[實用新型]一種用于大型風電機塔架內部的單擺式減振裝置

有效

• 申請號: 202021497195.2
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN212563534U
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 丁振宇;宋家輝;高增梁;劉和坤;郭禮建;柴洪亮;管陳峰
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: F03D13/20
• 分類號: F03D13/20;F03D7/02;F03D80/00;F16F15/14
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 孫孟輝

本實用新型公開了一種用于大型風電機塔架內部的單擺式減振器裝置，裝置包括頂部支架，質量塊，粘滯性阻尼器。所述的頂部支架共四個，均勻的分布在筒體內部來固定懸掛質量塊；所述質量塊配有承重環；所述質量塊的下半球上有凹槽，便于鋼絲繩繞過懸吊；所述的粘滯性阻尼器共四個，均勻的分布在每個支架之間的下方，軸線與承重環的水平軸線在一條水平線上，可以起到耗散能量和限制質量塊產生較大位移的作用。當塔狀筒體因為外部激勵而產生晃動時，依靠單擺式TMD的設計，無論從哪個方向產生的晃動，該裝置都能產生始終與結構相反的擺動，產生反作用力于主結構上，從而控制結構的振動，并通過粘滯性阻尼器達到耗能減振的目的。

技術領域

本實用新型涉及減振控制領域，具體涉及一種用于大型風電機塔架內部的單擺式減振裝置。

背景技術

如今，全球經濟迅猛發展，科技不斷進步，但與此同時也伴隨著能源日益匱乏導致供應緊張以及環境的破壞的問題，所以各國開始對可再生以及無污染的能源重視起來。而在各類的綠色能源中，風能是前景潛力巨大的可再生能源之一。而我國工業制造技術發達，風能資源豐富，所以越來越多的超高型風力發電機被建立起來。但由于風力發電機塔狀筒體其自身結構特點使其具有高柔度特點，對風載荷較為敏感，經分析，在實際受風載過程中，橫向風的振動即風誘導振動往往比風向的振動大很多，導致立柱振動頻繁，立柱自身以及支座部位由于長時間承受疲勞載荷，很容易產生疲勞裂紋，給立柱的結構完整性帶來隱患，如何解決立柱的振動問題一直備受關注

從傳統的結構設計方法來看，振動控制從僅依靠改變結構自身性能來抵抗環境載荷的方法，逐漸發展為由結構—抗風抗震的。振動控制系統主動地控制結構的動力反應。目前常用的振動控制方法主要包括消振、隔振、動力吸振及阻尼減振等方法。

單擺式調諧質量阻尼器(TMD)主要由擺繩、質量塊和阻尼器組成。其工作原理是:調整單擺的擺長使其自振頻率接近主結構被控頻率，當外力作用在主結構上，單擺隨之產生與主結構相反的運動，施加反作用力于主結構上，從而控制結構的振動。而大多數的單擺式阻尼器都是應用在高層建筑上，而且風電機頂部的承重能力不算好，而越高的風力發電機質量就越大，相應的質量塊的質量就越大，所以必然對承重能力提出要求。

為了克服以上弊端，本實用新型提出了一種用于大型風電機塔架內部的單擺式減振裝置。本實用新型基于共振效應，并結合傳統的單擺式TMD設計原理，通過設計頂部支架，可以有效的安裝在筒體內部，使其可以在水平向任意方向擺動，實現多自由度的振動控制。

實用新型內容

本實用新型目的是提供一種用于大型風電機支撐塔體內部的單擺式TMD減振裝置，主要針對高聳結構振動控制，旨在減小其在風振和地震載荷作用下的振動反應，從而達到減振耗能的效果。本實用新型通過調節擺長來控制TMD減振裝置的共振頻率，從而迎合塔設備結構的固有頻率，進而有效的控制結構的振動效應。該裝置通過產生始終與結構相反的擺動，產生反作用力于主結構上，從而控制結構的振動，作用在主結構上的能量通過單擺式TMD的阻尼器耗散，從而控制結構對于外力作用的振動反應。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種用于大型風電機塔架內部的單擺式TMD減振裝置，包括均布在塔體內部的頂部支架、質量塊、鋼絲繩、粘滯性阻尼器，所述頂部支架包括支架墊板、支座筋板、支座擋板、筋板、和在上方的頂板以及前端的擋板；所述支架墊板通過焊接連接塔體與支座筋板，所述支座擋板通過螺栓與支座筋板連接，筋板通過焊接與支座擋板連接在一起，鋼絲繩通過連接兩個筋板的螺栓懸吊，所述質量塊配有承重環，鋼絲繩穿過承重環，并且在質量塊的下半球上設有凹槽，鋼絲繩繞過該凹槽，所述粘滯性阻尼器一端的粘滯性阻尼器墊板通過焊接與塔體連接，另一端固定于承重環上。

進一步的，所述支架墊板以及粘滯性阻尼器墊板的材質與塔體相同。

進一步的，所述支架墊板以及粘滯性阻尼器墊板的高度高于與之相連的支座筋板以及阻尼器底座的高度。