[发明专利]用于风力发电机组的塔筒的阻尼器及风力发电机组的塔筒

说明书

本发明提供一种用于风力发电机组的塔筒的阻尼器及风力发电机组的塔筒，所述阻尼器包括壳体，所述壳体中容纳有液体，以通过液体的惯性力或晃动来抑制所述风力发电机组的塔筒的二阶振动。根据本发明的用于风力发电机组的塔筒的阻尼器及风力发电机组的塔筒可减小塔筒在大风环境下受到二阶振动的负面影响，提高塔筒的安全性。

技术领域

本发明涉及一种用于风力发电机组的塔筒的阻尼器及风力发电机组的塔筒。

背景技术

对于风力发电机组的塔筒而言，根据涡激振动的产生原理，风吹过塔筒时在塔筒后端产生反对称排列的涡街，当涡从塔筒表面脱落时，会影响到塔筒表面压力的变化，压力的变化对塔筒产生一个激励，无量纲数斯特劳哈尔数St(Strouhal number)是在流体力学中讨论物理相似与模化时引入的相似准则，对于诸如塔筒的圆柱绕流，St＝fD/V，这里，f是漩涡分离频率，D是特征长度(即，塔筒外直径)，V是流体速度(即，风速)。当风速从低速向高速增加时，塔筒会依次经历其的一阶振动、二阶振动。

目前，对于风力发电机组的塔筒的振动抑制主要体现在对其一阶振动抑制上，比较广泛使用的抑制装置为调谐质量阻尼器(TMD)，例如，可将摆式TMD设置在塔筒的顶部，这种情况下，摆式TMD的摆长为10m左右，在设计和安装过程中，需要考虑到TMD的质量块的运输、限位功能等问题，导致其设计、运输和安装成本较高。对于一阶振动如果使用液体阻尼器作为阻尼装置，根据阻尼器的要求，其液体晃动频率接近塔架一阶频率(约为0.1Hz-0.2Hz)。按照这样设计出的阻尼器直径(或边长)会在10m左右。鉴于陆地运输条件塔筒直径一般为4.5m，因此这样的阻尼器无法安装在塔筒中，从而无法应用液体阻尼器来抑制一阶振动。

当塔筒振动的表现形式主要体现为二阶振动时，其频率高于一阶振动，如果应用摆式TMD，其设计摆长仅为200mm左右，然而，针对如此短的摆长无法设计出可靠的TMD。因此，会采用摆式弹簧式混合的TMD，但是随着引入更多的结构形式，会使TMD的设计、制造变复杂，从而对成本、可靠性等方面产生不利的影响。

因为二阶振动对应的风速大、频率高、振动能量大，因此其危险性也较大，对于工作人员安全、风力发电机组载荷等都有威胁，特别是高柔塔风力发电机组在大风环境下时，可能产生持续的二阶扭腰振动，这样的振动对机组疲劳载荷以及机组安全性都存在很大的负面影响。

因此，需要一种能够应用于风力发电机组的塔筒的抑制二阶振动且便于制造、节约成本、安装简单的阻尼器。

发明内容

为了解决作用在风力发电机组的塔筒上的二阶振动对塔筒带来的负面影响等问题，本发明提供一种能够应用于风力发电机组的塔筒的抑制二阶振动且便于制造、节约成本、安装简单的阻尼器。

本发明的一方面提供一种用于风力发电机组的塔筒的阻尼器，所述阻尼器包括壳体，所述壳体中容纳有液体，以通过液体的惯性力或晃动来抑制所述风力发电机组的塔筒的二阶振动。

优选地，所述阻尼器还可包括阻尼增强装置，所述阻尼增强装置设置可在所述壳体中，以增大阻尼力。

优选地，所述阻尼增强装置可包括形成有开口的至少一个阻尼板，所述至少一个阻尼板可设置在所述壳体的内壁上且位于所述液体的液面之下。

优选地，所述阻尼增强装置可包括中空的筒体，所述筒体可与所述壳体共同形成环状腔体，所述液体可设置在所述环状腔体内。

优选地，所述阻尼增强装置可包括竖直地设置在所述壳体中的分隔板，所述分隔板可将所述壳体的内部空间分隔成多个空间。

优选地，所述阻尼增强装置可包括至少一个阻尼网，所述至少一个阻尼网可固定在所述壳体的内壁上且位于所述液体的液面之下。

优选地，所述阻尼器还可包括设置在所述壳体的侧壁上的液位计，以通过所述液位计确定所述液体的液面位置。