CN202326874U - 一种线摆式风力发电机塔架减振装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种线摆式风力发电机塔架减振装置，所述减振装置包括：质量块和钢丝绳，在质量块上连接有橡胶棒，在钢丝绳套设有连接器，且在钢丝绳的一端连接有钢丝绳扩大头，在钢丝绳的另一端设有连接安装孔，所述连接器与质量块螺纹连接。该阻尼器通过质量块的摆动吸收结构振动能量，同时通过连接橡胶弹簧的轴向变形耗散能量。质量摆的运动方向与结构的运动方向相反，起到动力消振的作用，橡胶弹簧的一端固定于质量块上，变形由质量块控制，而总是提供质量块运动方向相反的力，橡胶弹簧的轴向变形将起到耗能作用。该减振装置设计制作简单、安装更换方便、滞回性能稳定、造价相对较低，应用于结构当中可起到显著的减振效果。

Description

一种线摆式风力发电机塔架减振装置

技术领域

本实用新型为一种风力发电机塔架结构减振耗能装置，主要应用于风力发电机塔架的工程减振领域，可以有效抑制结构在脉动风荷载作用下的振动响应，尤其涉及一种线摆式风力发电机塔架减振装置。

背景技术

调频质量阻尼器(TMD)属于结构被动调谐减振控制的装置中的一种。TMD由质块，弹簧与阻尼系统组成。一般将其振动频率调整至主结构频率附近，改变结构共振特性，以达到减振作用。到目前为止，已有多种TMD阻尼器问世，但主要应用于建筑领域，鲜有针对风力发电机塔架结构的TMD阻尼器。

实用新型内容

本实用新型提供一种能够有利于提高减震效果且便于进行周期调整的线摆式风力发电机塔架减振装置。

本实用新型采用如下技术方案：

一种线摆式风力发电机塔架减振装置，所述减振装置包括：质量块和钢丝绳，在质量块上连接有橡胶棒，在钢丝绳套设有连接器，且在钢丝绳的一端连接有钢丝绳扩大头，在钢丝绳的另一端设有连接安装孔，所述连接器与质量块螺纹连接。

有益效果：本实用新型提供了一种设计制作简单、安装更换方便、减振效果好、造价相对较低的线摆式TMD阻尼器。既能吸收风力发电塔架结构因振动产生的能量，又能耗散这些能量，从而减小塔架结构的振动。

本实用新型与现有的风力发电塔架减振装置有多方面的差别。在组成形式上，本实用新型采用质量块、钢丝绳、橡胶棒作为主体的三个部分，不同于一般的风力发电装置；在组成部分的数量上，本实用新型远比一般的风力发电塔架结构或建筑结构的阻尼器少。

本实用新型的节点数量相对较少，需要采取构造措施的只有两个部位，即钢丝绳的两个端头连接部位：一端采用销接连接方式，另一端采用扩大头连接于螺栓，节点构造简单，容易加工实现，可行性比现有的风力发电塔减振装置好。

本实用新型为一种线摆式减振装置，由质量块、钢丝绳、橡胶棒和端部连接构成，其中质量块占风力发电机总质量的一定比例，再通过合理选择钢丝绳、橡胶棒的长度及直径，共同组成频率和风力发电机塔架结构自振频率相近的减振系统。

本实用新型的连接节点二采用钢丝扩大头的形式，既能够对质量块起到支撑作用、传递塔架结构的振动能量，又能防止质量块绕自身竖向轴的转动而导致的钢丝绳扭转破坏。

本实用新型的三个主体部分各自有着不同的作用：质量块为阻尼装置提供质量，以其运动吸收塔架振动的能量；钢丝绳及橡胶棒连接主体结构及质量块，将主体结构的一部分能量转移到质量块上，并耗散另一部分能量，三个部分相辅相成，缺一不可。

