[实用新型]一种用于大型风电机塔架内部的单摆式减振装置

说明书

本实用新型公开了一种用于大型风电机塔架内部的单摆式减振器装置，装置包括顶部支架，质量块，粘滞性阻尼器。所述的顶部支架共四个，均匀的分布在筒体内部来固定悬挂质量块；所述质量块配有承重环；所述质量块的下半球上有凹槽，便于钢丝绳绕过悬吊；所述的粘滞性阻尼器共四个，均匀的分布在每个支架之间的下方，轴线与承重环的水平轴线在一条水平线上，可以起到耗散能量和限制质量块产生较大位移的作用。当塔状筒体因为外部激励而产生晃动时，依靠单摆式TMD的设计，无论从哪个方向产生的晃动，该装置都能产生始终与结构相反的摆动，产生反作用力于主结构上，从而控制结构的振动，并通过粘滞性阻尼器达到耗能减振的目的。

技术领域

本实用新型涉及减振控制领域，具体涉及一种用于大型风电机塔架内部的单摆式减振装置。

背景技术

如今，全球经济迅猛发展，科技不断进步，但与此同时也伴随着能源日益匮乏导致供应紧张以及环境的破坏的问题，所以各国开始对可再生以及无污染的能源重视起来。而在各类的绿色能源中，风能是前景潜力巨大的可再生能源之一。而我国工业制造技术发达，风能资源丰富，所以越来越多的超高型风力发电机被建立起来。但由于风力发电机塔状筒体其自身结构特点使其具有高柔度特点，对风载荷较为敏感，经分析，在实际受风载过程中，横向风的振动即风诱导振动往往比风向的振动大很多，导致立柱振动频繁，立柱自身以及支座部位由于长时间承受疲劳载荷，很容易产生疲劳裂纹，给立柱的结构完整性带来隐患，如何解决立柱的振动问题一直备受关注

从传统的结构设计方法来看，振动控制从仅依靠改变结构自身性能来抵抗环境载荷的方法，逐渐发展为由结构—抗风抗震的。振动控制系统主动地控制结构的动力反应。目前常用的振动控制方法主要包括消振、隔振、动力吸振及阻尼减振等方法。

单摆式调谐质量阻尼器(TMD)主要由摆绳、质量块和阻尼器组成。其工作原理是:调整单摆的摆长使其自振频率接近主结构被控频率，当外力作用在主结构上，单摆随之产生与主结构相反的运动，施加反作用力于主结构上，从而控制结构的振动。而大多数的单摆式阻尼器都是应用在高层建筑上，而且风电机顶部的承重能力不算好，而越高的风力发电机质量就越大，相应的质量块的质量就越大，所以必然对承重能力提出要求。

为了克服以上弊端，本实用新型提出了一种用于大型风电机塔架内部的单摆式减振装置。本实用新型基于共振效应，并结合传统的单摆式TMD设计原理，通过设计顶部支架，可以有效的安装在筒体内部，使其可以在水平向任意方向摆动，实现多自由度的振动控制。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种用于大型风电机支撑塔体内部的单摆式TMD减振装置，主要针对高耸结构振动控制，旨在减小其在风振和地震载荷作用下的振动反应，从而达到减振耗能的效果。本实用新型通过调节摆长来控制TMD减振装置的共振频率，从而迎合塔设备结构的固有频率，进而有效的控制结构的振动效应。该装置通过产生始终与结构相反的摆动，产生反作用力于主结构上，从而控制结构的振动，作用在主结构上的能量通过单摆式TMD的阻尼器耗散，从而控制结构对于外力作用的振动反应。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于大型风电机塔架内部的单摆式TMD减振装置，包括均布在塔体内部的顶部支架、质量块、钢丝绳、粘滞性阻尼器，所述顶部支架包括支架垫板、支座筋板、支座挡板、筋板、和在上方的顶板以及前端的挡板；所述支架垫板通过焊接连接塔体与支座筋板，所述支座挡板通过螺栓与支座筋板连接，筋板通过焊接与支座挡板连接在一起，钢丝绳通过连接两个筋板的螺栓悬吊，所述质量块配有承重环，钢丝绳穿过承重环，并且在质量块的下半球上设有凹槽，钢丝绳绕过该凹槽，所述粘滞性阻尼器一端的粘滞性阻尼器垫板通过焊接与塔体连接，另一端固定于承重环上。

进一步的，所述支架垫板以及粘滞性阻尼器垫板的材质与塔体相同。

进一步的，所述支架垫板以及粘滞性阻尼器垫板的高度高于与之相连的支座筋板以及阻尼器底座的高度。