)量及布置，簡化了結(jié)構(gòu)，節(jié)約了成本。

作為一種優(yōu)選，質(zhì)量塊為球形體。采用此結(jié)構(gòu)，質(zhì)量塊易于制造、安裝。