[发明专利]具有摆动阻尼装置的风轮机支撑塔

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于支撑风轮机的塔，该塔被配置为当经受由例如风引起的运动时抑制其运动。

背景技术

风力发电机叶片的元件的暴露和运动容易引起风力发电机塔的运动。这种运动会使塔以不期望的可能结果进行振动。已知这种振动可能最终导致风力发电机塔的结构失效。因此，已知在风力发电塔内悬挂块状物以抑制振动。在使用过程中，悬挂的块状物移动并像钟摆一样往复，这样做就抑制了塔的振动。

根据对风力发电塔的振动特性的研究，本发明得出对振动抑制的已知方法缺点的评价。

因此，本发明的目的在于提供一种被配置为支撑风轮机的塔，该塔被配置成为塔的振动提供改进的抑制作用。

发明内容

考虑到上述问题做出本发明。因此，根据本发明的第一方面，提供了一种被设置为支撑风轮机的塔，该塔包括：块状组件(mass assembly，或质量组件)，通过悬挂装置从塔上悬挂下来，使得块状组件可以相对于塔往复运动；以及至少一个连接装置，机械地连接至块状组件和塔，连接装置可用于在块状组件往复运动时结合块状组件和塔之间的能量。

发明人的研究揭示出塔趋于显示许多形式的振动。第一种形式的振动通常被称为第一弯曲模式振动。第二种形式的振动通常被称为第二弯曲模式振动。第一和第二弯曲模式振动是对其上支撑有塔的本体(例如，地面)的振动的主要贡献方。在特定环境中，在特定位置(例如，在地震活动监控站的附近)是不期望具有第二弯曲模式振动的。本发明的发明人已经发现，上述已知抑制方法通常在抑制第一弯曲模式振动时是有效的，但是在抑制第二弯曲模式振动时通常不太有效果。发明人提出了对这种方法的解决方案：从塔上悬挂块状组件并提供至少一个连接装置，该连接装置机械地连接至块状组件和塔。在使用中，块状组件往复运动，并通过连接装置在块状组件和塔之间结合块状组件的能量，从而消弱了塔的第二弯曲模式振动。

本发明的发明人意识到可通过悬挂的块状组件且不需要至少一个连接装置来抑制第二弯曲模式振动。然而，在特定塔中应用本方法需要在塔的顶部附近悬挂块状组件是行不通的。与其他情况相比，使用根据本发明的至少一个连接装置可以允许块状组件与塔的顶部进一步隔开。

因此，更具体地，塔可以被配置为使得块状组件与塔的顶部隔开。

塔可以被配置为使得至少一个连接装置在与悬挂装置连接至塔的位置相隔开的位置处连接至塔。

可选地或除此之外，块状组件可以被定位于远离塔的顶部至少基本为塔长度的10％。

更具体地，块状组件可以被定位于远离塔的顶部至少基本为塔长度的25％。

更具体地，块状组件可以基本被定位于塔下方的一半。

可选地或除此之外，块状组件可以被定位于用于特定振动模式的通常接近塔的腹点(anti-node)。特定振动模式可以是期望通过块状组件消弱的振动模式。

更具体地，塔可以被配置为使得块状组件基本悬挂在塔的中间。中间点被确定为特定塔中的第二弯曲模式的腹点。

可选地或除此之外，塔可以包括彼此隔开的多个连接装置。

更具体地，连接装置可在塔的周围(例如，在塔的内部周围)彼此隔开。

可选地或除此之外，连接装置可被设置为使得它们基本位于与塔的纵轴正交的平面中。

可选地或除此之外，塔可包括多个连接装置，每个装置都沿着各自的方向进行操作，这些方向彼此交叉。更具体地，塔可包括在塔周围彼此均等隔开的三个连接装置。连接装置的这种设置可以沿两个相互正交的轴提供抑制。因此，在塔暴露给风时，不管风向如何都可以有效抑制。

更具体地，塔可包括在塔周围隔开的六个连接装置。已经发现六个连接装置在提供抑制时尤其有效，而无论风向如何。将连接装置的数量增加到六个以上会提供性能改善的递减率。

可选地或除此之外，块状组件可悬挂在塔内。

可选地或除此之外，块状组件可通过至少一个加长件(其构成或包括在悬挂装置中)来悬挂。

更具体地，加长件可包括易弯曲的加长件，诸如钢缆。

可选地或除此之外，块状组件可通过三个加长件来悬挂。

更具体地，三个加长件可以连接至块状组件的对应位置，在块状组件上这些对应位置彼此隔开。

更具体地，块状组件是圆柱形式，这些对应位置基本上彼此均等隔开。

可选地或除此之外，连接装置可包括偏置(biasing)装置，其被配置为在块状组件和塔之间施加弹簧偏压。

更具体地，偏置装置可包括诸如螺旋弹簧的弹簧。