[发明专利]一种适用于抑制风力机塔筒涡激振动的装置

说明书

本发明公开了一种适用于抑制风力机塔筒涡激振动的装置，包括设置在方形外壳内的方形载框，方形载框内设置有质量块，方形载框的一对外侧壁与方形外壳的一对内侧壁之间经两锥形弹簧相连，锥形弹簧的两端分别固定连接在方形载框的外侧壁和方形外壳的内侧壁上，位于锥形弹簧内部还设置有连接方形载框外侧壁和方形外壳内侧壁的阻尼器；方形载框的另一对外侧壁与方形外壳的另一对内侧壁之间经线性弹簧相连，线性弹簧的两端分别经销轴铰接在方形载框的另一对外侧壁、方形外壳的另一对内侧壁上，本发明能够有效抑制和减弱风力机塔筒的涡激振动，为风力机大型化发展提供可靠保障。

技术领域

本发明涉及一种风力机塔筒，特别涉及一种振动抑制装置。

背景技术

随着风力发电技术的不断发展，大型风力机越发常见。但是随着风力不断大型化，高耸的塔筒会吸收风中携带的能量，导致涡激振动的发生，从而造成塔筒失效，造成重大的经济损失。目前主要通过安装一些扰流装置达到破坏旋涡结构或者改变涡脱模式来减弱风力机塔筒的涡激振动。然而，安装了扰流装置后，塔筒受到的阻力将大大增加，此外扰流装置还会引起其它形式的振动。尽管增加扰流装置有着诸多缺点，但是改变塔筒截面的形状能够有效抑制涡激振动的产生，目前，国内外常用的扰流装置有：控制柱、螺旋列板和整流罩。

目前国内大型风电企业，例如上海电气、东方电气都在试图采用涡流发生器来抑制风力机塔筒的涡激振动，但涡流发生器都只能抑制低风速段的柔塔一阶涡振，而无法抑制对于强风、大风情况下激发的柔塔二阶涡振动。此外，在风力机塔筒中安装阻尼器来减小结构振动的控制方法也获得了广大学者的认可。阻尼器能够将其自振频率调谐到主体结构的基频附近，以此来吸收主体结构的振动能量，进而通过阻尼单元将其消耗。

由于风力机的叶片在周期性的旋转，风力机的质量分布也在不断改变，因此风力机的固有频率也会发生变化，此外，风激发风力机塔筒一阶、二阶涡激振动对应的频率也难以确定。因此，要想有效抑制风力机塔筒的涡激振动，抑制机构必须具有宽频吸振的能力。本装置是针对风力机塔筒涡激振动的特性，具有质量轻，吸振频带宽的优点，能够有效抑制和减弱风力机塔筒的涡激振动。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于抑制风力机塔筒涡激振动的装置，能够有效抑制和减弱风力机塔筒的涡激振动，为风力机大型化发展提供可靠保障。

本发明的目的是这样实现的：一种适用于抑制风力机塔筒涡激振动的装置，包括设置在方形外壳内的方形载框，所述方形载框内设置有质量块，所述方形载框的一对外侧壁与方形外壳的一对内侧壁之间经两锥形弹簧相连，所述锥形弹簧的两端分别固定连接在方形载框的外侧壁和方形外壳的内侧壁上，位于锥形弹簧内部还设置有连接方形载框外侧壁和方形外壳内侧壁的阻尼器；所述方形载框的另一对外侧壁与方形外壳的另一对内侧壁之间经线性弹簧相连，所述线性弹簧的两端分别经销轴铰接在方形载框的另一对外侧壁、方形外壳的另一对内侧壁上。

作为本发明的进一步限定，所述方形载框的底部固定连接有直线轴承，所述直线轴承可滑动的设置在导轨上，所述导轨固定在方形外壳的底面上，所述直线轴承的运动方向与锥形弹簧的轴向相同。

作为本发明的进一步限定，所述方形外壳的内侧壁上固定有大托盘，所述锥形弹簧直径大的一端连接在所述大托盘上，所述方形载框的外侧壁上固定有小托盘，所述锥形弹簧直径小的一端连接在所述小托盘上，所述大托盘和小托盘均成对设置。

作为本发明的进一步限定，所述方形外壳的内壁、方形载框的外壁上设置有与线性弹簧配合的铰座，所述线性弹簧的两端经销轴铰接在铰座上。

作为本发明的进一步限定，所述线性弹簧的两端固定在连接部件内，所述连接部件经销轴铰接在铰座内。