抑振装置及止回装置形变恢复方法、风力发电机组与流程

本申请涉及风力发电技术领域，具体而言，本申请涉及一种抑振装置及止回装置形变恢复方法、风力发电机组。

背景技术：

风力发电机组是一种将风能转换为电能的绿色能源设备。风力发电机组遍布于地球上的大部分环境区域，可大致分为陆上风力发电机组和海上风力发电机组，无论是陆上风力发电机组还是海上风力发电机组，机组外部环境及其复杂且伴随着极度的不确定性。这些因素组成了风力电机组运行中对应的各种激励源，包括外部激励和自身激励，如外部不确定的风载荷、没有规律可循的波浪载荷、叶轮自身的不平衡、叶轮自身旋转等；而这些确定与不确定的激励源的输入，会引起机组运行特征的各种不确定性以及一些异常的表现，其中最为直观的响应就是机组振动。

基于此，亟需提出抑制振动的装置，在应对风力发电机组外部及内部复杂多变的激励时，起到保护机组安全、保证机组持续发电的作用，调谐质量阻尼器应运而生。通过调谐质量阻尼器抑制振动的过程实质上是振动能量转移、耗散的过程；具体到风力发电机组而言，在机组发生振动时，通过安装在机组内部的调谐质量阻尼装置产生与机组反相位的运动，进而将机组振动的能量进行转移，之后通过调谐质量阻尼装置自身的阻尼实现振动能量的耗散，进而实现振动抑制。

但是，由于调谐质量阻尼器抑制振动的原理是通过自身质量块的大幅运动实现的，在机舱、塔筒空间内安装及其有限的条件下，调谐质量阻尼器大幅运动过程中容易与其它部件之间产生干涉，从而影响调谐质量阻尼器的安全运行。

技术实现要素：

本申请针对现有技术的缺点，提出一种抑振装置及止回装置形变恢复方法、风力发电机组，用以解决现有抑振装置没有对调谐质量阻尼器的摆动进行限位的技术问题。

第一个方面，本申请实施例提供了一种抑振装置，包括：质量块、止回装置、载荷测量单元、控制单元以及加热单元；所述止回装置包括用于限制所述质量块摆动范围的止回内环结构，所述止回内环结构因所述质量块撞击产生的形变可通过加热实现形变恢复；所述载荷测量单元布置在所述止回内环结构朝向所述质量块的一侧，用于获取所述质量块对所述止回内环结构的碰撞载荷参数；所述控制单元与所述载荷测量单元电连接，用于根据所述碰撞载荷参数，确定目标碰撞位置和恢复形变所需要的恢复能量；以及，根据所述目标碰撞位置和所述恢复能量，生成对应的加热控制信号；所述加热单元根据所述加热控制信号，确定对所述目标碰撞位置处的所述止回内环结构加热，直至形变恢复。

可选地，所述止回内环结构包括：止回夹层内壁结构、止回内芯结构和止回夹层外壁结构；所述止回内芯结构容置在所述止回夹层内壁结构与所述止回夹层外壁结构之间，所述止回内芯结构和所述止回夹层内壁结构中的至少一者包括形状记忆合金材料；所述载荷测量单元包括多个载荷测量传感器，多个所述载荷测量传感器沿所述止回夹层内壁结构的周向间隔布置。

可选地，所述加热单元包括电加热部件；所述电加热部件位于内环结构内部。

可选地，所述控制单元还用于利用模糊控制算法对所述加热控制信号进行处理，并生成第一加热控制信号；所述电加热部件与所述控制单元电连接，用于根据所述第一加热控制信号，对所述目标碰撞位置处的所述止回内芯结构加热。

可选地，所述加热单元还包括热风加热模块；所述热风加热模块包括：热风进气通道、若干通风孔、热风排气通道以及用于控制所述通风孔开度的通风孔控制阀；若干所述通风孔沿所述止回夹层外壁结构的周向设置，所述热风进气通道的一端用于与热气源连通，所述热风进气通道的另一端与所述通风孔的一端与连通，所述通风孔的另一端与所述止回内芯结构的内部空间连通；所述热风排气通道的一端用于与外界大气环境连通，所述热风排气通道的另一端与所述止回内芯结构的内部空间连通。

