[发明专利]一种风电机组塔架非线性减振装置

说明书

本发明公开了一种风电机组塔架非线性减振装置，包括：底座，其用于支撑减振装置的其它零部件；线性减振部件，其包括连接架、第一滑块和伸缩弹簧，第一滑块与底座滑动连接，第一滑块与连接架固定，伸缩弹簧一端与底座连接，伸缩弹簧的另一端与连接架连接；非线性能量阱部件，其包括弹性弦、第二滑块和阻尼器，第二滑块与底座滑动连接，阻尼器的一端与连接架固定，阻尼器的另一端与第二滑块固定，第一滑块和第二滑块通过弹性弦连接。本发明提供了一种风电机组塔架非线性减振装置，具有动力吸振频带宽，减振效果好，同时简单易维护，经济成本低等优点。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其是涉及一种风电机组塔架非线性减振装置。

背景技术

随着全球能源危机和气候变暖加剧，清洁能源如风能、太阳能等受到越来越多的关注，风力发电机组是将风能转化为电能的主要装备。为了更高效地利用风能，风电机组的功率越来越大，风电机组塔架也越建越高；同时，在控制风电成本的大环境下，风电机组已批量使用柔性结构塔架。因此，对于突发大风、地震等自然灾害造成的强冲击载荷，以及特定风速和叶轮的不平稳转动引起的共振，风电机组的塔架很容易发生破坏甚至倒塌，造成重大的安全事故和经济损失。传统风电机组塔架减振的方法，是使用线性减振器、装备结构强度加固以及装备结构改造等，但实际工程应用表明这些方法对塔架的减振效果较差，减振的效率较低。

中国专利申请公开号CN208919204U，公开日为2019年05月31日，名称为“风力发电机组的塔筒减振装置及风力发电机组”，公开了一种风力发电机组的塔筒减振装置及风力发电机组，该塔筒减振装置包括：减振质量环，减振质量环经由连接件悬挂在塔筒的上塔筒平台的下方；多个阻尼器，多个阻尼器连接在减振质量环与塔筒的内壁之间或者连接在减振质量环与塔筒的下塔筒平台之间。该专利中的装置使用多个阻尼器并通过万向节连接塔筒和减振质量环，从而实现任意方向上振动能量的吸收。但是该专利中的装置只能实现线性减振，实际减振效果较差，工程操作复杂，费用偏高。

发明内容

本发明为了克服现有技术中风电机组塔架使用的减振装置的减振效果较差，减振效率较低的不足，提供一种风电机组塔架非线性减振装置，具有动力吸振频带宽，减振效果好，同时简单易维护，经济成本低等优点。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种风电机组塔架非线性减振装置，包括：

底座，其与风电机组塔架固定，底座用于支撑减振装置的其它零部件；

线性减振部件，其用于实现线性减振功能，线性减振部件包括连接架、第一滑块和伸缩弹簧，第一滑块与底座滑动连接，第一滑块与连接架固定，伸缩弹簧一端与底座连接，伸缩弹簧的另一端与连接架连接；

非线性能量阱部件，其用于实现非线性减振功能，非线性能量阱部件包括弹性弦、第二滑块和阻尼器，第二滑块与底座滑动连接，阻尼器的一端与连接架固定，阻尼器的另一端与第二滑块固定，第一滑块和第二滑块通过弹性弦连接。

上述技术方案中，第一滑块和第二滑块滑动方向平行，所述阻尼器，属于现有产品部件，并且其线性阻尼可调，阻尼器包括活塞连杆和液压筒活塞连杆和液压筒分别与底座和连接架连接。振动能量传递到底座后，第一滑块由于惯性作用会相对底座做往复运动，并推动伸缩弹簧作轴向伸缩运动，由于弹簧的刚度作用，整个线性减振部件作往复减振运动；弹性弦将第一滑块与第二滑块柔性连接，第一滑块往复运动拉伸了弹性弦，并带动第二滑块一起滑动，构建了非线性立方刚度，从而实现了非线性能量阱的现象和功能；一旦非线性能量阱的现象出现，连接架便将线性减振部件上的振动能量不可逆地转移到非线性能量阱部件上，结合非线性能量阱部件中的线性阻尼器，实现振动能量快速有效地吸收和耗散。该装置通过第一滑块与第二滑块之间的拉伸构建的非线性立方刚度和阻尼器的线性阻尼，实现了非线性能量阱的现象，具有动力吸振频带宽，减振效果好，同时简单易维护，经济成本低等优点。