CN220687482U - 一种双风轮风电机组叶片振动抑制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双风轮风电机组叶片振动抑制系统，属于风电机组技术领域，该系统包括：多组传感器装置、服务器、检测发生装置和抑制装置，其中：传感器装置与服务器连接，传感器装置布置于双风轮风电机组的叶片上；检测发生装置分别与服务器和抑制装置连接，用于控制启动抑制装置；抑制装置由多个电控涡流发生器串联组成，每个电控涡流发生器以预设角度安装于双风轮风电机组的叶片表面，用于对叶片振动进行抑制。该系统具有结构简单合理，成本低等优点，适用于双风轮风电机组多叶片的结构形式，能有效的抑制叶片颤振及涡振，有助于提高双风轮风电机组的可靠性及安全性，降低事故风险。

Description

一种双风轮风电机组叶片振动抑制系统

技术领域

本实用新型涉及风电机组技术领域，特别涉及一种双风轮风电机组叶片振动抑制系统。

背景技术

随着风电机组大容量、高效率化的发展，为了解决单风轮风电机组风能利用效率较低的问题，双风轮风电机组创新性的采用前后风轮形式，通过风能梯级利用，提升了风能利用效率，增加了发电量。

但随着风轮叶片增加，双风轮风电机组叶片面临更为复杂的气弹稳定性问题，包括颤振及涡激振动。失速颤振和涡激振动均是由气流绕过大攻角翼型时，产生流动分离并形成漩涡脱落，而使叶片发生大幅振动的现象，严重时会造成机组极限破坏和疲劳寿命降低。双风轮风电机组因其特有的前后风轮结构形式，会导致发生颤振、涡振的可能性增加。

目前，现有的抑制系统主要是针对塔架涡激振动及叶片颤振开展，包括安装阻尼器、施加扰流条、改变结构设计方案和材料等方式来抑制振动。这些方式均会导致设计成本增高，也不适用于双风轮风电机组多叶片的结构形式，且不能有效抑制叶片颤振及涡振的发生。

实用新型内容

鉴于上述技术问题，本实用新型提供至少解决上述部分技术问题的一种双风轮风电机组叶片振动抑制系统，适用于双风轮风电机组多叶片的结构形式，能有效的抑制叶片颤振及涡振的发生，有助于提高双风轮风电机组的可靠性，降低事故风险，同时该系统还具有结构简单合理，成本低等优点。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

本实用新型提供一种双风轮风电机组叶片振动抑制系统，该系统包括：多组传感器装置、服务器、检测发生装置和抑制装置，其中：

所述传感器装置与所述服务器连接，所述传感器装置布置于双风轮风电机组的叶片上；所述检测发生装置分别与所述服务器和所述抑制装置连接，用于控制启动抑制装置；所述抑制装置由多个电控涡流发生器串联组成，每个电控涡流发生器以预设角度安装于双风轮风电机组的叶片表面，用于对叶片振动进行抑制。

优选的，所述传感器装置在双风轮风电机组的每只叶片上至少布置三组，布置于叶片尖部、叶片中部以及叶片根部。

优选的，每组所述传感器装置包括：风速传感器、风向传感器和振动传感器。

优选的，所述电控涡流发生器从双风轮风电机组的叶片叶根到叶尖全部展向位置安装。

优选的，每个所述电控涡流发生器包括：左导流板、右导流板、滑轨和基座，其中：

所述左导流板和所述右导流板通过所述滑轨安装在所述基座上；

所述基座安装在双风轮风电机组的叶片表面。

优选的，所述左导流板和所述右导流板均为以下任一种结构：长方形、梯形和三角形。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案至少具有如下有益技术效果：

本实用新型提供了一种双风轮风电机组叶片振动抑制系统，具有结构简单合理，成本低等优点，适用于双风轮风电机组多叶片的结构形式，能有效的抑制叶片颤振及涡振，有助于提高双风轮风电机组的可靠性及安全性，降低事故风险。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

图1为本实用新型提供的一种双风轮风电机组叶片振动抑制系统的结构示意图。

图2为本实用新型提供的一种电控涡流发生器的结构示意图。

图3为本实用新型提供的一种电控涡流发生器的平铺状态示意图。

其中，1-传感器装置；2-服务器；3-检测发生装置；4-抑制装置；401-左导流板；402-右导流板；403-滑轨；404-基座。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参照图1所示，本实用新型实施例提供了一种双风轮风电机组叶片振动抑制系统，该系统包括：多组传感器装置1、服务器2、检测发生装置3和抑制装置4。

下面对上述各部件以及工作原理进行详细的介绍：

在本实施例中，传感器装置1与服务器2连接，传感器装置1布置于双风轮风电机组的叶片上，用于实时采集来流及叶片的相关数据，并将采集的数据上传至服务器2。服务器2用于接收及存储传感器装置1上传的数据。检测发生装置3分别与服务器2和抑制装置4连接，用于调用服务器2中数据，判断叶片颤振及涡振发生的风险，若判断存在风险，则下发指令启动抑制装置4。抑制装置4由多个布置于叶片表面的电控涡流发生器串联组成，每个涡流发生器以预设安装角垂直安装在叶片表面，用于接收检测发生装置3的指令，对叶片振动进行抑制。

