[实用新型]用于风机塔架减振的预应力环形调谐质量阻尼器安装结构

说明书

本实用新型公开了一种用于风机塔架减振的预应力环形调谐质量阻尼器安装结构，位于最上方的一段所述塔筒中设置有预应力环形调谐质量阻尼器。采用以上技术方案，利用环形质量体产生的惯性力来耗散能量，通过上部预应力拉索和下部预应力拉索能够灵活地调节环形质量体的预应力与悬挂高度，从而实现双重调谐环形质量体自身的频率，并且，由于环形质量体上设置有线缆过孔，不影响线缆的通过，从而在不会改变风电设备安装维护方式；预应力环形调谐质量阻尼器构造简单、传力明确、体系稳定，单、双调谐协同功能的设计既适用于高频率的风振或小震，又适用于罕遇大震的复合减振控制，并且布置位置灵活，可应用于各类大小规格不同的高柔塔体。

技术领域

本实用新型涉及风力发电设备技术领域，具体涉及一种用于风机塔架减振的预应力环形调谐质量阻尼器安装结构。

背景技术

风电具有无污染、可再生、低成本、广分布等显著优势，近年来得到世界各国重视并逐步成为清洁能源主力军。截止2019年底，我国风电装机容量已达2.21亿kW，雄踞世界第一。为提高发电效率及适应低风速地区风电机组运行要求，风机正向大兆瓦方向发展，其塔架结构逐步变高、变柔导致风机自振频率降低，已逐步接近风、浪等外界荷载频率，从而易引发风机塔架共振。过大振动不但降低塔架自身疲劳寿命，且对发电机组性能有较大影响，将减少风机整体寿命及降低发电效率。因此，风机向大兆瓦方向发展就必须解决塔架过大振动问题。

近年来较多学者和工程人员针对风机提出了多种被动减振技术及装置的理论概念设计，主要分为调谐液体阻尼器(Tuned liquid damper，简称TLD)和调谐质量阻尼器(Tuned mass damper，简称TMD)两种。

其中，调谐液体阻尼器是一种典型有效的被动结构减振控制装置，其减振控制的原理是将水箱固定在被控结构上，通过水箱中的液体晃动对容器内壁两侧产生的动压力差形成减振力。然而，调谐液体阻尼器应用于风机塔架最大的瓶颈是，其水箱中不规则的流体波动导致控制力难以准确计算，因此该装置的理论有待进一步完善。

调谐质量阻尼器将质量块自身的振动频率调整至风机塔架振动的主要频率附近，通过调谐质量阻尼器与风机塔架间的相互作用实现能量从风机塔架到质量阻尼器的转移，从而达到转移目的。而调谐质量阻尼器分为支撑式TMD和悬吊式TMD，支撑式TMD一般需要布置于风机的顶部，但是风机顶部机舱空间有限，不利于布置。因此在风机塔筒内部布置悬吊式TMD应运而生，但是悬吊式TMD只能通过摆长调节其频率，由于塔架内部的空间极为有限，悬吊式TMD的摆动角度非常小，而小摆角下提供控制力则十分有限，导致减震效果不理想。

解决以上问题成为当务之急。

实用新型内容

为解决以上的技术问题，本实用新型提供了一种用于风机塔架减振的预应力环形调谐质量阻尼器安装结构。

其技术方案如下：

一种用于风机塔架减振的预应力环形调谐质量阻尼器安装结构，包括塔架以及安装在塔架顶部的机舱，所述塔架由若干段通过法兰盘依次连接的塔筒组成，其要点在于，位于最上方的一段所述塔筒中设置有预应力环形调谐质量阻尼器，该预应力环形调谐质量阻尼器包括：

环形质量体，其呈圆筒形结构，并形成供线缆通过的线缆过孔；

至少三个阻尼器，其沿环形质量体的周向均匀分布，各阻尼器的两端分别与环形质量体的外壁和对应塔筒的内壁连接；

至少三根上部预应力拉索，其均匀分布在环形质量体的中心轴线周围，各上部预应力拉索的两端分别与环形质量体的上端面和机舱的底部连接；

至少三根下部预应力拉索，其均匀分布在环形质量体的中心轴线周围，各下部预应力拉索的两端分别与环形质量体的下端面和对应塔筒下端的法兰盘连接。