[发明专利]调频阻尼器、风力发电机组及调频阻尼器的调频方法

说明书

本发明的提供一种调频阻尼器、风力发电机组及调频阻尼器的调频方法，调频阻尼器包括：液体容器，用于容纳液体；悬臂，悬臂的第一端用于连接到外部吊点；质量体，质量体与悬臂的第二端固定连接并能够悬吊在液体容器中的液体中，液体密度调节装置，液体密度调节装置用于对液体的密度进行调节。根据本发明的调频阻尼器、风力发电机组及调频阻尼器的调频方法可改善阻尼器的臂长所引起的阻尼器适用频率的限制，可根据诸如风力发电机组的减振建筑的固有频率的变化调节阻尼器的频率，实现最佳的阻尼效果。

技术领域

本发明涉及一种调频阻尼器、风力发电机组及调频阻尼器的调频方法。

背景技术

摆式阻尼器是一种已在各种建筑中被应用广泛的阻尼器，例如，在风力发电机组中，可利用摆式阻尼器来对机组进行减振加阻。

一般来说，在摆式阻尼器中，将单摆的频率设计在需减振建筑的固有频率的0.95倍至1.05倍之间可以起到相对理想的减振效果。

在小角度摆幅情况下，摆式阻尼器的单摆的频率公式为其中，g为重力加速度，l为摆臂长度。从该公式中可以看出，只有摆臂长度为可调量，因此，调节单摆的频率与减振建筑的固有频率一致的主要手段为调节摆臂长度。

以风力发电机组的塔架为例，对于一阶频率为0.95rad/s的柔性塔架，计算的摆臂长度为11m，在这种情况下，摆臂长度过长，这意味设计需要采用更多、强度更大的结构或结构件来实现摆臂，不可避免地带来成本的增加，并且在制造工艺、运输安装等方面的难度也大大提升。另外，摆臂长度的增加导致质量块高度降低远离最佳安装位置(塔顶)，使得整个阻尼器效率降低。

对于一阶频率为1.9rad/s的海上刚性塔架，计算的摆臂长度为2.76m，在这种情况下，尽管在摆臂长度方面可能是可行的，但是由于海上应用的阻尼器主要通过加阻来降低机组疲劳，而海上风力发电机机组的基础较软，在生命周期中因为海水冲刷等，固有频率会不断发生变化，因此在安装好阻尼器后会存在适应固有频率的变化来进行调频的需求，而目前阻尼器的调频措施主要有两种，一种是调节摆臂长度，另一种是通过弹簧增加回复力。然而，这两种调频方案都会增添工艺和结构上的成本与实现难度。

发明内容

为了解决上述摆臂长度限制以及阻尼器的调频问题，本发明提供一种调频阻尼器、风力发电机组及调频阻尼器的调频方法。

本发明的一方面提供一种调频阻尼器，调频阻尼器包括：液体容器，用于容纳液体；悬臂，悬臂的第一端用于连接到外部吊点；质量体，质量体与悬臂的第二端固定连接并能够悬吊在液体容器中的液体中，液体密度调节装置，液体密度调节装置用于对液体的密度进行调节。

优选地，液体密度调节装置可为用于调节液体容器中的液体温度的温度调节装置，在液体包含溶解度随温度变化的溶质的情况下，通过温度调节装置调节液体的温度，使得液体中的溶质结晶析出或使固态溶质溶解在液体中。

优选地，温度调节装置可为铺设在液体容器的底部的加热板。

优选地，溶质可为硝酸钾。

优选地，调频阻尼器的角频率ω可为：

其中，g为重力加速度，l为悬臂的有效长度，γ为液体容器中的液体的密度与质量体的表观密度的比。

优选地，悬臂可为多个，多个悬臂中的至少一部分悬臂之间可间隔一定距离设置，悬臂的第二端可形成有连接盘，并通过连接盘可与质量体连接。

本发明的另一方面提供一种风力发电机组，风力发电机组包括如上所述的调频阻尼器。

本发明的另一方面提供一种使用如上所述的调频阻尼器的调频方法，调频方法包括：确定安装调频阻尼器的建筑的固有频率，比较固有频率与调频阻尼器的频率；根据比较结果，通过液体密度调节装置调节液体的密度，以调节调频阻尼器的频率与建筑的固有频率匹配。