本实用新型的三个主体部分组成为一个整体，不同于单摆式减振器，其区别在于：1、单摆的周期只与摆长有关，而两线摆的周期与摆长及橡胶棒刚度有关，即单摆的周期只能通过改变摆长调节，而本实用新型的周期既可以通过摆长，又可以通过橡胶棒长度及面积调节；2、单摆在随机振动中可能起到减振作用，但也可能起到反作用而加大主体结构振动，而线摆式减振系统在随机振动中质量运动方向总是与结构运动方向相反，从而总是减小结构的振动；3、单摆在振动过程中不能很好的耗散质量块的动能，而两线摆能很好得耗散质量块的动能。

本实用新型的工作原理与现有的风力发电塔架减振装置不同。本实用新型的工作原理为：通过钢丝绳及橡胶棒传递动能，通过高阻尼橡胶棒的轴向变形耗能，而以往的风力发电塔架减振装置未曾涉及高阻尼橡胶棒轴向变形耗能。

本实用新型所述的线摆式减振装置安装在风力发电机塔架内部，对塔架外观没有任何影响，且在塔架振动过程中运动范围相对不大，与塔架内壁存在很大间距，不会相碰。

总之，安装在风力发电机塔架结构中的线摆式减振装置，能在塔架振动时耗散大量的能量，起到可观的减振效果，并且结构及构造简单，又便于加工安装，成规模使用的前景较好。

附图说明

图1为线摆式减振装置与主体结构连接关系图；

图2为线摆式减振装置整体图；

图3为连接安装孔6正视图；

图4为连接节点一正视图；

图5为连接节点一侧视图；

图6为连接节点二图；

图7为带螺栓孔质量块2剖面图；

图中有：钢丝绳1；质量块2；橡胶棒3；连接器4；螺栓5；连接安装孔6；钢丝绳扩大头7；螺纹孔8；塔筒顶板9；塔筒横隔板10；钢丝绳长度L1；质量块直径D；橡胶长度L2。

具体实施方式

本实用新型所介绍的风力发电机塔架单摆橡胶减震装置，如图1至图7所示。本装置构造简单，安装便捷，下面将结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

一种线摆式风力发电机塔架减振装置，所述减振装置包括：质量块2和钢丝绳1，在质量块2上连接有橡胶棒3，在钢丝绳1套设有连接器4，且在钢丝绳1的一端连接有钢丝绳扩大头7，在钢丝绳1的另一端设有连接安装孔6，所述连接器4与质量块2螺纹连接，连接器中心设有可穿钢丝绳的钻成孔。

本实用新型的主体部分，主要包括起减振作用的质量块2，连接主体结构与质量块的套接有连接器4的支撑钢丝绳1，连接主体结构与质量块的橡胶棒3，其中：悬挂的质量占塔架及上部结构整体质量的一定比例，为了减小质量块的体积，可由铅等密度大的材料制成；橡胶棒由具有较大阻尼的丁基橡胶或丁腈橡胶等高分子材料经过改性制作而成。

实际制造时，首先根据风力机及塔架设计参数确定质量块的质量M，根据风力机及塔架设计参数确定钢丝绳及橡胶棒的尺寸，然后制作相应的球形质量块，质量块的一端预留螺栓孔洞，其形状也可考虑结构空间具体需求而定，最后将钢丝绳、质量块及橡胶棒一并安装到风力机塔筒中。

本线摆式减振装置构造简单，制作、运输方便，安装、更换快捷，频率易于调整，运用于风机结构中能起到明显的减振效果，可广泛用于新建和已有的风机结构中。

Claims (1)

1.一种线摆式风力发电机塔架减振装置，其特征是，所述减振装置包括：质量块(2)和钢丝绳(1)，在质量块(2)上连接有橡胶棒(3)，在钢丝绳(1)套设有连接器(4)，且在钢丝绳(1)的一端连接有钢丝绳扩大头(7)，在钢丝绳(1)的另一端设有连接安装孔(6)，所述连接器(4)与质量块(2)螺纹连接。

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