一种电磁式风力发电机塔架减震装置的制作方法

文档序号:15944619发布日期:2018-11-14 03:53阅读:150来源:国知局

本发明涉及一种电磁式风力发电机塔架减震装置,属于新能源技术领域。



背景技术:

风电装备属于高架设施,矗立在风中风机,长期处于在露天环境中,风机大部分质量都集中在机舱上,而塔筒高达几十米,风机自身的稳定就是靠埋在地下的一部分支持。而风机重心高,在使用过程中还受到叶片的不平衡力的影响,所以风机的稳定性是风机正常工作的一个前提条件。正是由于它结构的特殊性,不能像对待其他高架设施一样,简单的通过给它外加拉索或是设置加固措施的方式实现自身的减震,故对于风机的安全运行的研究具有非常现实的意义。

对于类似风机这样矗立在空中的高架设施,由于长期暴露在恶劣的自然条件下,为避免大风、地震等外因诱发的振动和广义共振导致对高层设施结构的破坏,在有条件的情况下,都给这些高架设施安装了外部阻尼或采取了加固措施(如增加外设的拉索等),多见于高架设施周围斜拉到地面上的拉索,如石油工业、冶金工业的多级反应塔以及输电塔亦或电线杆周围的拉索,这些高架设施都是通过设置周圈拉索来增加其稳定性。当然,此减震方案并不适用于所有的高架设施。如现在城市中随处可见的摩天大厦等,就风力发电机来说,由于自身纵向尺寸巨大,本来就存在一个自身的稳定性问题;而且,对于安装有发电机等核心部件的机舱,占了风力发电机的绝大部分质量,它是由高耸的塔架独立地支撑在空中,其工作环境较恶劣,特别是对于那些安装在海上亦或是安装在强风环境中的风机,由于风力的激励作用,有来自风力对发电机转动叶轮的的周期的激振力的调制作用;此外,由于塔架叶轮的半径尺寸小于塔架本身的高度,而叶轮应该是可以绕塔架旋转以适应来自任何方向的风,故在风机周围设置拉索之类的加固措施显然会影响叶轮的安全转向,因此显然不适用。

风电技术装备作为风电产业的一个重要环节,是风电产业健康发展的基石与前提。风机的设计研发、生产加工阶段应该予以重视,除了从源头上下功夫外,还应该对后续出现问题建立即时处理应对方案。

对于风力发电机的减震问题,许多人做过相关方面的研究,尽管方式方法不尽相同,但是所使用的原理简单易懂,有些方案显得还不是很成熟,也有些方案使用起来也取得了一定的效果,下面列举了一些减震的技术方案:

(1)在风机的塔架顶部,即位于风力发电机塔架顶部的塔筒内,放置大量的沙袋,预使塔架振动时沙粒之间或沙袋相互摩擦消耗振动能量,降低振动幅度。但是实际效果却不理想,因为沙袋与支撑面做的是同步运动,而没有产生带有摩擦热的相对运动。

在风机的塔筒处人为的分离出许多个夹层,而且在这些夹层之间注满沙石,试图利用振动时沙石之间的摩擦降低塔架的振动,消耗塔架的振动能量,保障系统的安全。但实际效果也很差,因为这些沙石随塔筒往往一起做同步运动而很难有效的转化并消耗能量。

取一个振动频率和塔架固有频率相同的球体,让其在塔架上做单摆运动,在共振频率上实现塔架振动转移来实现减震。但在实际操作过程中,一方面,由于单摆的摆动比未加单摆时塔架本身的振幅更大,无法在空间有限的塔架空间内使用;另一方面,由于塔架的共振频率不是固定不变的,这就使固定频率的单摆难以跟踪塔架的即时频率,还有增加了同频率的单摆后使系统的共振频率下降。

这种方案就是把第三种方案稍作变换,在单摆摆动的空间内,放置一个装满液体的箱体。由于箱体内的液体粘度非常大,单摆在箱体中运动时会消耗大量的能量。以此种方法把塔架振动的能量转化为粘性液体的内能。但是,由于由于液体的物理性质受到了温度的影响,冬天温度降低,粘度上升,甚至可能产生结冻现象;夏天也一样,温度上升,粘度下降,阻尼特性下降。而且,由于油液长期暴露在空气中,容易变质;单摆运动时飞溅出的液体使液体变少,还会污染环境。



技术实现要素:

本发明主要解决的技术问题:针对现有的风机减震装置长时间工作后将会出现螺栓和螺母的松动,导致减震效果不稳定的问题,本发明提供了一种电磁式风力发电机塔架减震装置。

为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案:

