[实用新型]风力发电机组可变刚度塔架

说明书

本实用新型提供一种风力发电机组可变刚度塔架，包括：风轮转速传感器、塔架振动加速度传感器、塔架变刚度执行机构和驱动控制器；风轮转速传感器，用于采集风轮转速；塔架振动加速度传感器，用于采集塔架振动加速度；塔架变刚度执行机构固定设置于塔架内，塔架变刚度执行机构包括可移动部件，可移动部件与塔架内壁接触；驱动控制器，用于执行预设的塔架刚度控制方法，以及控制可移动部件移动以改变可移动部件施加在塔架上的作用力。本实用新型可以避免塔架与风轮共振和减轻塔架非固有频率的瞬态共振振幅。

技术领域

本实用新型涉及塔架共振预防技术领域，具体而言，涉及一种风力发电机组可变刚度塔架。

背景技术

塔架是风力发电机组的主要支撑部件，将机舱和风轮支撑在一定的高度，使其获得满足要求的风力资源。大型风力发电机组的塔架一般采用钢板卷制、焊接等方式成为圆柱体或圆椎体的筒状结构，一阶自振频率高于风轮的一倍频(1P)频率，保证风力发电机组工作时不会引起塔架共振。

随着风电技术的不断发展，更大的风轮直径和更高的塔架已成为风电发展的主要趋势，大型兆瓦级风力发电机组的塔架高度一般都在数十米以上，甚至超过一百米，随着高度的上升，塔架的制造成本大幅增加。塔架高度超过一百米后，重量会出现指数型的增加，成本亦随之增加，经济性低。因而，高塔架往往采用减重设计，其一阶自振频率低于风轮的一倍频频率，工作区间内会与风轮发生共振。

为避免上述问题，现有方案是通过控制变桨偏航刹车和调整发电机电磁力矩的方法，控制风轮运行转速快速跳过共振区域，其可靠性不高，已经发生因控制系统失效导致塔架倒塌的事故。另外，针对塔架非固有频率的瞬态共振，也未采取控制措施，其会导致塔架大幅度振动，对结构非常不利。

实用新型内容

本实用新型解决的是现有方法无法有效避免塔架与风轮共及减轻塔架非固有频率的瞬态共振振幅的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种风力发电机组可变刚度塔架，包括：风轮转速传感器、塔架振动加速度传感器、塔架变刚度执行机构和驱动控制器；所述风轮转速传感器，用于采集风轮转速；所述塔架振动加速度传感器，用于采集塔架振动加速度；所述塔架变刚度执行机构固定设置于塔架内，所述塔架变刚度执行机构包括可移动部件，所述可移动部件与所述塔架内壁接触；所述驱动控制器，用于执行预设的塔架刚度控制方法，以及控制所述可移动部件移动以改变所述可移动部件施加在所述塔架上的作用力。

可选地，所述塔架变刚度执行机构还包括伺服电动缸，所述可移动部件为连接杆；所述连接杆的一端通过安装座与塔架内壁连接，所述连接杆的另一端与所述伺服电动缸的丝杠顶端连接；所述伺服电动缸用于改变丝杠的伸出长度，以带动所述连接杆横向移动及改变所述连接杆施加在所述塔架内壁的作用力。

可选地，包括第一连接杆及第二连接杆；所述第一连接杆、所述伺服电动、所述第二连接杆依次连接，且所述第一连接杆及所述第二连接杆均通过安装座与所述塔架内壁连接。

可选地，所述第一连接杆及所述第二连接杆分别通过连接销轴与所述安装座连接。

可选地，包括多个所述塔架变刚度执行机构，均横向固定设置于所述塔架内。

可选地，所述安装座与塔架内壁的固定板连接，所述安装座远离所述固定板的一端设置有开口式连接耳座；所述连接杆的一端设置有不开口连接耳；所述开口式连接耳座与所述不开口连接耳相连接。

可选地，所述开口式连接耳座与所述不开口连接耳之间通过连接销轴连接。

可选地，所述连接杆的另一端设置有开口连接耳；所述开口连接耳与所述丝杠顶端的不开口连接耳连接。

可选地，所述开口连接耳与所述丝杠顶端的不开口连接耳通过连接销轴连接。

可选地，所述安装座在所述塔架内壁上左右对称设置，每个所述塔架变刚度执行机构分别由两个所述安装座固定。