一种安装于风机的多方向减振电涡流阻尼装置

本发明涉及属于风电节能，涉及一种安装于风机的多方向减振电涡流阻尼装置。

背景技术：

1、海上风电目前正由近海逐步向深远海发展，其所面临的环境条件更加恶劣，更易受到极端荷载的影响，威胁其安全运行，且目前对于清洁电能的需求逐步增加，风力发电机的单台装机容量越来越高，与之对应的是越来越高的塔筒高度，这会大大增加结构的柔性程度，解决此问题最直接的办法是增加风机的钢结构厚度以增强其刚性，但也将增加度电成本，如有合适的减振装置，可有效减少成本。此外，目前已投入使用的大部分海上风机都缺少合适的减振装置来控制其在复杂环境荷载下的振动，如何有效减振是制约风机向深远海以及高塔筒结构的发展的一项重要问题。海上风机的使用年限在25年-30年之间，如通过减振装置控制振动可延长疲劳寿命，增加使用年限。目前市面上的阻尼器不能很好的适应塔筒的内部空间，且无法满足针对多方向的振动控制，安全可靠性难以保证，因此很少在海上风机建设中投入使用。

技术实现思路

1、为解决上述工程上的难点与问题，本发明提出一种安装于风机的多方向减振电涡流阻尼装置，该结构可靠性高，占用空间小，可以很好的放入风机塔筒的平台内，且能对多方向的振动进行调控，使风机在运行期具有更强的抗风浪能力，从而保证其稳定性和安全性，延长其疲劳寿命，增加使用年限，降低事故概率，降低建造成本，进而降低度电成本。

2、本发明采用的技术方案是：

3、一种安装于风机的多方向减振电涡流阻尼装置，包括水平式电涡流阻尼器、旋转平台，水平式电涡流阻尼器底部连接旋转平台，所述的水平式电涡流阻尼器包括质量块、承台、永磁体、铜片、铁片、缓冲弹簧，质量块通过轴承与承台连接，轴承架设在承台设有的支架上，并使质量块能够沿着轴承水平移动，质量块两侧连接有缓冲弹簧，缓冲弹簧的另一端与承台设有的支架相接，用于质量块的限位和缓冲，质量块的底部固定有永磁体，当质量块沿着轴承移动时，永磁体与质量块一起运动，使承台上放置的铜片和铁片做切割磁感线运动，产生电涡流阻尼力；所述的旋转平台包括活动圆台、脚轮、转轴、固定底座，固定底座固定在甲板上，活动圆台通过脚轮以及转轴与固定底座相接，活动圆台与上部的水平电涡流阻尼器通过承台连接。

4、进一步的，包括位移传感器、微型控制器，位移传感器和微型控制器设置在甲板上靠近塔筒壁的位置，微型控制器的两端分别连接着位移传感器和旋转平台的转轴底部，用于控制活动圆台的转动方向。

5、进一步的，甲板中间开有电缆孔，用于传输电缆，甲板一侧靠近塔筒壁开设贯通甲板的爬梯入孔，爬梯入孔内设有爬梯。

6、进一步的，承台底部为圆形，永磁体固定在质量块底部，铜片和铁片固定在承台上。

7、进一步的，脚轮设有8个，通过螺栓与固定底座固定在一起。

8、进一步的，本发明多方向减振电涡流阻尼装置设置在风机的甲板上，所述的风机的甲板上设有1个或多个多方向减振电涡流阻尼装置。

9、进一步的，爬梯入孔需设置在远离多方向减振电涡流阻尼装置的一侧。

10、进一步的，多方向减振电涡流阻尼装置安装在风机塔筒的各层平台，用于可对风机的各阶振动进行控制。

11、本发明的有益效果是：

12、本发明提出的一种安装于风机的多方向减振电涡流阻尼装置，该结构能够很好的放入海上风机塔筒的平台内，具有很高的可靠性，它通过自身质量、电涡流阻尼作用和位移传感器的配合，起到半主动减振控制作用。水平式电涡流阻尼器中的质量块在沿轴承运动时相当于承台上的铜片和铁片在做切割磁感线运动，产生电涡流阻尼力，消耗振动能量，旋转平台安装有脚轮，可以实现水平式电涡流阻尼器在水平面上的自由转动，从而进行多方向的振动控制，使风机在服役时期具有更强的抗风浪能力，从而保证装置整体具有更好的稳定性和安全性，延长其疲劳寿命，增加使用年限，降低事故概率，降低建造成本，进而降低度电成本，以上有益效果陈述说明本方案具有良好的工程实用前景。

