用于风机塔筒减振的电涡流调谐质量阻尼器及其安装方法与流程

[0001]
本发明涉及减振技术领域，特别是一种用于风机塔筒减振的电涡流调谐质量阻尼器及其安装方法。


背景技术：

[0002]
风力发电机组通常称作风机，风机一般由风轮、发电机和塔筒组成。塔筒是风机中重要的承载部件，在使用过程中，风机塔筒在风荷载的作用下存在振动过大的问题。
[0003]
通常采用油压粘滞阻尼器对风机塔筒进行振动控制，不仅存在漏油缺陷，且耐久性和可靠性无法满足要求，于是技术人员考虑采用摆式电涡流调谐质量阻尼器进行振动控制。摆式电涡流调谐质量阻尼器利用电涡流阻尼技术，导体板与固定的磁钢产生相对运动，当处于局部磁场中的导体板切割磁力线时会在导体板中产生电涡流，电涡流会与磁钢产生的原磁场相互作用，产生一个阻碍导体板和原磁场相对运动的力，同时导体板的电阻效应将导体板获得的动能通过电涡流转换为热能耗散出去。摆式电涡流调谐质量阻尼器不依靠机械摩擦耗能，没有工作流体，也就不存在漏液和密封的问题，具有可靠性高、耐久性好和构造相对简单等优点，因此特别适合用在要求疲劳寿命长且不易维护的工作环境。
[0004]
但是在使用过程中，摆式电涡流调谐质量阻尼器的质量块存在和风机塔筒筒壁相碰撞的风险，存在较大的安全隐患。同时鉴于塔筒内部存在电梯，一旦摆式电涡流调谐质量阻尼器的质量块撞到电梯，将发生严重的安全事故。因此，需要设计一款用于风机塔筒减振的电涡流调谐质量阻尼器。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的在于：针对现有技术存在的摆式电涡流调谐质量阻尼器的质量块可能会撞到风机塔筒筒壁、电梯，存在安全隐患的问题，提供一种用于风机塔筒减振的电涡流调谐质量阻尼器及其安装方法。
[0006]
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0007]
一种用于风机塔筒减振的电涡流调谐质量阻尼器，包括电涡流阻尼产生器和摆动组件，所述电涡流阻尼产生器包括间隔设置的导体板和磁钢，所述摆动组件包括摆杆和质量块，所述质量块固定连接在所述摆杆的下端，且所述磁钢固定在所述质量块下端，还包括限位组件，所述限位组件包括限位绳，所述限位绳为环状结构，所述限位绳位于所述质量块的外围，所述限位绳用于限制所述质量块的位移。
[0008]
本发明通过在质量块外围设置柔性的限位绳，限制质量块产生过大位移，可以有效防止质量块碰撞风机塔筒筒壁、电梯，消除安全隐患。且本发明采用限位绳进行柔性限位，相较于传统的刚性防撞措施，本发明结构简单，缓冲效果明显，对于不同角度的碰撞均有良好的限位效果，且不易产生疲劳问题。
[0009]
作为本发明的优选方案，所述限位组件还包括沿所述质量块的周向间隔设置的多个斜拉绳，每个所述斜拉绳的一端均连接所述限位绳，所述斜拉绳用于限制所述限位绳的
位移。
[0010]
本发明通过在质量块周向设置多个斜拉绳，斜拉绳可以有效对限位绳进行限位，限制限位绳产生过大位移，从而进一步增强限位绳的限位效果。
[0011]
作为本发明的优选方案，所有所述斜拉绳沿所述质量块的周向均布。从而可以对质量块各个角度的位移均产生较好的限位效果。
[0012]
作为本发明的优选方案，每个所述斜拉绳的一端均连接所述限位绳，另一端均通过连接件与风机塔筒筒壁固定连接。
[0013]
作为本发明的优选方案，所述限位绳和所述斜拉绳均为钢丝绳，耐久性好，无需经常更换。
[0014]
作为本发明的优选方案，所述摆杆为刚性摆杆。
[0015]
作为本发明的优选方案，所述摆杆通过球铰连接于塔筒横隔板。
[0016]
作为本发明的优选方案，还包括磁钢支撑板，所述磁钢支撑板的上端与所述质量块下端固定连接，所述磁钢固定在所述磁钢支撑板上。
[0017]
作为本发明的优选方案，所述导体板为铜板、铝板等，耐久性好，无需经常更换。
[0018]
作为本发明的优选方案，所述质量块为钢块，耐久性好，无需经常更换。
[0019]
本发明还公开了一种用于风机塔筒减振的电涡流调谐质量阻尼器的安装方法，安装所述的用于风机塔筒减振的电涡流调谐质量阻尼器，包括以下步骤：
[0020]
步骤一：制作能够沿着塔筒筒壁滑动的运输小车；
[0021]
步骤二：将所述塔筒筒壁平放在地面，使用所述运输小车将所述的用于风机塔筒减振的电涡流调谐质量阻尼器的零部件和/或预组装件分别沿着所述塔筒筒壁运输到待安装位置，并暂时固定在所述塔筒筒壁预留的连接件上；
[0022]