更具体的：

如图1所示，在本实施例中，传感器装置1分别布置于前后风轮，每只叶片至少布置三组，分别布置于叶片尖部、中部以及根部，每组传感器装置1包括：风速传感器、风向传感器和振动传感器，分别用于实时采集来流的风速、风向及叶片振动数据，采集后将数据传递给服务器2。

在本实施例中，检测发生装置3分别与服务器2和抑制装置4相连。检测发生装置3通过调用上述服务器2数据，当检测到的叶片振幅超过系统振动预设值时，用叶片振动频率与叶片挥舞频率、摆振频率、扭转频率对比，判定振动类型。若叶片在摆向运动，振动频率与摆振频率区间重合，风速、风向满足涡振条件，则判定涡激振动发生，存在风险，进而启动抑制装置4并发出报警信号；若叶片在扭转振动，振动频率与扭转频率区间重合，风速、风向满足失速颤振条件，则判定颤振发生，存在风险，启动抑制装置4并发出报警信号。

作为本实施例的较佳实施方式，涡流发生器整体优选非金属材料，例如高强度的ABS塑料，以便于有效降低成本。

作为本实施例的较佳实施方式，涡流发生器可以从叶片叶根到叶尖全部展向位置安装(如图1中最右部分所示，其示意展现了涡流发生器的安装情况)；也可以沿着展向位置50％到叶尖安装；可以是一排串联，也可以是多组并联后串联。

作为本实施例的较佳实施方式，如图2所示，单个涡流发生器包括左导流板401、右导流板402、滑轨403、基座404。其中，滑轨403安装在基座404上，左、右导流板可在滑轨403上移动，基座404安装在叶片表面。左、右导流板在站立状态初始时呈八字形布置，形状不局限于长方形，也可以是梯形、三角形。

在本实施例中，当电控涡流发生器未接收到检测发生装置3的启动指令时，呈平铺状态(如图3所示)，不影响叶片正常气动特性；当接收到检测发生装置3的启动指令时，左、右导流板可在电控作用下在滑轨403上移动，呈竖立状态，通过调整夹角(优选的为0°～90°)，抑制翼型表面大攻角的流动分离，打乱漩涡脱落的稳定状态，进而抑制振动发生。

通过上述实施的描述，本领域技术人员可获知，本实用新型实施例提供了一种双风轮风电机组叶片振动抑制系统具有结构简单合理，成本低等优点，适用于双风轮风电机组多叶片的结构形式，能有效的抑制叶片颤振及涡振，有助于提高双风轮风电机组的可靠性及安全性，降低事故风险。

需要说明的是，本实用新型仅保护产品的形状、构造以及其结合；上述实施例中所描述的数据处理、判断及控制功能的实现，可从相关产品的说明书或现有技术中获取，此为现有技术手段，并非本实用新型所保护内容；另外产品的各部件的选型，可根据实际所需进行选择设置，在此不再赘述。

本说明书中采用递进的方式描述，各个实施之间相同相似部分互相参见即可。本实用新型实施方式的未阐述部分可从相应的产品说明书或本领域现有技术中获取，属于本领域公知内容，不再赘述。

以上对本实用新型的各实施例进行了详细介绍，对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种双风轮风电机组叶片振动抑制系统，其特征在于，该系统包括：多组传感器装置、服务器、检测发生装置和抑制装置，其中：

所述传感器装置与所述服务器连接，所述传感器装置布置于双风轮风电机组的叶片上；所述检测发生装置分别与所述服务器和所述抑制装置连接，所述抑制装置由多个电控涡流发生器串联组成，每个电控涡流发生器以预设角度安装于双风轮风电机组的叶片表面。

2.根据权利要求1所述的一种双风轮风电机组叶片振动抑制系统，其特征在于，所述传感器装置在双风轮风电机组的每只叶片上至少布置三组，布置于叶片尖部、叶片中部以及叶片根部。

3.根据权利要求2所述的一种双风轮风电机组叶片振动抑制系统，其特征在于，每组所述传感器装置包括：风速传感器、风向传感器和振动传感器。

4.根据权利要求1所述的一种双风轮风电机组叶片振动抑制系统，其特征在于，所述电控涡流发生器从双风轮风电机组的叶片叶根到叶尖全部展向位置安装。

5.根据权利要求4所述的一种双风轮风电机组叶片振动抑制系统，其特征在于，每个所述电控涡流发生器包括：左导流板、右导流板、滑轨和基座，其中：

所述左导流板和所述右导流板通过所述滑轨安装在所述基座上；

所述基座安装在双风轮风电机组的叶片表面。

6.根据权利要求5所述的一种双风轮风电机组叶片振动抑制系统，其特征在于，所述左导流板和所述右导流板均为以下任一种结构：长方形、梯形和三角形。