[发明专利]一种用于风电塔的调谐液体三柱星形阻尼器

说明书

本发明公开了一种用于风电塔的调谐液体三柱星形阻尼器，包括三通棱柱水箱、L型管道和连通气管；三通棱柱水箱的底部通过弹簧与风电塔的附加平台柔性连接，三通棱柱水箱的三个间隔侧面分别设有用于输出液体的开口法兰，开口法兰与L型管道的短边连接，L型管道内置有开孔阻尼挡板，通过调节该开孔阻尼挡板的开孔面积，从而实现阻尼比的调节，L型管道的长边与风电塔偏航平台的通气孔连接，连通气管连通风电塔的偏航平台的各个通气孔，从而密封L型管道内的气体和液体，通过增减液体即可实现阻尼器的调频；本发明实现低频振动控制和多维振动控制功能，且其设计结构简单，适用于风电塔内部空间，满足风电机组振动控制的需求。

技术领域

本发明涉及风电机组振动控制的技术领域，尤其是指一种用于风电塔的调谐液体三柱星形阻尼器。

背景技术

超高风力发电塔的自振频率低，其周围气流容易诱发一些异常的振动，海上风力发电塔受风浪联合作用，侧向振动相对较大。风电机组通过自身的电气控制很难完全避免这些异常的振动，且在电气控制过程中不可避免会造成发电量损失。因此，配备阻尼器进行振动控制是一种有效的解决方法。其中阻尼器可分为调谐质量阻尼器与调谐液体阻尼器二大类，调谐质量阻尼器的振子是钢块等固体，效果比较大，但需要专门的耗能装置与限位装置，结构复杂，成本造价高。调谐液体阻尼器的振子是水等液体，可利用液体本身黏性流动或绕障流动耗能，装置结构简单，无碰撞等安全风险，成本造价相对较低。

但在风力发电行业，风电塔上空间有限，结构自振频率低，对阻尼器的应用有一定的限制，由此阻尼器的应用还处于开发试验阶段。目前应用在风电机组上的调谐质量阻尼器有单摆与导轨滑块等类型，调谐液体阻尼器有TLD与TLCD等形式。受结构空间的限制，TLD阻尼器直径较小，调谐频率相对较高，只适合风电塔二阶振动控制，而传统TLCD阻尼器控制方向单一，不适用于载荷方向多变的风电机组。

因此，为解决上述技术问题，有必要提供一种多维振动控制、成本低、效果好、结构简单、控制频率低的阻尼器，以克服现有技术中的所述缺陷。

发明内容

本发明目的在于为解决现有技术中的不足，提供了一种用于风电塔的调谐液体三柱星形阻尼器，实现低频振动控制和多维振动控制功能，且其设计结构简单，适用于风电塔内部空间，满足风电机组振动控制的需求。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种用于风电塔的调谐液体三柱星形阻尼器，所述阻尼器包括三通棱柱水箱、三根L型管道和连通气管；所述三通棱柱水箱的三个间隔侧面分别设有用于输出液体的开口法兰，每个开口法兰对应一根L型管道，所述开口法兰与L型管道的短边连接，所述L型管道内置有开孔阻尼挡板，通过调节该开孔阻尼挡板的开孔面积，使L型管道中的液体产生局部压降损失，从而实现阻尼比的调节，所述L型管道的长边与风电塔的偏航平台的通气孔连接，所述风电塔的偏航平台上安装连通气管，该连通气管连通风电塔的偏航平台的各个通气孔，从而密封L型管道内的气体和液体，通过增减液体即可实现阻尼器的调频，所述三通棱柱水箱的底部通过弹簧与风电塔的附加平台柔性连接，由风电塔的附加平台分担阻尼器部分竖向载荷，同时抑制L型管道在重力作用下的变形。

进一步，还包括多个柔性连接组件，所述柔性连接组件包括第一连接头、第二连接头、连接板、高弹性非金属垫片和螺栓组件，所述第一连接头焊接在L型管道的外壁，所述第二连接头焊接在风电风电塔的内壁，所述第一连接头和第二连接头之间通过连接板连接，并使用螺栓组件预紧，所述高弹性非金属垫片夹在第一连接头与连接板之间，该高弹性非金属垫片能够使风电塔的变形约束力不在柔性连接组件内传递，避免过约束内力，同时亦使阻尼器的水平控制力传递到风电塔的内壁，从而控制风电塔振动。