CN113653610B - 风力发电设备的振动抑制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风力发电设备的振动抑制装置，包括主体仓，设于主体仓内的的风力发电机组主体，与风力发电机组主体的输入端连接的主转轴，还包括设于主转轴上的连接轴承，沿轴向套设于连接轴承外侧用于支撑固定连接轴承的第一安装环；设于第一安装环上用于抑制主转轴振动的第一振动调节组件；所述第一振动调节组件包括固定于主体仓内的转动件、随转动件的转动而升降的升降机构，所述第一安装环与升降机构连接从而抑制主转轴的振动。本发明通过振动调节组件，有效降低了主转轴靠近风力发电机组主体一端受上下振动的影响，从而提高了主转轴与主体仓连接处的稳定性，保证了主转轴能够稳定的转动，有利于推广使用。

Description

风力发电设备的振动抑制装置
技术领域
本发明涉及一种发电设备的振动控制装置，尤其涉及一种风力发电设备的振动抑制装置。
背景技术
随着生活水平的提高，人们对于电能的需求也不断上升。依靠消耗煤炭、石油等化石能源来提供电力的方法虽然方便，但是却会导致雾霾、酸雨、固体燃烧垃圾等问题，为了减少对环境的破坏并使人类社会可持续的发展，人们对于太阳能、风能、潮汐能等清洁能源的重视程度越来越高，大型风力发电机通过桨叶来吸收高空气流的动能，具有发电密度大、设备维护简单、发电时间长等优点。
当前风力发电机组旋转机械产生的振动多数是由主轴，齿轮箱，发电机等转动时产生的，风力发电机组主轴的轴承由于长期运行可能会因磨损而导致主轴不对中从而引发主轴的振动，而目前的振动检测装置多是只具有检测功能，无法在主轴一端出现上下晃动时，给予主轴一个向下抑制地力，用以保证主轴转动的稳定性；且当前的检测装置在主轴出现横向振动时，无法有限地降低横向振动对主轴转动产生的影响，从而让主轴与主轴承间出现较大磨损，影响整个风力发电机组的正常工作；同时目前风力发电机组旋转机械振动的检测装置往往是通过机组安装座上设置的阻尼减震器对整个风力发电机组进行减震，却无法有效提高主轴的减震效果。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种能够有效提高主轴减震效果的风力发电设备的振动抑制装置。
技术方案：本发明所述的抑制风力发电设备振动的装置，包括主体仓，设于主体仓内的的风力发电机组主体，与风力发电机组主体的输入端连接的主转轴，
还包括设于主转轴上的连接轴承，沿轴向套设于连接轴承外侧用于支撑固定连接轴承的第一安装环；设于第一安装环上用于抑制主转轴振动的第一振动调节组件；所述第一振动调节组件包括固定于主体仓内的转动件、随转动件的转动而升降的升降机构，所述第一安装环与升降机构连接从而抑制主转轴的振动。
其中，所述升降机构包括与转动件上的螺纹相配合随转动件的转动而升降的螺纹块，与螺纹块连接的第一弹性部件，连接第一弹性部件及第一安装环用于传递力的第一活动杆。
其中，所述转动件的侧边设有滑槽，所述滑槽内设有滑块，所述螺纹块与滑块固定连接。
其中，还包括设于第一安装环上的安装仓，固定于安装仓顶部的电机，与电机连接相互啮合的两个齿轮，所述转动件固定于两个齿轮上，随齿轮旋转而转动。
其中，还包括沿轴向套设于连接轴承外侧用于支撑固定连接轴承的第二安装环，设于第二安装环上用于抑制主转轴振动的第二振动调节组件；所述第二振动调节组件包括固定于第二安装环上吸收主转轴振动的连接件，控制连接件的移动从而抑制主转轴振动的阻力部件。
其中，所述阻力部件与连接件连接且滞后于连接件的移动。
其中，所述阻力部件包括与连接件连接可随连接件移动的配重组件。
其中，所述阻力部件包括固定于主体仓内的U型滑杆，套设于U型滑杆上可移动的配重块、与配重块的两端连接的第二弹性部件；所述连接件包括与两个第二弹性部件的端部及第二安装环连接随主转轴的振动而移动的伸缩杆。
其中，还包括铰接于安装仓与第一安装环之间用于缓冲主转轴振动的缓冲液压缸。
