CN203822547U - 一种自减振风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自减振风力发电机组，包括发电机、机舱和振动阻尼器，发电机和振动阻尼器安置在机舱内，发电机由发电机支架固定在机舱后部；振动阻尼器包括固定支架、弹簧系统和由弹簧带着在弹簧的弹力方向上进行位移的配重机构，弹簧系统的一端连接在固定支架上，固定支架固装在机舱内壁，且位于所述发电机支架与机舱内壁形成的空间内。本实用新型将振动阻尼器设置在发电机和机舱之间的空间内，不影响机组的体积，且阻尼器抵消整个机舱、叶片的振动，避免振动引起的不利后果，延长叶片的使用寿命，保证风力发电机组稳定运行。

Description

一种自减振风力发电机组

技术领域

本实用新型涉及风力发电机技术领域，尤其是一种安装有振动阻尼器的具有较强减振效果的自减振风力发电机组。

背景技术

对于定桨距失速控制型风力发电机组，如果风电场的环境温度低于-20℃，风速超过额定点以后(大约16～25m/s)，在风力发电机组正常运行过程中，会发生无规律的、不可预测的叶片瞬间振动现象，即叶片在旋转平面内的振动(edgewisevibration)，这种振动有时会发散，导致机组振动迅速增加，造成机组停机，影响机组的正常发电。同时，这种振动对叶片也是有害的，它可能会导致叶片后缘结构失效，产生裂纹，在叶片最大弦长位置产生横向裂纹，严重威胁叶片结构安全。

在大攻角情况下气流出现分离使阻力增大，阻力增加就会限制风力发电机的功率输出。在海平面风速14～25m/s范围的高风速范围内通常可能出现大攻角的工况，在该风速范围内每种失速机型都很容易受到失速诱导的叶片摆振的影响。这些振动导致了叶片在后缘产生一些与叶片展向轴垂直的可见裂纹。

综上所述，摆振方向振动的根源是由于失速运行时的气动力产生的，原因是叶片失速后气动阻尼变为负值所致。当风力发电机组在运行中叶片发生无规律、不可预测的叶片瞬间振动现象时，该振动通过叶片主轴、齿轮箱、机舱底座进而导致整个机舱发生振动，严重影响发电设备的顺利稳定运行。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种可以有效缓解叶片在旋转平面内的振动引起的不利影响的自减振风力发电机组。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用技术方案的基本构思是：

一种自减振风力发电机组，包括发电机、机舱和振动阻尼器，所述发电机和振动阻尼器安置在机舱内，所述发电机由发电机支架固定在机舱后部；

所述振动阻尼器包括固定支架、弹簧系统和连接在弹簧系统上，并沿着弹簧的弹力方向位移的配重机构，所述弹簧系统的弹簧的一端连接在固定支架上，所述固定支架固装在机舱内壁，且位于所述发电机支架与机舱内壁形成的空间内。

进一步地，所述固定支架固装在机舱的底壁。

进一步地，所述振动阻尼器还包括第一导轨副，所述弹簧系统通过第一导轨副安装在固定支架上，所述弹簧系统包括第一弹簧系统，所述配重机构包括配重块基座和配重块，

所述第一导轨副包括导轨和滑块，所述滑块配合安装在导轨上，所述导轨安装在固定支架上；

所述第一弹簧系统包括第一弹簧、第二弹簧、弹簧连接体和弹簧固定块，所述弹簧连接体安装在所述滑块上端，所述第一弹簧和第二弹簧的一端分别安装在所述弹簧连接体沿着导轨方向的两端，所述第一弹簧和第二弹簧的另一端分别通过弹簧固定块安装在导轨的两端；

