葉片式耗能調諧減振裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于風力發(fā)電塔及相關高聳結構風振控制，具體涉及一種葉片式耗能調諧減振裝置。
【背景技術】
[0002]隨著風電能源的開發(fā)利用，風力發(fā)電塔近些年來得到了大力的推廣。鑒于其對經濟發(fā)展和環(huán)境保護的重要作用，確保風力發(fā)電塔結構在風荷載作用下安全穩(wěn)定的工作，具有非常重要的意義。風力發(fā)電塔結構高度較高，其主要重量集中在塔架頂端的風機系統(tǒng)，且由于其特殊的工作性質，極易受到風荷載的影響。風力發(fā)電塔結構系統(tǒng)在受到風荷載等外界荷載激勵時，系統(tǒng)獲得能量輸入，從而產生相應的動力響應。
[0003]目前常用的振動控制技術可以分為被動控制、主動控制、半主動控制、智能控制和混合控制。目前振動控制的方法主要包括消振、隔振、動力吸振及阻尼減振等方法。阻尼耗能裝置的作用相當于增大結構的阻尼，是將結構振動的能量轉變成熱能或其它可以損耗的能量，從而減小結構的響應，主要包括金屬耗能阻尼器、摩擦耗能阻尼器、粘彈性阻尼器和粘滯阻尼器。調諧質量阻尼器是一種經典的減振控制裝置，它是由彈簧、阻尼器和質量塊所組成的振動系統(tǒng)。當結構在外部荷載作用下產生振動，帶動調諧質量阻尼器系統(tǒng)一起振動，調諧質量阻尼器系統(tǒng)相對運動產生的慣性力反作用到結構上，調諧這個慣性力，使其對結構的振動控制產生控制作用，從而達到減小結構振動響應的目的。
[0004]目前的減振裝置多采用一種方式減小結構振動，這樣強風作用下不能將風能充分的轉化為其他形式的能量；另外，現(xiàn)有的減振裝置只能控制某個方向或者某幾個方向的振動，考慮到風力發(fā)電塔架結構所處環(huán)境的復雜性，傳統(tǒng)的減振裝置不能很好的應對最不利方向風吹來造成的風振響應。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明目的是提供一種葉片式耗能調諧減振裝置，主要針對風力發(fā)電塔及相關高聳結構振動控制，旨在減小其在風荷載作用下的振動反應，從而達到減振耗能的效果，本發(fā)明通過輪轂葉片轉動耗能及調諧質量減振兩種方式將外界激勵獲得的能量轉化為其他形式的能量，研制出葉片式耗能調諧減振裝置。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術方案:
[0007]葉片式耗能調諧減振裝置，包括一個安裝在轉盤上的減振盒，在減振盒內的下底面和上頂面分別安裝有能沿其表面來回滑動的質量塊，所述的質量塊通過并聯(lián)的粘滯阻尼器和彈性元件與減振盒側壁相連，在上下兩個質量塊之間橫向設置有與減振盒內壁相連的液態(tài)阻尼器，在所述的液態(tài)阻尼器內安裝有水平設置的旋轉葉片軸，所述的旋轉葉片軸延伸到減振盒外與葉片相連。
[0008]進一步的，在所述的減振盒內的下底面和上頂面分別安裝有下軌道和上軌道，上下兩個質量塊的底部安裝有車輪，車輪分別沿著下軌道和上軌道上來回移動，以減少粘滯阻尼器與減振盒之間的摩擦力。
[0009]進一步的，所述的葉片與輪轂相連，輪轂與旋轉葉片軸相連，葉片轉動旋轉葉片軸運動，旋轉葉片軸運動與液態(tài)阻尼器摩擦進而耗能。
[0010]進一步的，所述的上下兩個質量塊具有相同的質量，通過調節(jié)彈簧的剛度，使質量塊與被控結構有相同的頻率，從而起到減振作用。
[0011]進一步的，所述的轉盤安裝一個轉軸上，在轉軸一側安裝有風向傳感器，轉軸與轉盤相連，用于調節(jié)減振盒及葉片的方向，可以實現(xiàn)最大振動方向的控制。
[0012]進一步的，所述的風向傳感器采集的轉軸的轉速，且將采集的信號發(fā)送給控制器，所述的控制器進而再控制轉軸的轉速和轉向。
[0013]進一步的，所述的旋轉葉片軸與減振盒接觸的部分設置有一個使旋轉葉片軸自由轉動但不能沿箱壁法線方向移動的卡環(huán)。
[0014]進一步的，本發(fā)明應通過底部轉盤固定于塔架頂部風機的上表面。
[0015]本發(fā)明的工作原理如下:
[0016]使用時，本發(fā)明應通過底部轉盤固定于塔架頂部風機的上表面。由風向傳感器獲取風向，控制轉軸轉動，使得減振裝置的葉片正對風吹來的方向，可以實現(xiàn)最大振動方向的減振。風吹向該減振裝置，一部分作用于葉片，葉片旋轉帶動旋轉液態(tài)阻尼器工作，將風能轉化為動能，進而轉化為熱能；另一部分作用于塔架結構，塔架結構產生振動，引起減振盒中質量塊左右移動，同時彈簧和阻尼器工作，進而達到減振的效果。
[0017]本發(fā)明的有益效果如下:
[0018]本發(fā)明可以自動調節(jié)減振裝置工作的方向達到控制最不利風向情況下的減振目的，從而減小風力發(fā)電塔架結構在風荷載作用下最大振動的響應。該裝置通過葉片轉動進而帶動旋轉葉片軸與液態(tài)阻尼摩擦耗能，同時通過調諧質量阻尼器減振，具有較好的減振效果。該裝置構造簡單，靈活性高，性價比高，使用方便。、
[0019]本發(fā)明通過兩種途徑，能夠同時將風能轉化為動能，進而轉化為熱能，可以充分的消耗能量，達到良好的減振效果。且本發(fā)明通過風向傳感器，自動控制減振裝置的方向，從而實現(xiàn)不同方向的風振控制。
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021 ]圖1是葉片式耗能調諧減振裝置示意圖；
[0022]圖2是葉片式耗能調諧減振裝置a-a剖面示意圖；
[0023]圖3是葉片式耗能調諧減振裝置側視示意圖。
[0024]圖中:I連桿，2質量塊，3粘滯阻尼器，4彈簧，5車輪，6下軌道，7上軌道，8卡環(huán)，9輪轂，1葉片，11減振盒，12旋轉葉片軸，13液態(tài)阻尼器，14轉盤，15風向傳感器。
【具體實施方式】
[0025]以下結合技術方案和附圖詳細敘述本發(fā)明的實施方式。
[0026]本發(fā)明提出的葉片式耗能調諧減振裝置如圖1，圖2，圖3所示，該裝置可以安裝在塔架結構的頂部。具體結構如下:該耗能減振裝置是由輪轂葉片、減振盒及轉盤三部分組成。其中減振盒由一個連桿1、兩個質量塊2、兩個粘滯阻尼器3、兩個彈簧4、八個車輪5、下軌道6、上軌道7、卡環(huán)8、旋轉葉片軸12、液態(tài)阻尼器13及減振盒11構成。轉盤由轉盤14及風向傳感器15構成，具體結構如下:
[0027]在減振盒11內的下底面和上頂面分別安裝有能沿其表面來回滑動的質量塊2，所述的質量塊2通過并聯(lián)的粘滯阻尼器3和彈簧4與減振盒11側