其中，还包括铰接于第一安装环上的第二活动杆，所述第二活动杆上连接有用于控制第二活动杆伸缩的气缸组件，气缸组件包括气缸，设于气缸内的活塞，活塞的顶部与第二活动杆铰接。主转轴振动时也会带动活塞在气缸内部上下升降，也能对主转轴振动产生的力进行缓冲，从而保证了主转轴转动过程中的稳定性。
其中，还包括设于主转轴上的振动传感器、水平检测装置、控制器。
有益效果：本发明与现有技术相比，取得如下显著效果：
1、当主转轴上下震动幅度较大时，控制第一振动调节组件中的转动件转动，迫使升降机构产生向下的力，从而抑制主转轴的振动。
2、控制伺服电机带动转动杆转动，迫使螺纹块下降对第一弹性部件进一步压缩，从而让第一活动杆能够给予第一安装环更大的向下的抑制力，降低主转轴靠近风力发电机组主体一端上翘的幅度，而第一弹性部件能够将主转轴传递的振动进行缓冲。
3、在主转轴转动过程中横向摆动幅度较大时，主转轴会带动第二振动调节组件中的连接件左右摆动，阻力组件控制连接件的左右摆动，从而抑制主转轴振动。
4、第二振动调节组件中的弹簧不断缩短后再伸长，而配重块也会在U型滑杆上来回移动，起到阻尼器的作用，从而降低主转轴横向摆动的幅度，也即提高了主转轴转动过程中抑制横向振动的能力，进一步保证主转轴转动的稳定性。
5、通过上述两种结构的共同配合使用，既降低了主转轴靠近风力发电机组主体一端受上下振动的影响，也降低了主转轴受横向振动的影响，从而提高了主转轴与主体仓连接处的稳定性，保证了主转轴能够稳定的转动，并能够将动能稳定地传递给风力发电机组主体，从而使得该抑制风力发电机组旋转机械振动的检测装置具有较好的使用效果，有利于推广使用。
附图说明
图1为本发明在主体仓内的主视图；
图2为本发明的主视剖视图；
图3为本发明安装仓的侧视图；
图4为本发明缓冲减振组件的侧视图；
图5为本发明缓冲减振组件的侧视剖视图；
图6为本发明安装仓的立体示意图；
图7为本发明图2的A处放大图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，本发明提供一种风力发电设备的振动抑制装置，包括主体仓3，主体仓3底部设有底座5，底座5顶部的一端安装有风力发电机组主体4，主体仓3的左侧壁中心位置处设置有主转轴10，主转轴10另一端与风力发电机组主体4的输入端传动连接，主转轴10外侧靠近风力发电机组主体4的一端安装有四组连接轴承14，四组连接轴承14的外侧分别安装有第一安装环15和第二安装环11。第二安装环11两端的顶部分别安装有振动传感器12和电子水平仪13。主体仓3内设有与振动传感器12和电子水平仪13电连接的控制面板7。第一安装环15和第二安装环11上分别固定有第一振动调节组件2、第二振动调节组件9。
如图2、3、6、7所示，第一振动调节组件2包括设于第一安装环15上的安装仓1，固定于安装仓1内的转动件、随转动件的转动而升降的升降机构，第一安装环15与升降机构连接从而抑制主转轴10的振动。本实施例的转动件包括固定于安装仓1顶部的伺服电机201，安装仓1顶部的两侧对称安装有固定轴承208，固定轴承208的内侧安装有转动杆203，两组转动杆203的顶部安装有相互啮合的齿轮202，伺服电机201的输出端与其中一组转动杆203的顶端固定连接，该组转动杆203的转动通过啮合的齿轮202带动另一组转动杆203转动。安装仓1顶部的两侧对称开设有活动槽204，两组转动杆203的底部延伸至活动槽204的内部。升降机构包括与两组转动杆203上的螺纹相配合随转动杆203的转动而升降的螺纹块207，转动杆203外侧的底部套设有第一弹性部件，本实施例的第一弹性部件为第一弹簧205。第一弹性部件连接有第一活动杆206，第一活动杆206的底端与第二安装环11外侧的顶部铰接，控制第一活动杆206纵向位移。控制面板7通过导线与伺服电机201电连接，伺服电机201带动两组转动杆203转动，此时由于螺纹作用，迫使两组螺纹块207逐渐下降，对第一弹簧205进行挤压，从而让第一活动杆能够给予主转轴10一个更大的向下的抑制力，帮助主转轴10能耐尽可能的自转更加稳定。
