CN106320785B - 一种抗侧移风力发电塔 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抗侧移风力发电塔，包括：塔座，固定于地面；风力发电机架，设于塔座上并利用风力发电；还包括：电磁阻尼器，设于风力发电机架和塔座之间，采用电磁耗能方式减小塔座承受的侧移力矩。与现有技术相比，本发明在风力发电机架和塔座之间增设电磁阻尼器，可以采用电磁耗能方式减少因风力作用引起的塔座摆动的能量，减小塔座承受的侧移力矩，达到减振效果，同时制作简便，维护成本低，实用性强。

Description

一种抗侧移风力发电塔
技术领域
本发明涉及一种风力发电设备，尤其是涉及一种抗侧移风力发电塔。
背景技术
风力发电高塔系统是实现风力发电的结构，主要由基础、圆筒塔架、机舱、轮毂、桨叶、机组等组成，其中机舱等结构由圆筒塔架支持，圆筒塔架安置于单独支撑桩内(或其他类型基础)，机舱与圆筒塔架、圆筒塔架与单独支撑桩的连接均通过双向螺栓连接；由于这种高塔形式具有结构简单、制造安装方便等优点，所以目前在风力发电领域得到了广泛应用。但是这种高塔形式所受荷载情况复杂，其荷载主要由圆筒塔架和独桩承担。而塔架与独桩的抗侧移刚度一般又较小，因此在强烈的风、海浪作用下这种高塔顶部往往会发生较大的水平位移和加速度，对机组的正常运行有较大影响，降低风力发电高塔系统的可靠度，还可能导致固定连接结构的严重破坏。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种抗侧移风力发电塔。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种抗侧移风力发电塔，包括：
塔座，固定于地面；
风力发电机架，设于塔座上并利用风力发电；
还包括：
电磁阻尼器，设于风力发电机架和塔座之间，采用电磁耗能方式减小塔座承受的侧移力矩。
所述电磁阻尼器共设有多个。
所述电磁阻尼器包括杠杆臂、三脚架支撑，以及与风力发电机架连接并随风力发电机架一同摆动的塔体连接支撑，所述三脚架支撑内设有导体板，
所述杠杆臂的短臂端通过万向铰与塔体连接支撑连接，支点通过球铰与三脚架支撑连接，长臂端设有永磁体，所述杠杆臂在塔体连接支撑作用下带动永磁体与导体板发生相对运动，以进行电磁耗能。
所述三脚架支撑固定于塔座内并相对于塔座保持静止。
所述塔座包括固定于地面上的基础以及安装在基础上用于连接基础和风力发电机架的塔架。
所述风力发电机架包括风扇和用于放置发电机组的机舱，所述风扇和机舱连接。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明在风力发电机架和塔座之间增设电磁阻尼器，可以采用电磁耗能方式减少因风力作用引起的塔座摆动的能量，减小塔座承受的侧移力矩，达到减振效果，同时制作简便，维护成本低，实用性强。
2)电磁阻尼器可以根据当地的方向变化程度以及其强度情况进行安装个数的合理确定，安装灵活。
3)利用杠杆臂实现永磁体与导体板的相对运动，且杠杆臂的短臂端与塔体连接支撑连接，可以利用杠杆原理显著提高耗能效果。
4)由于电磁阻尼器具有控制多向性，对于各个方向阵风和海浪等荷载引起的振动都有良好的振动控制效果，延长风力发电高塔系统的工作寿命，增加风电机组运行的安全稳定性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为电磁阻尼器的结构示意图；
图3为杠杆臂底端永磁体布置形式示意图。
其中：1、基础，2、塔架，3、机舱，4、轮毂，5、桨叶，6、电磁阻尼器，7、塔体连接支撑，8、万向铰，9、球铰，10、三脚架支撑，11、杠杆臂，12、永磁体，13、导体板，14、永磁体棒。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种抗侧移风力发电塔，如图1所示，包括：
塔座，固定于地面；
风力发电机架，设于塔座上并利用风力发电；
还包括：
电磁阻尼器6，设于风力发电机架和塔座之间，采用电磁耗能方式减小塔座承受的侧移力矩，其中电磁阻尼器6可以根据风力发电塔安装处的风力强度情况以及风向变化情况配设多个或一个。
塔座包括固定于地面上的基础1以及安装在基础1上用于连接基础1和风力发电机架的塔架2，风力发电机架包括风扇和用于放置发电机组的机舱3，风扇和机舱3连接，风扇包括轮毂4以及设在轮毂4上的多个桨叶5。
如图2所示，电磁阻尼器6包括杠杆臂11、三脚架支撑10，以及与风力发电机架连接并随风力发电机架一同摆动的塔体连接支撑7，三脚架支撑10内设有导体板13，三脚架支撑10固定于塔架2内并相对于塔架2保持静止。
杠杆臂11的短臂端通过万向铰8与塔体连接支撑7连接，支点通过球铰9与三脚架支撑10连接，长臂端设有永磁体12，杠杆臂11在塔体连接支撑7作用下带动永磁体12与导体板13发生相对运动，以进行电磁耗能。
其中永磁体12的排布形式可采用如图3中的永磁体棒14组成的磁力架，阻尼器通过塔体连接支撑7与风力发电机架相连，风力发电机架振动带动杠杆臂11发生运动，此时在杠杆臂11下端的永磁体12与导体板13发生相对运动切割磁感线耗能。由于万向铰8和杠杆臂球铰9可以沿各方向运动，因此对各方向的振动都能通过电磁耗能的形式使能量得到耗散。
具体的，风力通过风力发电机架带动塔架2振动时，将振动传递给电磁阻尼器6，带动电磁阻尼器6中杠杆臂11运动，由于杠杆臂11发生运动，永磁体12与相对的导体板13发生相对运动，通过切割磁感线产生热能耗散掉能量，从而安装有电磁阻尼器6的风力发电塔振动控制系统在受到强风和强海浪冲击时，可以通过电磁阻尼器6达到消能减振的目的。这样就可以较好地减少振动对风力发电塔的冲击，保证机组的运行安全稳定性。

Claims (5)

1.一种抗侧移风力发电塔，包括：
塔座，固定于地面，
风力发电机架，设于塔座上并利用风力发电，
其特征在于，还包括：
电磁阻尼器(6)，设于风力发电机架和塔座之间，采用电磁耗能方式减小塔座承受的侧移力矩；
所述电磁阻尼器(6)包括杠杆臂(11)、三脚架支撑(10)，以及与风力发电机架连接并随风力发电机架一同摆动的塔体连接支撑(7)，所述三脚架支撑(10)内设有导体板(13)，
所述杠杆臂(11)的短臂端通过万向铰(8)与塔体连接支撑(7)连接，支点通过球铰(9)与三脚架支撑(10)连接，长臂端设有永磁体(12)，所述杠杆臂(11)在塔体连接支撑(7)作用下带动永磁体(12)与导体板(13)发生相对运动，以进行电磁耗能。
2.根据权利要求1所述的一种抗侧移风力发电塔，其特征在于，所述电磁阻尼器(6)共设有多个。
3.根据权利要求1所述的一种抗侧移风力发电塔，其特征在于，所述三脚架支撑(10)固定于塔座内并相对于塔座保持静止。
4.根据权利要求1所述的一种抗侧移风力发电塔，其特征在于，所述塔座包括固定于地面上的基础(1)以及安装在基础(1)上用于连接基础(1)和风力发电机架的塔架(2)。
5.根据权利要求1所述的一种抗侧移风力发电塔，其特征在于，所述风力发电机架包括风扇和用于放置发电机组的机舱(3)，所述风扇和机舱(3)连接。
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