所述配重块基座固定安装在滑块上，所述配重块安置在所述配重块基座上。

进一步地，还包括与第一导轨副结构相同且平行安置的第二导轨副，以及与第一弹簧系统结构相同且平行安置的第二弹簧系统；

所述第二弹簧系统的弹簧连接体安装在所述第二导轨副的滑块上端，所述第二导轨副的导轨两端分别安装有第二弹簧系统的弹簧固定块；

所述配重块基座设置在第一导轨副和第二导轨副之间，且两侧分别固定安装在第一导轨副和第二导轨副的两个滑块上。

进一步地，所述配重块基座上设置有固定柱，所述配重块为多个且为片状，每个配重块上均设置有与所述固定柱相配合的固定通孔，所述配重块通过固定通孔和固定柱的配合，安置在所述配重块基座上。

进一步地，所述第一弹簧、第二弹簧外侧设置有软质的弹簧腔。

进一步地，所述弹簧连接体包括连接底座和两个弹簧连接片，所述连接底座固定安装在所述滑块上，所述两个弹簧连接片分别位于所述连接底座的两端，且与连接底座垂直设置。

进一步地，在所述弹簧连接片和连接底座之间设置有直角三角形固定片，所述直角三角形固定片的两个直角边分别固装在所述连接底座和所述弹簧连接片上。

进一步地，还包括弹簧导向杆，所述弹簧导向杆包括导向柱和套筒，所述导向柱的一端套装在所述套筒内，且可沿着套筒滑动，所述弹簧导向杆的两端分别连接至弹簧连接体和导轨一端，所述弹簧套装在所述弹簧导向杆上。

进一步地，所述导向柱和套筒之间填充有阻尼液。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

本实用新型将振动阻尼器设置在发电机和机舱之间的空间内，不影响机组的体积，通过弹簧系统和配重块的设置，当风力发电机组在运行中叶片发生无规律、不可预测的叶片瞬间振动现象时，通过叶片主轴、齿轮箱、机舱底座进而导致整个机舱发生振动时，通过在机舱底座上安装的配重块、弹簧等的振动，振动频率与主结构部分振动一致，进而抵消整个机舱、叶片的振动，从而避免由于该振动所引起的不利后果，延长叶片的使用寿命，保证了风力发电机组的顺利稳定运行。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2，图3是图1中振动阻尼器的一种实施例结构示意图；

图4是图2中的弹簧连接片一实施例结构示意图。

其中：

71…叶片，72…叶片主轴，73…齿轮机构，74…发电机，741…发电机的主轴，742…发电机支架，75…机舱，76…振动阻尼器，1…第一导轨副，11…导轨，12…滑块，2…第一弹簧系统，21…第一弹簧，22…第二弹簧，23…弹簧连接体，231…连接底座，232…弹簧连接片，233…直角三角形固定片，24…弹簧固定块，25…导向杆，3…配重块基座，4…配重块，5…第二导轨副，51…导轨，52…滑块，6…第二弹簧系统，63…弹簧连接体，64…弹簧固定块。

具体实施方式

如图1所示,本实用新型提供了一种具有自减振效果的风力发电机组，该机组包括叶片71、叶片主轴72、齿轮机构73、发电机74、机舱75和振动阻尼器76，所述叶片71安装在叶片主轴72前端，所述叶片主轴72后端通过齿轮机构73与发电机74的主轴741连接，所述叶片主轴72的后部、齿轮机构73、发电机74和振动阻尼器76安置在机舱75内，所述发电机74由发电机支架742固定在机舱后部；所述振动阻尼器包括固定支架、弹簧系统和由弹簧带着在弹簧的弹力方向上进行位移的配重机构，所述弹簧系统的一端连接在固定支架上，所述固定支架固装在机舱内壁，且位于所述发电机支架与机舱内壁形成的空间内。

如图2，图3，图4所示，作为本实用新型一种优选的实施例，用于本实用新型的振动阻尼器结构包括第一导轨副1、第一弹簧系统2、配重块基座3和配重块4；所述第一导轨副1包括导轨11和滑块12，所述滑块12配合安装在导轨11上；所述第一弹簧系统2包括第一弹簧21、第二弹簧22、弹簧连接体23和弹簧固定块24，所述弹簧连接体23安装在所述滑块12上端，所述第一弹簧21和第二弹簧22的一端分别安装在所述弹簧连接体23沿着导轨11方向的两端，所述第一弹簧21和第二弹簧22的另一端分别通过弹簧固定块24安装在导轨11的两端；所述配重块基座3固定安装在滑块12上，所述配重块安4置在所述配重块基座3上。采用上述的风力发电机振动阻尼器，在发生叶片瞬间振动进而引起机舱等其他部件一起振动时，弹簧系统带动配重块运动，由于配重块运动需要消耗一定的能量，从而抵消整个机舱、叶片的振动，进而实现减震的目的。