技术特征：

1.一种安装于风机的多方向减振电涡流阻尼装置，其特征是：包括水平式电涡流阻尼器(3)、旋转平台(4)，水平式电涡流阻尼器(3)底部连接旋转平台(4)，所述的水平式电涡流阻尼器(3)包括质量块(14)、承台(13)、永磁体(15)、铜片(16)、铁片(17)、缓冲弹簧(12)，质量块(14)通过轴承(11)与承台(13)连接，轴承(11)架设在承台(13)设有的支架上，并使质量块(14)能够沿着轴承(11)水平移动，质量块(14)两侧连接有缓冲弹簧(12)，缓冲弹簧(12)的另一端与承台(13)设有的支架相接，用于质量块(14)的限位和缓冲，质量块(14)的底部固定有永磁体(15)，当质量块(14)沿着轴承(11)移动时，永磁体(15)与质量块(14)一起运动，使承台(13)上放置的铜片(16)和铁片(17)做切割磁感线运动，产生电涡流阻尼力；所述的旋转平台(4)包括活动圆台(18)、脚轮(19)、转轴(20)、固定底座(21)，固定底座(21)固定在甲板(10)上，活动圆台(18)通过脚轮(19)以及转轴(20)与固定底座(21)相接，活动圆台(18)与上部的水平电涡流阻尼器(3)通过承台(13)连接。

2.根据权利要求1所述的安装于风机的多方向减振电涡流阻尼装置，其特征是：包括位移传感器(1)、微型控制器(2)，位移传感器(1)和微型控制器(2)设置在甲板(10)上靠近塔筒壁(9)的位置，微型控制器(2)的两端分别连接着位移传感器(1)和旋转平台(4)的转轴(20)底部，用于控制活动圆台(18)的转动方向。

3.根据权利要求1所述的安装于风机的多方向减振电涡流阻尼装置，其特征是：甲板(10)中间开有电缆孔(5)，用于传输电缆(6)，甲板(10)一侧靠近塔筒壁(9)开设贯通甲板(10)的爬梯入孔(8)，爬梯入孔(8)内设有爬梯(7)。

4.根据权利要求1所述的安装于风机的多方向减振电涡流阻尼装置，其特征是：承台(13)底部为圆形，永磁体(15)固定在质量块(14)底部，铜片(16)和铁片(17)固定在承台(13)上。

5.根据权利要求1所述的安装于风机的多方向减振电涡流阻尼装置，其特征是：缓冲弹簧(12)由弹簧(23)和连杆(22)组成，弹簧(23)套在连杆(22)上，连杆(22)限制弹簧(23)的最大位移。

6.根据权利要求1所述的安装于风机的多方向减振电涡流阻尼装置，其特征是：脚轮(19)设有8个，通过螺栓与固定底座(21)固定在一起。

7.根据权利要求1-6任一项所述的安装于风机的多方向减振电涡流阻尼装置，其特征是：多方向减振电涡流阻尼装置设置在风机的甲板(10)上，所述的风机的甲板(10)上设有1个或多个多方向减振电涡流阻尼装置。

8.根据权利要求3所述的安装于风机的多方向减振电涡流阻尼装置，其特征是：爬梯入孔(8)需设置在远离多方向减振电涡流阻尼装置的一侧。

9.根据权利要求7所述的安装于风机的多方向减振电涡流阻尼装置，其特征是：多方向减振电涡流阻尼装置安装在风机塔筒的各层平台，用于可对风机的各阶振动进行控制。

技术总结
一种安装于风机的多方向减振电涡流阻尼装置，属于风电节能技术领域，包括塔筒壁、旋转平台，塔筒壁内设有甲板，旋转平台底部固定在甲板上并接有微型控制器，微型控制器另一端接有位移传感器，水平式电涡流阻尼器固定在旋转平台上部。质量块底部固定有永磁铁，质量块两端均设有缓冲弹簧，弹簧的另一端与承台相接，起到了一定的限位作用，避免质量块的过度位移。其技术效果是：利用水平式电涡流阻尼器原理与旋转平台结合的形式，通过位移传感器记录位移数据并传递给微型控制器，微型控制器可实时调节旋转平台的转轴转动，进而调节水平式电涡流阻尼器方向，实现多方向减振，保证了装置整体更好的稳定性和安全性。

技术研发人员：董霄峰,贾媛
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17