本發(fā)明屬于風力發(fā)電領(lǐng)域，特別是涉及一種抑制大型風力發(fā)電機組共振的裝置。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的提高，人們對于電能的需求也不斷上升。依靠消耗煤炭、石油等化石能源來提供電力的方法雖然方便，但是卻會導(dǎo)致霧霾、酸雨、固體燃燒垃圾等問題。為了減少對環(huán)境的破壞并使人類社會可持續(xù)的發(fā)展，人們對于太陽能、風能、潮汐能等清潔能源的重視程度越來越高。大型風力發(fā)電機通過槳葉來吸收高空氣流的動能，具有發(fā)電密度大、設(shè)備維護簡單、發(fā)電時間長等優(yōu)點。
實踐證明，高空氣流帶動發(fā)電機槳葉旋轉(zhuǎn)會引起整套大型風力發(fā)電機組的振動。當高空氣流引起的槳葉轉(zhuǎn)動頻率達到或接近整套發(fā)電機組的固有頻率時，風力發(fā)電機組就會發(fā)生共振。共振狀態(tài)下，發(fā)電機塔筒會劇烈振動，其振幅可以達到平時的幾十倍以上，這對于風力發(fā)電機組的壽命是非常不利的。為避免共振的發(fā)生，目前常采取通過電磁變矩系統(tǒng)改變風力發(fā)電機槳葉的迎風角度和轉(zhuǎn)矩、降低槳葉轉(zhuǎn)速的方法來使風力發(fā)電機穿越共振帶（專利公開號cn103187912a）。但是這種系統(tǒng)會增加發(fā)電機槳葉結(jié)構(gòu)難度，增加了風力發(fā)電機旋轉(zhuǎn)部件的負載，也會降低風力利用率。其實，理論認為物體的固有頻率和質(zhì)量分布有關(guān)。只要能根據(jù)風力發(fā)電機槳葉所引起的振動情況調(diào)整發(fā)電機組的質(zhì)量分布，就能改變整套風力發(fā)電機組的固有頻率并避免共振的發(fā)生。這種方法不必對槳葉轉(zhuǎn)速加以控制，能夠有效提高風能利用率并且不需要風力發(fā)電機槳葉的轉(zhuǎn)矩調(diào)整系統(tǒng)，大大簡化了槳葉的制造難度。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為避免共振對大型風力發(fā)電機組的破壞。本發(fā)明提供了一種通過改變質(zhì)量分布來改變大型風力發(fā)電機組固有頻率、避免共振的裝置。裝置能夠?qū)崟r采集發(fā)電機組的振動數(shù)據(jù)并作出應(yīng)對。本裝置不需對槳葉旋轉(zhuǎn)部件進行調(diào)整，不會降低風能利用率。
本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種機械式抑制大型風力發(fā)電機組共振的裝置，其特征在于：包括配重套筒、行走支架、鉸鏈、彈簧、行走輪、牽引繩、定滑輪、電機、振動感應(yīng)器和振動信號處理器；其中，配重套筒上部和下部設(shè)置六個行走支架，配重套筒和行走支架通過鉸鏈連接，彈簧一端連接于行走支架中部，另一端連接于配重套筒；行走支架的頂端設(shè)置有行走輪，牽引繩兩端分別連接配重套筒和定滑輪，牽引繩不必垂直于地面，電機安裝在定滑輪上，電機和振動感應(yīng)器通過導(dǎo)線與振動信號處理器相連。
所述的振動感應(yīng)器為mmat7260qt加速度傳感器。
所述的振動信號處理器為max197和at89c51單片機。
所述的配重套筒和行走支架為金屬材質(zhì)。
所述的配重套筒的厚度為0.5米，高度為2米。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明能夠?qū)崟r感知大型風力發(fā)電機組的振動情況并及時調(diào)整發(fā)電機組的固有頻率，避免共振的發(fā)生。本裝置不需對風力發(fā)電機的槳葉轉(zhuǎn)速加以控制，能夠充分的利用風能，并且降低了槳葉旋轉(zhuǎn)部分的制造難度，避免了不必要的風力發(fā)電機槳葉負載。
附圖說明
圖1是一種機械式抑制大型風力發(fā)電機組共振的裝置的結(jié)構(gòu)圖；
圖中，1配重套筒，2行走支架，3鉸鏈，4彈簧，5行走輪，6牽引繩，7定滑輪，8電機，9振動感應(yīng)器，10振動信號處理器。
具體實施方式
為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與效果易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示進一步闡述本發(fā)明。
如圖1所示，一種機械式抑制大型風力發(fā)電機組共振的裝置，其特征在于：包括配重套筒1、行走支架2、鉸鏈3、彈簧4、行走輪5、牽引繩6、定滑輪7、電機8、振動感應(yīng)器9和振動信號處理器10；其中，配重套筒1上部和下部設(shè)置六個行走支架2，配重套筒1和行走支架2通過鉸鏈3連接，彈簧4一端連接于行走支架2中部，另一端連接于配重套筒1；行走支架2的頂端設(shè)置有行走輪5，牽引繩6兩端分別連接配重套筒1和定滑輪7，牽引繩6不必垂直于地面，電機8安裝在定滑輪7上，電機8和振動感應(yīng)器9通過導(dǎo)線與振動信號處理器10相連。
所述的振動感應(yīng)器9為mmat7260qt加速度傳感器。
所述的振動信號處理器10為max197和at89c51單片機。
所述的配重套筒1和行走支架2為金屬材質(zhì)。
所述的配重套筒1的厚度為0.5米，高度為2米。
本發(fā)明的具體實施方式是：在大型風力發(fā)電機塔筒的頂部安裝檢測塔筒振動的振動感應(yīng)器9，并實時的通過串口連接線把振動信號傳遞給振動信號處理器10。振動信號處理器10經(jīng)過分析之后決定是否對電機8下達轉(zhuǎn)動指令。在塔筒外側(cè)加裝一個配重套筒1，配重套筒1的重量要較大。為適應(yīng)塔筒直徑隨高度的改變，配重套筒1上下兩側(cè)各安裝三個對稱分布的、具有較大強度的行走支架2。行走支架2一端通過鉸鏈3連接配重套筒1，另一端連接行走輪5中心軸。每個行走支架2的內(nèi)側(cè)中部連接一個勁度系數(shù)較大的彈簧4，彈簧4另一端固定于配重套筒1端面。配重套筒1在風力發(fā)電機塔筒上升降時，行走支架2可以在鉸鏈3和彈簧4的幫助下不斷調(diào)整俯仰角度以使配重套筒1中心軸和發(fā)電機塔筒中心軸保持重合。配重套筒1依靠電機8、定滑輪7和牽引繩6改變在風力發(fā)電機塔筒上的高度。一旦振動信號處理器10發(fā)現(xiàn)發(fā)電機塔筒發(fā)生共振，立即對電機8下達啟動指令。電機8帶動定滑輪7旋轉(zhuǎn)使牽引繩6的長度變化，并改變配重套筒1的高度。由于配重套筒1同發(fā)電機塔筒通過行走支架2和行走輪5緊密接觸，配重套筒1位置的改變會影響大型風力發(fā)電機組的質(zhì)量分布和固有頻率。所以，無論發(fā)電機槳葉轉(zhuǎn)動引起的振動如何，只要使固有頻率始終避開槳葉振動頻率，就都可以避免共振的發(fā)生。