可选地，所述控制单元还用于利用模糊控制算法对所述加热控制信号进行处理，并生成第二加热控制信号；所述通风孔控制阀均与所述控制单元电连接，用于根据所述第二加热控制信号，调节所述目标碰撞位置附近的所述通风孔的开度，使得带有热量的气流流入至所述止回内芯结构的内部空间进行加热。

可选地，若干所述通风孔沿所述止回夹层外壁结构的径向同心式排布。

可选地，所述止回装置还包括止回外环结构；所述止回外环结构与所述止回内环结构固连，且所述止回外环结构与所述止回内环结构之间设有封闭的环形流道；所述通风孔的一端与所述环形流道连通，所述止回外环结构沿径向的外侧设有至少一个进风管口，所述进风管口用于与所述热风进气通道连通；所述止回内环结构沿径向外侧设有至少一个出风管口，所述出风管口贯穿所述止回外环结构，用于与所述热风排气通道连通。

可选地，所述通风孔的直径自靠近所述进风管口的位置向靠近所述出风管口的位置逐渐增大。

可选地，所述热风进气通道远离所述止回装置的一端用于与发电机的出风口连通；所述热风排气通道远离所述止回装置的一端用于与机舱的出风口连通。

可选地，所述热风进气通道上设有气体阀门和温度传感器；所述气体阀门与所述控制单元电连接，用于在接收到所述第二加热控制信号时开启；所述温度传感器与所述控制单元电连接，用于检测流入至所述热风排气通道的气流的温度，以确定所述控制单元是否生成第一加热控制信号。

第二个方面，本申请实施例还提供了一种风力发电机组，包括：塔筒和第一个方面所述的抑振装置；所述抑振装置的质量块悬挂在所述塔筒内；所述抑振装置的止回装置安装在所述塔筒的限位平台上，所述止回装置的止回内环结构套设在所述质量块的外部。

可选地，风力发电机组还包括机舱和安装在机舱内的发电机，所述机舱安装在所述塔筒的顶部；所述机舱的进风口与所述发电机的进风口连通；所述抑振装置的热风进气通道远离所述止回装置的一端与所述发电机的出风口连通；所述抑振装置的热风排气通道远离所述止回装置的一端与所述机舱的出风口连通。

第三个方面，本申请实施例还提供了一种止回装置形变恢复方法，基于如第一个方面所述的抑振装置，包括：

获取质量块对止回内环结构的碰撞载荷参数；

根据所述碰撞载荷参数，确定目标碰撞位置和恢复形变所需要的恢复能量；

根据所述目标碰撞位置和所述恢复能量，生成对应的加热控制信号；

根据所述加热控制信号，对所述目标碰撞位置处的所述止回内环结构加热，直至形变恢复。

可选地，所述碰撞载荷参数，包括：

所述质量块与所述止回内环结构碰撞时所接触到的各载荷测量传感器的分布位置和碰撞力。

可选地，所述根据所述碰撞载荷参数，确定目标碰撞位置和恢复形变所需要的恢复能量，包括：

根据碰撞载荷参数，确定所述质量块与所述止回内环结构碰撞时的碰撞区域方位角；

根据所述碰撞区域方位角，确定所述目标碰撞位置；

以及，

根据碰撞载荷参数，确定所述质量块与所述止回内环结构碰撞时的合成碰撞力；

根据所述合成碰撞力，确定所述目标碰撞位置的形变恢复所需要的恢复能量。

可选地，所述根据所述目标碰撞位置和所述恢复能量，生成对应的加热控制信号，包括：

根据所述恢复能量，确定所述目标碰撞位置处的所述止回内环结构恢复形变至少需要的加热温度。

可选地，所述根据所述目标碰撞位置和所述恢复能量，生成对应的加热控制信号之后，包括：

利用模糊控制算法对所述加热控制信号进行处理，以生成第一加热控制信号和/或第二加热控制信号。

可选地，所述利用模糊控制算法对所述加热控制信号进行处理，以生成第一加热控制信号和/或第二加热控制信号，包括：

当检测到流入至所述热风进气通道的气流的温度与环境温度一致时，生成所述第一加热控制信号；

当检测到流入至所述热风进气通道的气流的温度大于环境温度、且小于止回内芯结构的临界形变恢复温度时，同时生成第一加热控制信号和第二加热控制信号；

当检测到流入至所述热风进气通道的气流的温度大于止回内芯结构的临界形变恢复温度时，生成所述第二加热控制信号。

可选地，所述根据所述加热控制信号，对所述目标碰撞位置处的所述止回内环结构加热，包括：

根据所述第一加热控制信号，对所述目标碰撞位置处的止回内芯结构加热；和/或，根据所述第二加热控制信号，调节所述目标碰撞位置附近的通风孔的开度，使得带有热量的气流流入至止回内芯结构的内部空间进行加热。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果至少包括：

