[發(fā)明專利]一種風(fēng)電葉片多質(zhì)點串聯(lián)速度放大型減振裝置及連接方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110065803.5
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112648137B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李萬潤;吳王浩;李剛剛;趙文海;潘梓鴻;李家富
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭州理工大學(xué)
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D13/10;F16F15/136;F16F15/133
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責(zé)任公司 62102
• 代理人: 董斌

一種風(fēng)電葉片多質(zhì)點串聯(lián)速度放大型減振裝置及連接方法，通過在風(fēng)電葉片中安裝串聯(lián)的空心質(zhì)量鋼球，并在空心質(zhì)量鋼球中設(shè)置一個實心鋼球和一個實心乳膠球，配合定滑輪裝置及速度放大裝置，達(dá)到多層多向減振。葉片振動時帶動靠近葉尖的空心質(zhì)量鋼球振動，每個空心質(zhì)量鋼球又可以限制前面空心質(zhì)量鋼球的振動，達(dá)到多層減振的效果，空心質(zhì)量鋼球的內(nèi)部設(shè)有一個實心鋼球和一個實心乳膠球，空心質(zhì)量鋼球振動時，作為粘彈性材料的乳膠球與鋼球發(fā)生碰撞會吸收部分能量而耗能，同時串聯(lián)的空心質(zhì)量鋼球振動時也會在任意方向拉伸鋼索，使速度放大裝置起作用，間接增加阻尼，達(dá)到多向減振，在保證風(fēng)電葉片質(zhì)量不過分增加的情況下有效控制風(fēng)電葉片的多向振動。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)減振控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及的是風(fēng)電葉片多質(zhì)點串聯(lián)速度放大型減振技術(shù)。

背景技術(shù)

風(fēng)能作為一種可再生的清潔能源已經(jīng)受到世界各國的青睞，根據(jù)全球風(fēng)能協(xié)會（GWEC）一年一度的報告，2019年世界風(fēng)機(jī)新裝機(jī)容量達(dá)到60.4GW,僅次于2015年的63.8GW，增長勢頭仍然強(qiáng)勁，因此，為了更好地獲取風(fēng)能，風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架和葉片也向越來越高、越來越長的方向發(fā)展。但是葉片在朝大型化發(fā)展過程中，其重量增加，長度增大，并且承受的荷載復(fù)雜—主要有重力荷載、慣性荷載和不定常變化的氣動荷載。葉片在復(fù)雜荷載作用下容易產(chǎn)生多向振動，但是作為捕捉風(fēng)能的關(guān)鍵部件，葉片性能的好壞直接影響著風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)的風(fēng)能利用效率和風(fēng)力機(jī)組整機(jī)所承受的荷載，在很大程度上也決定了機(jī)組的整體性能、使用壽命和開發(fā)風(fēng)能的經(jīng)濟(jì)性。因此，降低葉片在復(fù)雜荷載作用下的多向振動是風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)必須解決的關(guān)鍵問題。

為達(dá)到葉片多向減振的目的，在葉片內(nèi)部設(shè)置一連串空心質(zhì)量鋼球，葉片葉尖振動時帶動靠近葉尖的空心質(zhì)量鋼球振動，此后的每一個空心質(zhì)量鋼球又可以控制前面空心質(zhì)量鋼球的振動，達(dá)到多層次減振的效果，此外，空心質(zhì)量鋼球的內(nèi)部設(shè)有一個實心鋼球和一個實心乳膠球，空心質(zhì)量鋼球振動時，兩個實心球在任意方向都能相互碰撞，利用摩擦和沖擊作用消耗系統(tǒng)振動能量。同時，串聯(lián)的空心質(zhì)量鋼球振動時會拉伸鋼索，固定在兩個定滑輪之間的鋼索也可在任意方向拉伸，使速度放大裝置起作用，增加阻尼，從而達(dá)到多向減振的目的。材料方面，在保證風(fēng)電葉片質(zhì)量不過分增加且不損傷葉片的情況下，需用質(zhì)量較輕、強(qiáng)度較高、耗能較強(qiáng)且具有高耐久性的材料。輕質(zhì)高強(qiáng)的鋼索具有質(zhì)量輕，抗拉強(qiáng)度高的優(yōu)點，可在保證連接牢靠的情況下有效降低減振裝置的重量；在室溫下具有較高抗剪強(qiáng)度（25MPa）、抗拉強(qiáng)度（≥33MPa）和不均勻扯離強(qiáng)度（40kN/m）的環(huán)氧樹脂膠粘劑可在不損傷葉片的情況將拉環(huán)直接粘在葉片內(nèi)表面；乳膠作為粘彈性材料之一，在碰撞的過程中可以吸收部分能量而達(dá)到耗能的作用，其耗能能力強(qiáng)；體積小質(zhì)量輕的多孔螺栓球接頭可將三股1號鋼索與一股2號鋼索相連接，其構(gòu)造簡單，連接方便，傳力明確。因此，將上述幾種材料應(yīng)用到風(fēng)電葉片的減振控制裝置中，通過合理的連接方式及利用速度放大裝置來增加阻尼，可在不過分增加風(fēng)電葉片質(zhì)量且不損傷葉片的情況下有效控制葉片在復(fù)雜荷載作用下的多向振動，為此，提出了一種風(fēng)電葉片多質(zhì)點串聯(lián)速度放大型減振裝置及連接方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種風(fēng)電葉片多質(zhì)點串聯(lián)速度放大型減振裝置及連接方法。