作为本实用新型一种优选的实施例，用于本实用新型的振动阻尼器结构还包括与第一导轨副1结构相同且平行安置的第二导轨副5，以及与第一弹簧系统2结构相同且平行安置的第二弹簧系统6；所述第二弹簧系统6的弹簧连接体63安装在所述第二导轨副5的滑块52上端，所述第二导轨副5的导轨51两端分别安装有第二弹簧系统6的弹簧固定块64；所述配重块基座3设置在第一导轨副1和第二导轨副5之间，且两侧分别固定安装在第一导轨副1和第二导轨副5的两个滑块12、52上。

这种设计下，振动阻尼器的两个导轨副和两组弹簧系统互相对称，配种基座及配重块位于两个导轨副之间，优选地，在不工作时，配重块位于第一弹簧系统或第二弹簧系统的中间位置，最大限度的抵消振动，减振效果更好。

作为本实用新型的一种优选的实施例，所述配重块4的质量可调节。可以设置为，所述配重块基座3上设置有固定柱(图中未示出)，所述配重块4为多个且为片状，每个配重块4上均设置有与所述固定柱相配合的固定通孔(图中未示出)，所述配重块4通过固定通孔和固定柱的配合，安置在所述配重块基座3上。根据实际需要安装配装块的数量，从而达到配重块可调节的目的，实际使用中，不同的配重块重量，可以实现不同风力下的减振。

作为本实用新型的一种优选的实施例，所述第一弹簧21、第二弹簧22外侧设置有软质的弹簧腔(图中未示出)。该弹簧强可以有效的保护安装在其内部的弹簧，避免弹簧上附着灰尘等杂物，从而影像弹簧的正常使用。

如图4所示，作为本实用新型一种优选的实施例，所述弹簧连接体23包括连接底座231和两个弹簧连接片232，所述连接底座231固定安装在所述滑块12上，所述两个弹簧连接片232分别位于所述连接底座231的两端，且与连接底座231垂直设置。优选地，在所述弹簧连接片232和连接底座231之间设置有直角三角形固定片233，所述直角三角形固定片233的两个直角边分别固装在所述连接底座231和所述弹簧连接片232上。这种设置下弹簧连接片的质量最小，三角形的稳定结构固定效果更好。

作为本实用新型的一种优选的实施例，振动阻尼器还包括弹簧导向杆25，所述弹簧导向杆25包括导向柱和套筒，所述导向柱的一端套装在所述套筒内，且可沿着套筒滑动，所述弹簧导向杆的两端分别连接至弹簧连接体和导轨一端，所述弹簧套装在所述弹簧导向杆上。该导向杆可以对弹簧的运行起到导向作用，使弹簧按照导向杆的方向进行伸缩运动，使弹簧使用效能最高。

作为本实用新型的一种优选的实施例，所述导向柱和套筒之间填充有阻尼液。可以更有效的抵消振动，起到更好的减振效果。

作为本实用新型的一种优选的实施例，所述第一导轨副1安装在所述支架上，所述支架安装在风力发电机组的发电机下方。节省了空间，实际生产中，发电机安装在机舱底座上，在发电机和机舱底座之间具有一定空间，该空间至少有1450×450×126大小，足够安置本实用新型所提供的振动阻尼器，实现了不增大机舱的前提下的减振。

作为本实用新型一种优选的实施例，所述的配重块基座上设置有两个固定柱，两个固定柱相对于配重块基座的中心对称，优选在第一弹簧和第二弹簧两侧各设置一个，两个固定柱上对应安装两组配重块，且两组配重块的质量相同，其优点在于，在有限的空间里，最大限度的增加了可安装配重块的重量，更有利于实现减振。

