[发明专利]阻尼减振装置及使用该装置的风力发电高塔

说明书

技术领域

本发明属于风力发电领域，涉及一种阻尼减振装置及使用该装置的风力发电高塔。

背景技术

随着人类社会能源消耗的不断增长，煤炭、石油、天然气等不可再生能源的大量开采对能源持续供给形成了很大的压力，能源匮乏与环境污染已经成为世界各国共同面对的一个巨大挑战。调整能源结构，开发可再生能源、清洁能源是解决上述问题的一条重要途径。风能作为一种清洁能源受到了普遍关注，近年来在国内外得到了大力发展。随着风力发电机组装机容量的不断增加，机组的支撑结构——风力发电高塔也不断向大型化发展，超过100m的塔架已非常普遍。与高耸结构类似，这样的细长结构在风荷载、地震作用、海浪作用等动力荷载作用下会产生显著的动力响应和大幅变形。对风力发电而言，塔体的过大变形及振动将影响机舱内传动系统的工作，降低风电机组的发电效率。塔体的频繁振动也会缩短塔体的疲劳寿命，甚至可能导致强度破坏或疲劳破坏所引起的倒塔事故，给国家和社会带来不可估量的损失。鉴于风机机舱及塔身内部空间有限，真正适用于风塔振动控制的装置还未得到研发。故有必要研发出一种符合风力发电高塔特点的振动控制装置，从而使得风塔振动控制的工程应用成为可能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，提供一种阻尼减振装置及使用该装置的风力发电高塔，其减振效果显著、构造简单、不占用风机机舱空间，且能解决风机在极端天气下的运行隐患。

为达到以上目的，本发明所采用的解决方案是：

一种阻尼减振装置，其包括第一钢板、第二钢板和粘弹性材料，粘弹性材料夹于第一钢板和第二钢板之间。

所述粘弹性材料通过硫化的方式与第一钢板、第二钢板相连。

所述粘弹性材料为天然橡胶、丁基橡胶、有机硅胶或氯丁橡胶。

所述第一钢板为平行的两块，第二钢板插入第一钢板的平行的两块钢板之间。

一种使用上述阻尼减振装置的风力发电高塔，包括基础、塔架、机舱及内部结构、轮毂、桨叶和阻尼减振装置，阻尼减振装置安装于塔架中。

所述阻尼减振装置至少为4个，对称安装于塔架的同一高度处。

本发明的阻尼减振装置利用粘弹性材料同时具备粘性和弹性的特点，当风塔受外荷载作用发生弯曲变形时，塔身两侧分别产生伸长和缩短变形，从而使得固定于塔身的减振装置内部的粘弹性材料产生剪切变形并耗能。通过粘弹性材料将外部输入的一部分能量耗散或转化为热能，这种减振装置能够有效减小塔体动力反应，以达到减振的目的。

由于采用了上述方案，本发明具有以下特点：(1)采用本发明风力发电高塔减振装置的风电机组，控制力主要借助于粘弹性材料剪切变形所提供的弹性恢复力及阻尼力。减振装置的制作方便简易，成本较低；(2)通过粘弹性材料的有效耗能，本发明的风力发电高塔减振装置可以较好地减少和控制塔体的动力响应，从而能够克服目前常用风力发电高塔系统所存在的抗振性能差，容易在强风、强浪等自然因素作用下发生破坏的缺点，延长风力发电高塔系统的工作寿命，增加风电机组运行的安全稳定性。

附图说明

图1是贴壁差动式粘弹性阻尼减振装置安装于风力发电高塔塔身内部的示意图。

图2是贴壁差动式粘弹性阻尼减振装置的俯视原理图。

图3是贴壁差动式粘弹性阻尼减振装置的结构原理图。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。