步骤三：将所述塔筒筒壁竖立，并在所述塔筒筒壁内将所述零部件和/或所述预组装件组成整体结构，从而完成所述的用于风机塔筒减振的电涡流调谐质量阻尼器的安装。
[0023]
大功率风机塔筒的高度基本都在100m以上，有些已达到140m甚至更大。为了使减振效果最佳，阻尼器一般安装在塔筒顶部位置，加之风机塔筒内部空间有限，塔筒内部的电梯、电缆等附属设施也占用了一部分空间，如何把重量大、体积大的阻尼器安全可靠地安装到风机塔筒上是个难题。
[0024]
本发明所述的安装方法，首先设计一款能够沿着塔筒筒壁稳定滑动的运输小车，并将电涡流调谐质量阻尼器的各个零部件分别进行运输，或者先将若干个零部件组装成预组装件，化整为零后再分别进行运输，最后再在塔筒内组装成整体结构。本发明所述的安装方法相对于直接运输安装整个阻尼器，具有安装过程可控，安装方便，安装可靠安全，安装精度高的优点。
[0025]
作为本发明的优选方案，所述步骤一中：
[0026]
所述运输小车包括第一车轮和第二车轮，所述第一车轮和所述第二车轮呈八字形布置，且所述第一车轮和所述第二车轮之间设置有弧形板。两个车轮呈八字形布置，从而和圆弧形结构的塔筒筒壁相适配，提高了小车在塔筒筒壁滑动的稳定性。设置的弧形板用于放置阻尼器的零部件和/或预组装件，设置成弧形结构，弧形板可以基本和塔筒筒壁平行设置，从而提高了零部件和/或预组装件在小车运输时的稳定性，不容易从弧形板上滑落。
[0027]
作为本发明的优选方案，所述第一车轮和所述第二车轮均垂直于所述塔筒筒壁设
置，此时，小车在塔筒筒壁滑动的稳定性较佳。
[0028]
作为本发明的优选方案，所述弧形板与所述塔筒筒壁为同心弧结构，此时零部件和/或预组装件在小车运输时的稳定性较佳。
[0029]
作为本发明的优选方案，所述运输小车上设有多个圆环，所述圆环用于和驱动设备(比如穿过钢丝绳，并和手拉葫芦相连接)相连接，从而带动所述运输小车滑动。
[0030]
作为本发明的优选方案，所述步骤二中，所述连接件包括拉环或绑绳等。所述连接件用于将零部件和/或预组装件可靠的固定在风机塔筒筒壁上。
[0031]
作为本发明的优选方案，所述步骤三：通过手拉葫芦等小型机械设备将所述零部件和/或所述预组装件组成整体结构。
[0032]
作为本发明的优选方案，所述安装方法还包括步骤四：调试所述的用于风机塔筒减振的电涡流调谐质量阻尼器，对安装过程中有漆面损伤的零部件进行补漆。
[0033]
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
[0034]
1、本发明通过在质量块外围设置柔性的限位绳，限制质量块产生过大位移，可以有效防止质量块碰撞风机塔筒筒壁、电梯，消除安全隐患。且本发明采用限位绳进行柔性限位，相较于传统的刚性防撞措施，本发明结构简单，缓冲效果明显，对于不同角度的碰撞均有良好的限位效果，且不易产生疲劳问题。
[0035]
2、本发明的各个部件均采用耐久性高的金属构件，无需经常更换，可有效控制风机塔筒的振动；且无工作流体，不会出现漏液问题，在磁场中工作无需电源，无附加刚度，无接触无磨耗，不存在摩擦阻尼。
[0036]
3、本发明所述的安装方法，首先设计一款能够沿着塔筒筒壁稳定滑动的运输小车，并将电涡流调谐质量阻尼器的各个零部件分别进行运输，或者先将若干个零部件组装成预组装件，化整为零后再分别进行运输，最后再在塔筒内组装成整体结构。本发明所述的安装方法相对于直接运输安装整个阻尼器，具有安装过程可控，安装方便，安装可靠安全，安装精度高的优点。
[0037]
4、本发明可以在风力发电领域推广应用，为风电发电效率可用率的提升提供了有力保障，为电力生产创造更大的经济效益。同时，也可应用于风电之外的其他领域，凡是具有限位和减振需求的结构物上，均可应用本发明。
附图说明
[0038]
图1是本发明所述的用于风机塔筒减振的电涡流调谐质量阻尼器的结构示意图。
[0039]
图2是本发明所述的用于风机塔筒减振的电涡流调谐质量阻尼器的侧视图。
[0040]
图3是本发明所述的用于风机塔筒减振的电涡流调谐质量阻尼器的正视图。
[0041]
图4是图3中的a-a剖视图。
[0042]
图5是图4中的b-b-剖视图。
[0043]
图6是本发明所述的运输小车在塔筒中的安装示意图。
[0044]
图7是本发明所述的运输小车的结构示意图。
[0045]
图标：1-塔筒筒壁，2-导体板支架，3-质量块，4-连接件，5-斜拉绳，6-限位绳，7-摆杆，8-塔筒横隔板，9-电梯，10-球铰，11-导体板，12-磁钢，13-运输小车，14-弧形板，15-第一车轮，16-第二车轮，17-圆环。