如图2所示，安装仓1内底部的中间位置处开设有气缸17，气缸17的内部设置有活塞6，活塞6的顶部铰接有第二活动杆16，第二活动杆16的顶端与第二安装环11的底部铰接。活动槽204内两侧底部的横截面呈“八”字形，安装仓1内底部的中间位置处开设有通孔，通孔的直径大于第二活动杆16的直径，有助于第一活动杆和第二活动杆16均可以多角度的摆动，从而提高对主转轴10振动的抑制效果。活动槽204内两端的顶部对称开设有滑槽，且滑槽的内部设置有滑块，而滑块的外侧与螺纹块207的外侧固定连接，有助于提高螺纹块207在活动槽204内上下移动过程中的稳定性。
如图3所示，安装仓1内两侧的顶部和底部对称铰接有缓冲液压缸18，四组缓冲液压缸18的输出端皆与第二安装环11的外侧铰接，有助于配合第一振动调节组件2进一步提高对主转轴10振动的抑制效果。
如图4、5所示，第二振动调节组件9包括设于底座5上位于风力发电机组主体4左侧的安装座8，安装座8与底座5通过螺丝、螺孔固定连接。安装座8上固定有U型滑杆901，U型滑杆901的中间位置处套设有配重块902，U型滑杆901的两端对称套设有与配重块902的两端连接的第二弹性部件，本实施例的第二弹性部件为第二弹簧905，第二弹簧905的两个端部对称设有挡板906，挡板906的顶部安装有伸缩杆907，第二安装环11的外侧对称安装有连接板908，两组伸缩杆907的顶端分别与两组连接板908的底部铰接，安装座8上位于配重块902的下方设有U型架904，U型架904的内侧均匀设置有与配重块902相互配合的导向轮903。导向轮903的外侧设置有橡胶层，配重块902的外侧设置有耐磨层，有助于提高导向轮903在U型滑杆901上滑动的稳定性，且也能降低配重块902在多组导向轮903上滚动时造成的磨损。在主转轴10出现横向来回摆动时，带动两组伸缩杆907同时左右摆动，两组伸缩杆907通过第二弹簧905将力传递给配重块902，而配重块902在U型滑杆901上来回摆动，配重块902出现与两组伸缩杆907不同步同向移动的情况，从而削弱了主转轴10来回摆动地力，保证主转轴10转动过程中的稳定性。
工作原理：使用前将装置接通电源，在主转轴10转动的过程中，若是主转轴10靠近风力发电机组主体4的一端出现因振动而上下摆动的情况，利用振动传感器12对主转轴10的振动幅度进行检测，且再通过电子水平仪13检测主转轴10整体的水平度，在主转轴10出现较大幅度地上下摆动或上下摆动的频率较大时，振动传感器12和电子水平仪13将检测的信息传递给控制面板7，由控制面板7控制伺服电机201带动两组转动杆203转动，此时由于螺纹作用，迫使两组螺纹块207逐渐下降，对第一弹簧205进行挤压，从而让第一活动杆206能够给予主转轴10一个更大的向下的抑制力，帮助主转轴10能耐尽可能的自转更加稳定，第一弹簧205对主转轴10传递的振动进行缓冲，而主转轴10通过第一安装环15传递给第二活动杆上下振动地力时，会使得活塞6在气缸17的内部不断升降，气缸17与活塞6之间的空间压强不断增大后又减小，也就实现了缓冲减震的效果，其中四组缓冲液压缸18在主转轴10带动第一安装环15摆动的过程中，也能起到缓冲减震的作用；而在主转轴10出现横向来回摆动时，主转轴10通过连接轴承14和第二安装环11带动两组伸缩杆907同时左右摆动，使得一组第二弹簧905缩短时，另一组第二弹簧905被拉长，而在将左右摆动地力传递给配重块902后，配重块902也会在U型滑杆901上来回摆动，导向轮903支撑配重块902移动，避免配重块902内侧与U型滑杆901外侧磨损变大，且由于配重块902的重量较大，使得配重块902出现与两组伸缩杆907不同步同向移动的情况，从而削弱了主转轴10来回摆动地力，使得缓冲减振组件9起到了阻尼器的作用，在主转轴10上下摆动时，伸缩杆907也不断伸长后缩短，所以不会影响到第二振动调节组件9对主转轴10的抑制效果。

