[发明专利]一种减小风机塔架振动的磁流变智能控制器

摘要

本发明属于风力发电机结构振动控制技术领域，提供了一种减小风机塔架振动的磁流变智能控制器。根据风机塔筒的结构特征和地震动、风荷载作用特征，提出减小风机塔架振动的智能控制，在风机塔筒下部、中部和上部分别沿周向布置磁流变阻尼器，以达到对地震动和风荷载的不同频谱特征和强度特征的最优自适应控制。本发明克服了风机塔架内部空间狭小密闭的特点，可以对风力发电机中的塔架振动起到较好的控制作用，能够减少塔架的疲劳荷载，增强风机结构在使用过程中的安全系数。

主权项

1.一种减小风机塔架振动的磁流变智能控制器，根据风机塔筒的结构特征和地震动、风荷载作用特征，减小风机塔架振动的智能控制，在风机塔筒下部、中部和上部分别沿周向布置磁流变阻尼器，以达到对地震动和风荷载的不同频谱特征和强度特征的最优适应控制；其特征在于，磁流变智能控制器主要由内部刚性支撑系统、磁流变阻尼器、加速度传感器、数据采集仪和模糊控制器组成；刚性支撑系统主要由与磁流变阻尼器布设等高的球铰、下部与风机塔筒法兰固定部位的刚性齿轮环以及球铰与齿轮环之间斜向连接钢架构成；磁流变阻尼器在风机塔筒环向90度均匀布置4个，其一端与球铰连接，另一端与风机塔筒法向连接；加速度传感器分别布置在塔架的下部、中部和上部，通过数据采集仪将响应信息输入到模糊控制器，通过模糊控制算法调节输出电压控制磁流变阻尼器的作动力；通过偏航控制系统控制4个磁流变阻尼器对准风机结构的前后和左右正交方向；模糊逻辑控制算法：塔筒地震加速度和位移的隶属函数选取非线性隶属函数，磁流变阻尼器输入电流选取线性隶属函数；根据风场设防地震动和风荷载特征作用下的塔架加速度响应和位移响应范围从小到大分为五个模糊区间，磁流变阻尼器的控制电流也从小到大分为五个区间，根据加速度和位移的不同组合，采用Mamdani模糊规则得到磁流变阻尼器的控制力：τ_y＝A₁e^‑I+A₂ln(I+e)+A₃I上式中，I和τ_y分别为磁流变阻尼器的控制电流和磁流变液的屈服剪力，A1、A2、A3是磁流变体性能相关系数，e为自然数。