[发明专利]塔结构的阻尼器单元

说明书

本发明涉及一种阻尼器单元，该阻尼器单元在被固定至塔结构时对该塔结构的振动进行阻尼，该阻尼器单元包括：适于附接至塔结构的阻尼器单元结构；摆锤结构；悬挂装置，该悬挂装置从阻尼器单元结构悬挂摆锤结构，使得允许该摆锤结构从摆锤结构的中间位置移位，该悬挂装置包括悬挂摆锤结构的一根或更多根线材；适于对塔结构的振动进行测量的传感器；以及调谐装置，该调谐装置被配置成响应于所测量的塔结构的振动来对所悬挂的摆锤结构的固有频率进行调节。本发明还涉及关联方法。

技术领域

本发明涉及特别是用于风力涡轮机塔的简单且鲁棒的阻尼器，更特别地涉及对塔结构的振动进行阻尼(damp)的自动调谐式质量阻尼器。

背景技术

涡旋脱落是由于绕物体(诸如风力涡轮机塔)的流的不稳定性而发生的现象。低压涡旋在塔的下游侧产生，并从塔的任一侧间歇性地脱离。塔将趋向于朝着低压移动，即，向塔施加交变力。该力左右交替的频率取决于塔的直径和风速。在一定的风速下，交变力的频率与风力涡轮机塔的固有频率一致，即，与风力涡轮机塔的塔频率一致。该风速被称为临界风速。在这种风速下，塔将开始振动。

在临界风速下的振动幅值取决于风力涡轮机塔的结构阻尼。如果不向风力涡轮机塔添加额外的阻尼，那么该振动会导致风力涡轮机塔的严重歪斜。

在塔的建造期间，直到机舱安装完毕，涡旋脱落的影响都尤为明显。

可以看到，本发明的实施方式的目的是提供一种对风力涡轮机塔的振动进行阻尼的阻尼器单元。

可以看到，本发明的实施方式的另一目的是提供一种对风力涡轮机塔的振动进行阻尼的简单且鲁棒的自动调谐式质量阻尼器单元。

发明内容

在第一方面，上述目的是通过提供以下来实现的：阻尼器单元，该阻尼器单元在被固定至塔结构时对该塔结构的振动进行阻尼，该阻尼器单元包括：

-阻尼器单元结构，该阻尼器单元结构适于附接至塔结构，

-摆锤结构，

-悬挂装置，该悬挂装置从阻尼器单元结构悬挂摆锤结构，使得允许摆锤结构从该摆锤结构的中间位置移位，该悬挂装置包括悬挂摆锤结构的一根或更多根线材，

-传感器，该传感器适于对塔结构的移动进行测量，以及

-调谐装置，该调谐装置被配置成响应于所测量的塔结构的移动来对所悬挂的摆锤结构的固有频率进行调节。

因此，根据本发明的第一方面，提供了一种阻尼器单元，该阻尼器单元在被固定至塔结构时对该塔结构的振动进行阻尼。如下将更详细讨论的，阻尼器单元可以是自动调谐式质量阻尼器，该自动调谐式质量阻尼器被配置成响应于所测量的该阻尼器单元被固定至的塔结构的移动，来对所悬挂的摆锤结构的固有频率进行调节。

在本申请的上下文中，术语“线材”被用于描述可以调节自由长度的细长构件。因此，其中悬挂点或枢轴点的位置可以被调节并且从而自由长度可以被调节的杆将落入该术语内。

自动调谐式质量阻尼器有利于对塔结构中的振动进行阻尼，这是因为通常不知道塔结构的确切固有频率—通常仅知晓以固有频率为中心/包括固有频率的较窄频率范围。因此，通过选择包括所悬挂的摆锤结构的自动调谐式质量阻尼器，该悬挂的摆锤结构具有可以相对于塔结构的固有频率被优化的可调节固有频率。可以根据塔结构随时间的水平加速度和/或移动来测量塔结构的确切固有频率。所悬挂的摆锤结构的最佳固有频率可以比塔结构的固有频率低几个百分点。