[發明專利]用于第二固有頻率修改的風力渦輪機塔架系統

在審

• 申請號: 201980051698.0
• 申請日: 2019-07-15
• 公開（公告）號: CN112513456A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: B·桑維森特拉雷奇;P·烏納努阿埃爾莫索德門多薩
• 申請（專利權）人: 西門子歌美颯可再生能源創新與技術有限公司
• 主分類號: F03D13/20
• 分類號: F03D13/20;F03D13/30;F03D17/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 鄒龍輝;司昆明

用于第二固有頻率風力渦輪機塔架修改的方法。該方法包括以下步驟：a）確定風力渦輪機的第二固有頻率；b）計算第二固有頻率的波腹以確定在第二固有振動模式期間風力渦輪機塔架（1）的經受最大位移的點；c）確定與在b）中計算的所述波腹相對應的所述塔架（1）的高度（H）；d）考慮到較重的質量塊導致較低的第二固有頻率，計算要放置在所述塔架的所述高度（H）處的質量塊（2）以修改所述第二固有頻率；e）將在步驟d）中計算出的質量塊（2）放置在在步驟c）中確定的高度（H）處。

技術領域

本發明描述了一種用于第二固有頻率修改的風力渦輪機塔架系統。通過修改塔架的質量分布來實現塔架的第二固有頻率的修改。

背景技術

在現有技術中，存在多種解決方案來修改、通常是減輕或抵消風力渦輪機塔架的若干振動模式的幅度。

風力渦輪機塔架必須可與風力渦輪機的其余元件（即轉子、葉片等）動態地兼容。這些元件中的一些是激勵源，其以特定頻率產生附加負載，并且避免它們之間的動態沖突是必要的。例如，轉子是以稱為1P的頻率旋轉的負載源，并且葉片具有稱為3P的單獨槳距。

對于具有相同基部直徑的較高塔架，塔架的頻率通常降低。同時，對于已經設計的塔架，如果塔架端部處的質量（轉子和機艙重量），則頻率較低。由于這些原因，并且由于這種技術領域增加轉子和額定功率的量度的趨勢，塔架的端部處的重量已經增加。同時，塔架的高度較高，以便捕獲較高的風速。

根據已經解釋的內容，風力渦輪機塔架的固有頻率在從小塔架中的高頻率到高塔架中的低頻率的寬范圍內根據多個不同的參數而變化。

具有高頻率的小高度塔架通常不會發生動態沖突，因為其固有頻率往往高于1P。然而，在那些更高和/或具有更高功率或更大發電機的塔架中，頻率降低并且它們可能與1P沖突。當這種情況發生并且塔架的高度不能修改時，必須通過改變塔架的質量分布來修改塔架結構，使得第一固有頻率不與1P沖突。這意味著塔架的結構將不再是最佳的并且其將更昂貴。

在文獻US2016252079中，公開了一種阻尼風力渦輪機塔架振蕩的方法。該方法包括在遠離塔架壁的第一側向距離處將材料袋或液體袋連接到塔架組件。袋還從塔架部件懸置第一豎直距離。塔架部件的高度是已知的，使得第一豎直距離對應于塔架內的特定高度。所述袋的所述第一側向距離、所述第一豎直距離和質量使得所述袋被構造成在所述風力渦輪機塔架中的振蕩期間撞擊所述塔架壁，以便阻尼所述風力渦輪機塔架中的所述振蕩。

文獻WO2012003832公開了一種包括解調器(detuner)的風力渦輪機。風力渦輪機的傳動系包括構造成在傳動系中提供至少一個扭轉諧振頻率的至少一個可旋轉驅動元件、具有至少一個帶有第一質量慣性的第一質量元件和至少一個帶有第一彈性特性的第一彈性元件的第一解調器、以及具有至少一個帶有第二質量慣性的第二質量元件和至少一個帶有第二彈性特性的第二彈性元件的第二解調器。第一和第二質量元件以及第一和第二彈性元件被布置成在風力渦輪機的操作期間旋轉，從而影響扭轉諧振頻率。

還已知文獻WO2017144061公開了一種用于阻尼風力渦輪機的塔架的振蕩的方法。一個或多個轉子葉片中的每一個的槳距角可被單獨地調節，并且所述方法包括通過根據塔架阻尼槳距控制信號單獨地對每個轉子葉片進行槳距調節來阻尼塔架的振蕩。每個塔架阻尼槳距控制信號包括第一周期分量，其中第一周期分量的第一頻率對應于塔架振蕩的塔架頻率和轉子旋轉的轉子頻率之間的頻率差，并且其中第二周期分量已經被減小或去除。第二周期分量的第二頻率對應于塔架頻率和轉子頻率的頻率和。