本实用新型通过在机舱内设置振动阻尼器，通过阻尼器的振动频率与机舱频率接近或一致，改变整个机舱结构的共振特性，已达到减振效果，吸收目标振型的振动能量。

上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本实用新型的优选实施例进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种自减振风力发电机组，其特征在于：包括发电机、机舱和振动阻尼器，所述发电机和振动阻尼器安置在机舱内，所述发电机由发电机支架固定在机舱后部； 

所述振动阻尼器包括固定支架、弹簧系统和连接在弹簧系统上，并沿着弹簧的弹力方向位移的配重机构，所述弹簧系统的弹簧的一端连接在固定支架上，所述固定支架固装在机舱内壁，且位于所述发电机支架与机舱内壁形成的空间内。 

2.根据权利要求1所述的一种自减振风力发电机组，其特征在于，所述固定支架固装在机舱的底壁。 

3.根据权利要求1所述的一种自减振风力发电机组，其特征在于，所述振动阻尼器还包括第一导轨副，所述弹簧系统通过第一导轨副安装在固定支架上，所述弹簧系统包括第一弹簧系统，所述配重机构包括配重块基座和配重块， 

所述第一导轨副包括导轨和滑块，所述滑块配合安装在导轨上，所述导轨安装在固定支架上； 

所述第一弹簧系统包括第一弹簧、第二弹簧、弹簧连接体和弹簧固定块，所述弹簧连接体安装在所述滑块上端，所述第一弹簧和第二弹簧的一端分别安装在所述弹簧连接体沿着导轨方向的两端，所述第一弹簧和第二弹簧的另一端分别通过弹簧固定块安装在导轨的两端； 

所述配重块基座固定安装在滑块上，所述配重块安置在所述配重块基座上。 

4.根据权利要求3所述的一种自减振风力发电机组，其特征在于，还包括与第一导轨副结构相同且平行安置的第二导轨副，以及与第一弹簧系统结构相同且平行安置的第二弹簧系统； 

所述第二弹簧系统的弹簧连接体安装在所述第二导轨副的滑块上端，所述第二导轨副的导轨两端分别安装有第二弹簧系统的弹簧固定块； 

所述配重块基座设置在第一导轨副和第二导轨副之间，且两侧分别固定安装在第一导轨副和第二导轨副的两个滑块上。 

5.根据权利要求3所述的一种自减振风力发电机组，其特征在于，所述配重块基座上设置有固定柱，所述配重块为多个且为片状，每个配重块上均设置有与所述固定柱相配合的固定通孔，所述配重块通过固定通孔和固定柱的配合，安置在所述 配重块基座上。 

6.根据权利要求3所述的一种自减振风力发电机组，其特征在于，所述第一弹簧、第二弹簧外侧设置有软质的弹簧腔。 

7.根据权利要求3所述的一种自减振风力发电机组，其特征在于，所述弹簧连接体包括连接底座和两个弹簧连接片，所述连接底座固定安装在所述滑块上，所述两个弹簧连接片分别位于所述连接底座的两端，且与连接底座垂直设置。 

8.根据权利要求7所述的一种自减振风力发电机组，其特征在于，在所述弹簧连接片和连接底座之间设置有直角三角形固定片，所述直角三角形固定片的两个直角边分别固装在所述连接底座和所述弹簧连接片上。 

9.根据权利要求3所述的一种自减振风力发电机组，其特征在于，还包括弹簧导向杆，所述弹簧导向杆包括导向柱和套筒，所述导向柱的一端套装在所述套筒内，且可沿着套筒滑动，所述弹簧导向杆的两端分别连接至弹簧连接体和导轨一端，所述弹簧套装在所述弹簧导向杆上。 

10.根据权利要求9所述的一种自减振风力发电机组，其特征在于，所述导向柱和套筒之间填充有阻尼液。