[发明专利]一种可自动调节阻尼属性的风力发电机组塔架

说明书

本发明公开了一种可自动调节阻尼属性的风力发电机组塔架，该风力发电机组塔架包括：塔架结构、内层支撑壳结构、气泵及控制系统；所述内层支撑壳结构的顶端和底端分别与所述塔架结构内壁连接，以形成封闭的阻尼腔；所述阻尼腔内注有阻尼液；所述阻尼腔内的底部设有多个与所述气泵相连的充气囊，所述阻尼腔的顶部设有排气孔；所述塔架结构上设有加速度采集系统；所述控制系统分别与加速度采集系统和气泵相连，用于根据加速度采集系统测量的加速度控制气泵调节充气囊的体积以改变阻尼腔内的阻尼液高度。本发明可根据塔架的实际振动情况，精确的调整液体阻尼的频率，达到最佳的抑振效果。无需手动调节阻尼液高度，减小阻尼调节偏差带来的风险。

技术领域

本发明涉及风力发电机组塔架领域，具体涉及一种可自动调节阻尼属性的风力发电机组塔架。

背景技术

为了提升风力发电机组的发电性能，塔架高度不断增加。在大气湍流，风轮旋转，叶片变桨和偏航等外加载荷波动情况下，塔架会产生振动，在没有额外控制策略的协助下，塔架的振动需要依靠结构自身的阻尼进行衰减，以保证塔架的稳定。

风力发电机组的塔架阻尼调节是一个热门的研究方向，液体阻尼器是调节塔架阻尼的一种有效方式。液体阻尼器一般具有中空的腔体，阻尼液注入中空腔体，阻尼器与塔架共同振动，腔体内部液体晃动，消耗振动能量，增加塔架的阻尼。阻尼器通过固定装置与塔架内壁或者塔架内平台固定连接。这种液体阻尼器在设计，制造和安装时，需要进行计算或者现场测试，确定阻尼器内最佳的液面高度。这种提前设定的液面高度往往与最佳液面高度存在一定误差，当液体阻尼的抑振效果不佳时，需要人工进行液面高度的调整，反复测试验证，费时费力。另外，由于阻尼液需提前注入中空腔，风机运行期间，液面高度不可调节，阻尼器仅能对特定频率的振动产生有效的抑制效果，若机组振动形式和频率发生变化，阻尼器的作用将大大降低。此外，阻尼器相对塔架振动的反作用力必须传递到塔架才能起作用，因此，需要在塔架内部设计阻尼器的固定结构或装置。对于质量和尺寸较大的阻尼器，需要重新布置塔架内部结构，增加加固设计，对塔架成本和可靠性产生不利影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种可自动调节阻尼属性的风力发电机组塔架，以克服现有塔架液体阻尼器的上述缺点，以提出一种可根据塔架实际振动情况自动调节液体阻尼属性，并且阻尼结构与塔架结构一体化设计的风力发电机组塔架。

为达到上述目的，本发明提供了一种可自动调节阻尼属性的风力发电机组塔架，其包括：塔架结构、设置于所述塔架结构内部的内层支撑壳结构、气泵及控制系统；所述内层支撑壳结构的顶端和底端分别与所述塔架结构内壁连接，以在内层支撑壳结构的顶端和底端之间形成封闭的阻尼腔；所述阻尼腔内注有阻尼液；所述阻尼腔内的底部设有多个与所述气泵相连的充气囊，所述阻尼腔的顶部设有排气孔；所述塔架结构上设有用于测量塔架结构振动加速度的加速度采集系统；所述控制系统分别与加速度采集系统和气泵相连，用于根据加速度采集系统测量的加速度控制气泵调节充气囊的体积以改变阻尼腔内的阻尼液高度。

上述的可自动调节阻尼属性的风力发电机组塔架，其中，所述塔架结构为圆台形结构；所述内层支撑壳结构包括圆台形的连接结构、设置于连接结构顶端并与塔架结构内壁连接的顶板，以及设置于连接结构底端并与塔架结构内壁连接的底板。

上述的可自动调节阻尼属性的风力发电机组塔架，其中，所述阻尼腔的高度为塔架结构高度的10％-30％；阻尼腔底端所在位置为塔架结构高度的50％-60％；连接结构的直径为其所在塔架结构处的直径的70％-80％。

上述的可自动调节阻尼属性的风力发电机组塔架，其中，所述阻尼腔为环形结构，其内沿周向设有多个阻尼增强结构。

上述的可自动调节阻尼属性的风力发电机组塔架，其中，所述阻尼增强结构包括沿所述阻尼腔径向相对设置的外挡板及内挡板；所述外挡板与所述塔架结构内壁相连接；所述内挡板与所述内层支撑壳结构连接；所述外挡板与所述内挡板之间形成供阻尼液流动的流道。