[发明专利]塔筒减振装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种塔筒内减振装置，特别是涉及一种风力发动机的塔筒内的减振装置。

背景技术

如图1所示，风力发动机包括塔筒1、机舱2、叶轮3(叶片和轮毂)，机舱2设置在塔筒1的顶部，叶轮3可转动地设置在机舱2上。

风力发动机的塔筒的第一阶弯曲振动频率是人们十分关注的问题。例如，一个高为50m的塔筒，在一定的外力激励下，就会发生间隔几秒的前后摇摆。这种向前向后的摇摆对应的频率叫做塔筒的一阶弯曲频率。塔筒的一阶弯曲频率主要由塔筒的高度、塔筒的筒壁的内径和厚度以及机舱和转子的重量等决定。当塔筒的弯曲振动频率和叶轮的转动的频率接近时，就会对塔筒的弯曲振动起到放大作用。

叶片自身也有弹性，在一定的频率下也会发生振动。叶片的振动也会对塔筒的振动起到放大的作用。最糟的情况是，众多因素均对塔筒的振动起到增强的作用时，塔筒的振动幅度就会不断增大，当达到一定的幅度时，就会对塔筒和风力发动机的其他的部件造成破坏。

解决这种问题的一种方法是在设计的时候采取比如调整塔筒的刚度、减小机舱和叶轮的重量等措施。采取这些措施的时候还必须考虑到制造成本等问题。

2004年9月16日公告的公告号为DE-A10309825德国发明专利说明书公开了一种钢丝绳减振装置。该专利中提出用3根带有液压阻尼器的钢丝绳斜拉塔筒，钢丝绳两头分别联接到塔筒和地面，当塔筒发生一阶弯曲振动时，钢丝绳上的液压阻尼器就会起到抑制塔筒振动的效果，确保振动的幅度在合理的范围之内。但是这种结构要求钢丝绳自身要足够粗和长，同时要求钢丝绳联接于地面的一端要尽可能离塔筒远，这必然导致单个风力发动机占用空间的增大，同时钢丝绳地基的建设又会大幅度地增加成本。

2008年3月1号公告的公告号为WO2008/000265A1的丹麦发明专利说明书公开了一种带有主动式减振装置的风力发动机，其中的主动减振装置包括安装于机舱、叶轮和塔筒上的传感器、控制系统和执行机构。当传感器侦测到过大的振动信号时，控制系统就会向执行机构发出信号，使其工作，执行机构驱动钢丝绳，改变钢丝绳的拉力大小，从而改变塔筒的刚度，最终避开共振区，达到减振的目的。该发明中的钢丝绳是设置在塔筒内，这种安装方式决定了钢丝绳对塔筒刚度的影响有限，使得要真正避开共振区很困难；另外，主动减振系统还存在技术难度大，成本高的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种塔筒减振装置，该塔筒减振装置的占用空间小，且控制方法简单。

为了实现所述目的，本发明的塔筒减振装置，其特点是，包括至少一竖直布置于塔筒内的减振单元，该减振单元包括第一行程放大装置、第二行程放大装置、第一挠性件、第二挠性件以及阻尼器，第一行程放大装置设置在塔筒的第一侧，第二行程放大装置设置在塔筒的第二侧，塔筒的第一侧和塔筒的第二侧相对，第一挠性件的第一端联接第一行程放大装置，且其第二端联接塔筒的第二侧，第二挠性件的第一端联接第二行程放大装置，且其第二端联接塔筒的第一侧，其中，第一行程放大装置和第二行程放大装置连通，阻尼器设置在二者连通的路径上。

本发明的塔筒减振装置的优点是，塔筒在发生一阶弯曲振动而拉动第一挠性件时，第一挠性件的张力增大，拉动第一行程放大装置，第一行程放大装置给阻尼器提供一拉力，此时，第二挠性件的张力减小，第二挠性件件处于松弛状态，从而，第二行程放大装置处于松弛状态，这样，在第一行程放大装置的拉动下和第二行程放大装置的退让下，第一行程放大装置放大第一挠性件的位移，阻尼器会阻止该位移，从而以例如摩擦做功的方式消耗塔筒的振动能量，从而抑制塔筒的振动，起到了减小塔筒弯曲振动的目的。反之，塔筒在发生一阶弯曲振动而拉动第二挠性件时，第二挠性件的张力增大，拉动第二行程放大装置，第二行程放大装置给阻尼器提供一拉力，此时，第一挠性件处于松弛状态，第一挠性件的张力减小，第一行程放大装置也处于松弛状态，这样，在第二行程放大装置拉动下和第一行程放大装置的退让下，阻尼器开始工作，消耗振动的能量，起到了减小弯曲振动的目的。只要各挠性件在塔筒静止的常态下处于足够的张紧状态，一旦塔筒因外载荷而发生一阶振动，塔筒减振装置立即做出反应，并通过阻尼器抑制塔筒的振动，该塔筒减振装置设置在塔筒内，无需额外的基地建设。

所述的塔筒减振装置，其进一步的特点是，在所述减振单元中，第一行程放大装置和第二行程放大装置分别设置在塔筒内的第一高度，第一挠性件的第二端和第二挠性件的第二端分别设置在塔筒内的第二高度。