一种电磁式风力发电机塔架减震装置,包括风力发电机、塔架以及减震基座,所述的风力发电机上设置有风机叶片和转向尾翼,所述的塔架通过连接机构与减震基座相连接,所述的减震基座内部设置有固定机构,固定机构四周设置有电磁减震装置,所述的电磁减震装置内部设置有活动杆,活动杆外侧设置有弹簧,活动杆上设置有电磁装置a,电磁装置a底部设置有电磁装置b。

一种电磁式风力发电机塔架减震装置的应用方法是:当风力发电机工作时由于风力作用塔架会产生摆动,当塔架摆动时,由于减震装置内部设置有固定机构,所以塔架会沿固定机构产生摆动,当塔架向左摆动时,左侧的电磁减震装置内部的活动杆向下运动,弹簧被压缩通过弹簧卸载一部份载荷,然后电磁装置a和电磁装置b同时工作,产生相反的磁场,在磁场力的作用下将剩余的载荷卸载,从而减缓塔架的震动,防止塔架倾倒。

所述的电磁减震装置设置有8组。

所述的电磁减震装置通过风力发电机供电。

本发明的有益效果是:

本发明中设计了一种风力发电机塔架减震装置,本发明中在塔架底部设置了固定机构,固定机构用于减小塔架的震动幅度,同时起到稳定塔架,加强结构强度的作用,本发明中在塔架周围设置了8组电磁减震装置,电磁减震装置包括弹簧和电磁装置,通过弹簧的压缩和电磁装置之间产生的磁场力将塔架震动的载荷卸载,从而提高塔架的减震性能,确保塔架的安全性,提高风力发电装置的使用寿命。

附图说明

图1为本发明电磁式风力发电机塔架减震装置中风力发电机构造示意图。

图2为本发明电磁式风力发电机塔架减震装置中减震装置构造示意图。

图3为本发明电磁式风力发电机塔架减震装置的俯视图。

其中,1、风力发电机;2、转向尾翼;3、连接机构;4、风机叶片;5、塔架;6、减震基座;7、电磁装置a;8、电磁减震装置;9、固定机构;10、弹簧;11、活动杆;12、电磁装置b。

具体实施方式

一种电磁式风力发电机塔架减震装置,包括风力发电机1、塔架5以及减震基座6,所述的风力发电机1上设置有风机叶片4和转向尾翼2,所述的塔架5通过连接机构3与减震基座6相连接,所述的减震基座6内部设置有固定机构9,固定机构9四周设置有电磁减震装置8,所述的电磁减震装置8内部设置有活动杆11,活动杆11外侧设置有弹簧10,活动杆11上设置有电磁装置a7,电磁装置a7底部设置有电磁装置b12。一种电磁式风力发电机塔架减震装置的应用方法是:当风力发电机1工作时由于风力作用塔架5会产生摆动,当塔架5摆动时,由于减震装置6内部设置有固定机构9,所以塔架5会沿固定机构9产生摆动,当塔架5向左摆动时,左侧的电磁减震装置8内部的活动杆11向下运动,弹簧10被压缩通过弹簧10卸载一部份载荷,然后电磁装置a7和电磁装置b12同时工作,产生相反的磁场,在磁场力的作用下将剩余的载荷卸载,从而减缓塔架5的震动,防止塔架倾倒。所述的电磁减震装置8设置有8组。所述的电磁减震装置8通过风力发电机1供电。



技术特征:

技术总结
本发明涉及一种电磁式风力发电机塔架减震装置,属于新能源技术领域。本发明中风力发电机工作时塔架会产生摆动,由于减震装置内部设置有固定机构,所以塔架会沿固定机构产生摆动,当塔架向左摆动时,左侧的电磁减震装置内部的活动杆向下运动,弹簧被压缩通过弹簧卸载一部份载荷,然后电磁装置A和电磁装置B同时工作,产生相反的磁场,在磁场力的作用下将剩余的载荷卸载,从而减缓塔架的震动,防止塔架倾倒。本发明中设置了固定机构,用于减小塔架的震动幅度,同时稳定塔架,加强结构强度,本发明中在塔架周围设置了8组电磁减震装置,提高塔架的减震性能,确保塔架的安全性,提高风力发电装置的使用寿命。

技术研发人员:刘菊花;赵兴华;朱华
受保护的技术使用者:佛山腾鲤新能源科技有限公司
技术研发日:2018.06.19
技术公布日:2018.11.13
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1