[发明专利]用于风塔的磁致伸缩系统

说明书

本发明公开用于风塔的磁致伸缩系统，包括连接组件和PID智能控制系统，定位机构包括上定位框和下定位框，上定位框和下定位框之间设有连接组件和伸缩装置；伸缩装置包括磁致伸缩机构、顶出机构和内嵌机构，顶出机构包括第一固定罩和伸出杆；磁致伸缩机构包括第一套管和磁致伸缩杆，第一套管设在第一固定罩内并与上定位框相连，第一套管外端套有线圈；磁致伸缩杆设在第一套管内，磁致伸缩杆与上定位框相连；第一套管通过第一复位弹簧与伸出杆相连；内嵌机构包括连接在下定位框上的第二固定罩和嵌入杆，伸出杆的下部可穿过第一固定罩与嵌入杆的上部适配相接。该伸缩系统改变与本系统固连的风力机的塔筒的刚度，结构新颖，创造性高。

技术领域

本发明涉及机械电子领域，具体涉及用于风塔的磁致伸缩系统。

背景技术

风能作为清洁能源，与其他类型的能源相比，特点非常明显：风能的利用和采集不受地域限制，且地球上的风能资源的本源来自于太阳能作用下的气体流动，可以说是取之不尽，用之不竭的，拥有较好的未来发展空间，所以尽可能的进行高效、安全的风能的开发、利用，能在环保的大前提下，在未来解决全球性能源危机。当前，风力发电是风能利用的主要形式，原理为利用空气资源，将风的动能转化为电能，从而获得电力能源。现在运用的风力机设备种类最多和研究最成熟的是水平轴三叶片风力发电机。风力机机组在风的作用下本身会产生振动，当振动异常时极有可能对风力机的叶片和塔筒造成损害甚至使机组失效。

现在所用的风力机塔筒类型主要为锥台型塔筒，该种塔筒的生产过程相对简单，为分段生产，将各段塔筒节生产好之后逐次叠加安装，纵向间以法兰相连。物体在外部载荷作用下均会产生振动，在许可范围内的振动不会对物体本身造成危险。

如果以抵抗振动为目的而直接增加物体的刚度，一般以选取较大刚度材料或者增加物体的结构材料用量。上述方式带来的不良后果有：增加物体的制造和生产、安置、组装、运输和维护等方面的成本；会降低物体本身的韧性和塑性，使之容易发生脆性断裂。所以，并非物体的刚度越大带来的结果越好，且一般而言，物体一旦建成，其刚度不可改变。例如建筑物在增加结构刚度时，一般考虑采用高强度钢筋以及增加钢筋的用量，带来的直接后果就是增加建筑的建设成本。

风力机塔筒在风载荷作用下会发生微小的振动，振动幅值较小时可不考虑对于塔筒本身带来的危害。但在大风载荷作用下，或者塔筒在载荷及外部条件作用下达到共振条件时，极易对塔筒本身造成破坏。所以如何通过控制结构刚度来避免物体在振动或共振条件下的破坏，就成了要考虑的重要问题。传统结构一般在物体本身建成后不可改变其结构刚度，从而使得物体安全工作条件范围较小，一旦发生危险不易控制。

发明内容

本发明的目的在于提供用于风塔的磁致伸缩系统，该伸缩系统能够通过顶出机构和内嵌机构的共同组合增加结构自身的整体的刚度，从而改变与本系统固连的风力机的塔筒的刚度，避免共振和较大振动的发生，达到保护风力机塔筒的效果。

本发明为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：

用于风塔的磁致伸缩系统，包括连接组件、定位机构、伸缩装置和PID智能控制系统，定位机构包括设置在风塔的塔筒内的上定位框和下定位框，多个连接组件和多个伸缩装置交替的设置在上定位框和下定位框之间；

伸缩装置包括磁致伸缩机构、顶出机构和内嵌机构，顶出机构包括第一固定罩和伸出杆，第一固定罩连接在上定位框的下端；

磁致伸缩机构包括第一套管和磁致伸缩杆，第一套管设置在第一固定罩内并且与上定位框相连，第一套管的外端套有线圈；

磁致伸缩杆设在第一套管内，磁致伸缩杆的一端与上定位框相连，磁致伸缩杆的另一端可穿过第一套管；第一套管的下端通过第一复位弹簧与伸出杆的上部相连；

内嵌机构包括连接在下定位框上的第二固定罩和嵌入杆，第二固定罩通过第一引导管与第一固定罩相连，嵌入杆的下部位于第二固定罩内，伸出杆的下部可穿过第一固定罩与嵌入杆的上部适配相接；