Claims (7)

1.一种风力发电设备的振动抑制装置，包括主体仓（3），设于主体仓内的风力发电机组主体（4），与风力发电机组主体（4）的输入端连接的主转轴，其特征在于，
还包括设于主转轴（10）上的连接轴承（14），沿轴向套设于连接轴承（14）外侧用于支撑固定连接轴承（14）的第一安装环（15）；设于第一安装环（15）上用于抑制主转轴振动的第一振动调节组件（2）；所述第一振动调节组件（2）包括固定于主体仓内的转动件、随转动件的转动而升降的升降机构，所述第一安装环与升降机构连接从而抑制主转轴（10）的振动；
所述升降机构包括与转动件上的螺纹相配合随转动件的转动而升降的螺纹块（207），与螺纹块（207）连接的第一弹性部件，连接第一弹性部件及第一安装环用于传递力的第一活动杆（206）；所述转动件的侧边设有滑槽，所述滑槽内设有滑块，所述螺纹块（207）与滑块固定连接；还包括设于第一安装环上的安装仓（1），固定于安装仓（1）顶部的电机，与电机连接相互啮合的两个齿轮（202），所述转动件固定于两个齿轮（202）上，随齿轮（202）旋转而转动。
2.根据权利要求1所述的风力发电设备的振动抑制装置，其特征在于，还包括沿轴向套设于连接轴承（14）外侧用于支撑固定连接轴承（14）的第二安装环（11），设于第二安装环（11）上用于抑制主转轴振动的第二振动调节组件（9）；所述第二振动调节组件（9）包括固定于第二安装环上吸收主转轴振动的连接件，控制连接件的移动从而抑制主转轴振动的阻力部件。
3.根据权利要求2所述的风力发电设备的振动抑制装置，其特征在于，所述阻力部件与连接件连接且滞后于连接件的移动。
4.根据权利要求2所述的风力发电设备的振动抑制装置，其特征在于，所述阻力部件包括与连接件连接可随连接件移动的配重组件。
5.根据权利要求2所述的风力发电设备的振动抑制装置，其特征在于，所述阻力部件包括固定于主体仓（3）内的U型滑杆（901），套设于U型滑杆（901）上可移动的配重块（902）、与配重块（902）的两端连接的第二弹性部件；所述连接件包括与两个第二弹性部件的端部及第二安装环（11）连接随主转轴的振动而移动的伸缩杆（907）。
6.根据权利要求1所述的风力发电设备的振动抑制装置，其特征在于，还包括铰接于安装仓（1）与第一安装环之间用于缓冲主转轴振动的缓冲液压缸。
7.根据权利要求1所述的风力发电设备的振动抑制装置，其特征在于，还包括设于主转轴上的振动传感器（12）、水平检测装置（13）、控制器。
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Application publication date: 20211116

Assignee: Huaian Shengyi Machinery Co.,Ltd.

Assignor: HUAIYIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY

Contract record no.: X2023980048251

Denomination of invention: Vibration suppression devices for wind power generation equipment

Granted publication date: 20220916

License type: Common License

Record date: 20231127