具体实施方式
[0046]
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
[0047]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0048]
实施例1
[0049]
如图1-图5所示，一种用于风机塔筒减振的电涡流调谐质量阻尼器，包括电涡流阻尼产生器、摆动组件和限位组件。
[0050]
电涡流阻尼产生器包括导体板11和磁钢12，导体板11和磁钢12相对布置，且二者之间具有一定的间隙。
[0051]
在风机塔筒内设置有塔筒横隔板8，在塔筒横隔板8上设置有导体板支架2，导体板11安装在导体板支架2上，导体板11为铜板。图1-图5所示为上层塔筒横隔板8，在导体板支架2下方对应设有下层塔筒横隔板8，导体板支架2即安装在下层塔筒横隔板8上。
[0052]
摆动组件包括摆杆7和质量块3，质量块3固定连接在摆杆7的下端，摆杆7为刚性结构，摆杆7通过球铰10和上层塔筒横隔板8铰接。质量块3可以为钢块，在质量块3下端固定连接磁钢支撑板，磁钢12通过螺钉固定在磁钢支撑板上。
[0053]
限位组件包括限位绳6和斜拉绳5，限位绳6和斜拉绳5均为钢丝绳。限位绳6为环状(圈状)结构，限位绳6位于质量块3的外围，限位绳6用于限制质量块3的位移。限位绳6套设在质量块3的外围，限位绳6的周长/面积大于质量块3的周长/面积，从而限位绳6能将质量块3包围起来，且二者之间留有一定的空间，用于质量块3摆动所需。而一旦质量块3的摆动位移过大时，限位绳6又能阻挡质量块3，从而起到限位作用。
[0054]
斜拉绳5的数量为多个，所有斜拉绳5沿质量块3的周向均匀间隔设置，斜拉绳5用于限制限位绳6的位移。每个斜拉绳5的一端均连接限位绳6，另一端均通过连接件4与风机塔筒筒壁1固定连接，连接件4可以是钢构件，并和塔筒筒壁1焊接连接。每个点位可以采用一横一斜两条斜拉绳5，通常斜拉绳5处于绷直状态，用于对限位绳6进行定位安装，同时限制限位绳6的位移，从而避免质量块3碰撞风机塔筒筒壁1、电梯9。
[0055]
电涡流调谐质量阻尼器的导体板11通过导体板支架2与塔筒相连接，磁钢12通过磁钢支撑板与质量块3相连接。磁钢12会产生一个固定的原磁场，而当塔筒振动时，振动传递到摆杆7，摆杆7摆动，质量块3摆动，从而使得质量块3下方的磁钢12与导体板11发生相对运动，由磁钢12产生的原磁场发生变化，磁通量的改变导致产生电涡流，同时产生一个阻碍导体板11和原磁场相对运动的力，从而限制摆动组件的摆动幅度，达到减振效果。
[0056]
另外，为了避免质量块3发生碰撞事故，在质量块3外周布置限位绳6和斜拉绳5进行柔性限位，减少了安全隐患。
[0057]
实施例2
[0058]
一种用于风机塔筒减振的电涡流调谐质量阻尼器的安装方法，安装如实施例1所述的用于风机塔筒减振的电涡流调谐质量阻尼器，包括以下步骤：
[0059]
步骤一：制作能够沿着塔筒筒壁1滑动的运输小车13。
[0060]
如图6-图7所示，运输小车13包括弧形板14、第一车轮15、第二车轮16和多个圆环17。第一车轮15和第二车轮16呈八字形布置，第一车轮15和第二车轮16可以直接垂直于圆
弧形的塔筒筒壁1设置，或者与塔筒筒壁1的夹角在70-110度之间。弧形板14设置在第一车轮15和第二车轮16之间，弧形板14与塔筒筒壁1为同心弧结构，设置的弧形板14用于放置阻尼器的零部件和/或预组装件。圆环17固定安装在弧形板14的端部，圆环17用于和驱动设备(比如穿过钢丝绳，并将钢丝绳和手拉葫芦相连接)相连接，从而带动运输小车13滑动。
[0061]
步骤二：将塔筒筒壁1平放在地面，使用运输小车13将电涡流调谐质量阻尼器的零部件和/或预组装件分别沿着塔筒筒壁1运输到待安装位置，并暂时固定在塔筒筒壁1预留的连接件上。连接件可以为拉环或绑绳等。连接件用于将零部件和/或预组装件可靠的固定在风机塔筒筒壁1上
[0062]
步骤三：将塔筒筒壁1竖立，并通过手拉葫芦等小型机械设备在塔筒筒壁1内将零部件和/或预组装件组成整体结构，从而完成用于风机塔筒减振的电涡流调谐质量阻尼器的安装。
[0063]
步骤四：调试用于风机塔筒减振的电涡流调谐质量阻尼器，对安装过程中有漆面损伤的零部件进行补漆。
[0064]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。