[发明专利]抑振装置及风力发电机组的塔架装置

说明书

本发明提供一种抑振装置及风力发电机组的塔架装置，抑振装置包括：架体，固定安装于被抑振结构；摆体机构，悬挂在架体上，包括端部之间可相互摆动连接的多级摆臂及设置在末级摆臂上的质量块。本发明可以在风力发电机组对应自身较低频率振动时，缩短抑振装置的摆臂长度，克服由于摆臂过长造成的在塔架内部竖直方向上的安装空间受限的问题；同时，便于对摆体机构振动频率的调节。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种抑振装置及风力发电机组的塔架装置。

背景技术

伴随着风电市场竞争日趋白热化，风力发电机组发电量提升、降低机组成本成为产品竞争力的两大主题。基于该背景与挑战，风力发电机组高塔、柔塔产品成为目前市场上更为流行、更具竞争力的产品类型。简单来讲，提高塔架高度可以获取更好的风资源，进而可进一步地提升发电量；塔架采用柔塔可以进一步地降低塔架的重量，从而降低机组的整体成本。然而高塔、柔塔具有产品的特殊性，如机组在一定风速范围的振动问题相对低塔、刚塔表现的尤为突出。高塔、柔塔相对于低塔刚塔而言属于新生产品，因此对于吊装、上电前、运行过程中出现的振动问题机理研究还未成熟，相对应的抑振产品和形式较少，可提升和改进的空间较大。

高塔、柔塔机组由于自身结构及频率特性，在外部激励(风载诱导涡激振动)、内部激励(机组运行叶轮旋转)作用下机组会表现出振动问题，对应不同的阶段如吊装过程、上电前静置过程、运行过程表现出的阵型不同，如一阶、二阶振动。吊装过程中出现涡激振动会因为不同部件间无法定位而导致无法装配，进而导致无法吊装，影响吊装进度，同时由于塔架出现涡激振动会带来安全隐患，严重影响了作业人员的安全；机组上电前静置阶段由于机组处于未带电状态，因此无法响应外部风载激励，在长时间处于特定风速下，会直接引起机组振动发散，严重时会引起倒塌事故；机组运行时由于受到外部、自身激励作用，过大的振动直接引起机组加速度过大而导致停机，从而导致发呆能量损失。因此，很有必要针对高塔、柔塔机组提出有效的抑振装置及方法。

现有的风力发电机组抑振装置，通常是通过设置内部悬垂摆体结构，利用摆垂体结构与平台之间的相对运动及一个或多个摩擦元件的相对运行，通过摩擦来消耗摆垂体结构的能量，进而实现抑振。悬垂摆体结构实质上是调频质量阻尼器(tuned mass dampers,TMD)的一种结构形式，从原理上来讲，调频质量阻尼器系统由其自身的振动频率和阻尼，通过改变质量或刚度调整阻尼器子系统的自身频率使其接近主结构的基本频率，是依靠惯性原理工作达到减振的目的。摆锤式TMD自身频率与摆长直接相关，对于风机特定阶段工况(整机运行阶段)，机组振动频率较低(约0.15HZ)，此时摆锤式TMD自身摆长较长(约10.4m)，受到安装空间限制且摆锤结构容易与塔筒内部其它部件如电缆、爬梯等干涉，从而导致无法实现。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的风力发电机组的摆锤式TMD抑振装置摆长受塔高空间限制、安装困难的缺陷，从而提供一种便于安装的抑振装置及风力发电机组的塔架装置。

本发明一方面提供一种抑振装置，包括：

架体，固定安装于被抑振结构；

摆体机构，悬挂在架体上，包括端部之间可相互摆动连接的多级摆臂及设置在多级摆臂中的末级摆臂上的质量块。

多级摆臂之间的摆动端通过连接架连接，连接架使相邻摆臂沿摆臂长度方向至少部分重叠。

通过设置多级摆臂，及使相邻摆臂沿摆臂长度方向至少具有部分重叠，可以在风力发电机组对应自身较低频率振动时，无需将与质量块直接连接的摆臂设置的过长，即可满足对摆体的振动频率需求，即，可以通过摆臂级数的扩展来缩短摆臂在竖直方向上的长度。这样可以克服由于摆臂过长造成的在塔架内部竖直方向上的安装空间受限的问题，从而可以防止摆体机构与塔架内部的其他结构形成干涉，同时可以便于摆体机构的安装；同时，当需要对摆体机构的振动频率进行调节时，只需通过增减摆臂和连接架即可实现，调节简单方便。