[发明专利]用于第二固有频率修改的风力涡轮机塔架系统

说明书

用于第二固有频率风力涡轮机塔架修改的方法。该方法包括以下步骤：a）确定风力涡轮机的第二固有频率；b）计算第二固有频率的波腹以确定在第二固有振动模式期间风力涡轮机塔架（1）的经受最大位移的点；c）确定与在b）中计算的所述波腹相对应的所述塔架（1）的高度（H）；d）考虑到较重的质量块导致较低的第二固有频率，计算要放置在所述塔架的所述高度（H）处的质量块（2）以修改所述第二固有频率；e）将在步骤d）中计算出的质量块（2）放置在在步骤c）中确定的高度（H）处。

技术领域

本发明描述了一种用于第二固有频率修改的风力涡轮机塔架系统。通过修改塔架的质量分布来实现塔架的第二固有频率的修改。

背景技术

在现有技术中，存在多种解决方案来修改、通常是减轻或抵消风力涡轮机塔架的若干振动模式的幅度。

风力涡轮机塔架必须可与风力涡轮机的其余元件（即转子、叶片等）动态地兼容。这些元件中的一些是激励源，其以特定频率产生附加负载，并且避免它们之间的动态冲突是必要的。例如，转子是以称为1P的频率旋转的负载源，并且叶片具有称为3P的单独桨距。

对于具有相同基部直径的较高塔架，塔架的频率通常降低。同时，对于已经设计的塔架，如果塔架端部处的质量（转子和机舱重量），则频率较低。由于这些原因，并且由于这种技术领域增加转子和额定功率的量度的趋势，塔架的端部处的重量已经增加。同时，塔架的高度较高，以便捕获较高的风速。

根据已经解释的内容，风力涡轮机塔架的固有频率在从小塔架中的高频率到高塔架中的低频率的宽范围内根据多个不同的参数而变化。

具有高频率的小高度塔架通常不会发生动态冲突，因为其固有频率往往高于1P。然而，在那些更高和/或具有更高功率或更大发电机的塔架中，频率降低并且它们可能与1P冲突。当这种情况发生并且塔架的高度不能修改时，必须通过改变塔架的质量分布来修改塔架结构，使得第一固有频率不与1P冲突。这意味着塔架的结构将不再是最佳的并且其将更昂贵。

在文献US2016252079中，公开了一种阻尼风力涡轮机塔架振荡的方法。该方法包括在远离塔架壁的第一侧向距离处将材料袋或液体袋连接到塔架组件。袋还从塔架部件悬置第一竖直距离。塔架部件的高度是已知的，使得第一竖直距离对应于塔架内的特定高度。所述袋的所述第一侧向距离、所述第一竖直距离和质量使得所述袋被构造成在所述风力涡轮机塔架中的振荡期间撞击所述塔架壁，以便阻尼所述风力涡轮机塔架中的所述振荡。

文献WO2012003832公开了一种包括解调器(detuner)的风力涡轮机。风力涡轮机的传动系包括构造成在传动系中提供至少一个扭转谐振频率的至少一个可旋转驱动元件、具有至少一个带有第一质量惯性的第一质量元件和至少一个带有第一弹性特性的第一弹性元件的第一解调器、以及具有至少一个带有第二质量惯性的第二质量元件和至少一个带有第二弹性特性的第二弹性元件的第二解调器。第一和第二质量元件以及第一和第二弹性元件被布置成在风力涡轮机的操作期间旋转，从而影响扭转谐振频率。

还已知文献WO2017144061公开了一种用于阻尼风力涡轮机的塔架的振荡的方法。一个或多个转子叶片中的每一个的桨距角可被单独地调节，并且所述方法包括通过根据塔架阻尼桨距控制信号单独地对每个转子叶片进行桨距调节来阻尼塔架的振荡。每个塔架阻尼桨距控制信号包括第一周期分量，其中第一周期分量的第一频率对应于塔架振荡的塔架频率和转子旋转的转子频率之间的频率差，并且其中第二周期分量已经被减小或去除。第二周期分量的第二频率对应于塔架频率和转子频率的频率和。