[发明专利]调频阻尼器、风力发电机组及调频阻尼器的调频方法

说明书

本发明的提供一种调频阻尼器、风力发电机组及调频阻尼器的调频方法，调频阻尼器包括：液体容器，用于容纳液体；悬臂，悬臂的第一端用于连接到外部吊点；质量体，质量体固定在悬臂的第二端，并且能够悬吊在液体容器中的液体中，质量体和悬臂能够以悬臂的第一端为悬点摆动，其中，质量体的表观密度是可调节的。根据本发明的调频阻尼器、风力发电机组及调频阻尼器的调频方法可改善摆式阻尼器中摆臂长度所引起的阻尼器适用频率的限制，可根据诸如风力发电机组的减振建筑的固有频率的变化调节阻尼器的频率，实现最佳的阻尼效果。

技术领域

本发明涉及一种调频阻尼器、风力发电机组及调频阻尼器的调频方法。

背景技术

摆式阻尼器是一种已在各种建筑中被应用广泛的阻尼器，例如，在风力发电机组中，可利用摆式阻尼器来对机组进行减振加阻。

一般来说，在摆式阻尼器中，将单摆的频率设计在需减振建筑的固有频率的0.95倍至1.05倍之间可以起到相对理想的减振效果。

在小角度摆幅情况下，摆式阻尼器的单摆的频率公式为其中，g为重力加速度，l为摆臂长度。从该公式中可以看出，只有摆臂长度为可调量，因此，调节单摆的频率与减振建筑的固有频率一致的主要手段为调节摆臂长度。

以风力发电机组的塔架为例，对于一阶频率为0.95rad/s的柔性塔架，计算的摆臂长度为11m，在这种情况下，摆臂长度过长，这意味设计需要采用更多、强度更大的结构或结构件来实现摆臂，不可避免地带来成本的增加，并且在制造工艺、运输安装等方面的难度也大大提升。另外，摆臂长度的增加导致质量块高度降低远离最佳安装位置(塔顶)，使得整个阻尼器效率降低。

对于一阶频率为1.9rad/s的海上刚性塔架，计算的摆臂长度为2.76m，在这种情况下，尽管在摆臂长度方面可能是可行的，但是由于海上应用的阻尼器主要通过加阻来降低机组疲劳，而海上风力发电机机组的基础较软，在生命周期中因为海水冲刷等，固有频率会不断发生变化，因此在安装好阻尼器后会存在适应固有频率的变化来进行调频的需求，而目前阻尼器的调频措施主要有两种，一种是调节摆臂长度，另一种是通过弹簧增加回复力。然而，这两种调频方案都会增添工艺和结构上的成本与实现难度。

发明内容

为了解决上述摆臂长度限制以及阻尼器的调频问题，本发明提供一种调频阻尼器、风力发电机组及调频阻尼器的调频方法。

本发明的一方面提供一种调频阻尼器，调频阻尼器包括：液体容器，用于容纳液体；悬臂，悬臂的第一端用于连接到外部吊点；质量体，质量体固定在悬臂的第二端，并且能够悬吊在液体容器中的液体中，其中，质量体的表观密度是可调节的。

优选地，质量体可具有中空腔，中空腔中能够容纳填充介质，并且中空腔可具有开口，能够通过开口使填充介质的量增加或减少，从而调节质量体的表观密度。

优选地，开口可包括气体开口和液体开口，中空腔可通过液体开口与外部和/或液体容器液体连通，使得液体通过液体开口从中空腔排出或进入中空腔，中空腔可通过气体开口改变中空腔内的气压。

优选地，开口可为位于液体容器的顶部的气液开口，中空腔通过气液开口中的每个气液开口与外部液体和外部气体连通，使得外部液体通过气液开口进入中空腔或通过气液开口将中空腔内的液体抽出到外部。

优选地，中空腔中可设置有孔隙构件，液体能够容纳在孔隙构件的孔隙中。

优选地，孔隙构件可为固定在质量体的中空腔内的多个空心管，悬臂的第二端可位于中空腔内，并且固定到孔隙构件。

优选地，空心管的两端可敞开和/或空心管的侧壁上可形成有多个孔，使得液体能够进入到空心管内或从空心管内流出，多个空心管可被捆扎成圆柱体，圆柱体的上端可与悬臂的第二端固定连接。