本申请实施例提供的抑振装置及止回装置形变恢复方法、风力发电机组，通过设置止回装置来限制质量块的摆动，从而将质量块限定在机舱或塔架内部空间一定的范围内，避免质量块大幅运动过程中与其它部件之间产生干涉，保证风力发电机组内各个部件的安全运行；通过获取测量质量块与止回内环结构的碰撞载荷参数，可确定目标碰撞位置和碰撞形变量，使得加热单元按照恢复形变量所需要的温度对目标碰撞位置处的止回内环结构进行加热，直至止回内环结构的形变恢复，这样止回装置无需经常更换，进而降低了风力发电机组的运维成本、备品备件成本，提升了风力发电机组整个生命周期的经济性。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提供的一种抑振装置的止回装置与质量块的安装结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种抑振装置的止回装置形变恢复系统的连接示意图；

图3为本申请实施例提供的一种抑振装置的止回装置的俯视图；

图4为本申请实施例提供的图3沿b-b的剖面示意图；

图5为本申请实施例提供的一种抑振装置的载荷测量传感器的分布示意图；

图6为本申请实施例提供的一种抑振装置的载荷测量传感器的力的合成示意图；

图7为本申请实施例提供的一种抑振装置的热风加热模块的内部结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种抑振装置的通风孔与通风孔控制阀的安装位置示意图；

图9为本申请实施例提供的另一种抑振装置的热风加热模块的内部结构示意图；

图10为本申请实施例提供的一种抑振装置的控制器的控制逻辑流程图；

图11为本申请实施例提供的一种抑振装置采用模糊控制算法处理加热控制信号时的隶属度函数示意图；

图12为本申请实施例提供的一种风力发电机组的内部结构示意图；。

图13为本申请实施例提供的一种抑振装置的止回装置形变恢复方法的流程示意图。

其中，附图标号的说明如下：

1-止回装置；110-止回内环结构；110a-出风管口；111-止回夹层内壁结构；112-止回内芯结构；113-止回夹层外壁结构；113a-通风孔；113b-通风孔控制阀；120-止回外环结构；120a-进风管口；130-环形流道；

2-质量块；

3-限位平台；

4-载荷测量单元；410-载荷测量传感器；

5-控制单元；

6-加热单元；610-电加热部件；620-热风加热模块；621-温度传感器；622-气体阀门；623-第一循环风机；624-第二循环风机；625-流量计；

7-热风进气通道；8-热风排气通道；

9-发电机的出风口；10-机舱的出风口；

11-塔筒；12-机舱；13-发电机；14-叶片；15-轮毂；16-悬吊装置；17-摆杆；18-阻尼装置；19-调谐装置；20-发电机的进风口；21-机舱的进风口。

具体实施方式

下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。

结合图1和图2所示，本申请实施例提供了一种抑振装置，用于抑制风力发电机组的振动，该抑振装置主要包括：质量块2、止回装置1、载荷测量单元4、控制单元5以及加热单元6。

具体地，质量块2属于抑振装置中的调谐质量阻尼器的主要部件，图1中的质量块2一般通过摆杆悬吊在机舱或者塔筒内(图1中未示出)。由于机舱内部或者塔筒内部安装调谐质量阻尼器的空间有限，因此，本实施例中通过设置止回装置1来实现对质量块2的限位。

本实施例中的止回装置1可以安装在机舱或者塔筒的固定位置，例如：限位平台3。参阅图3和图4，止回装置1包括止回内环结构110，止回内环结构110为环状结构，止回内环结构110套设在质量块2的外部，用于限制质量块2的摆动范围。此外，本实施例中的止回内环结构110因质量块2撞击产生的形变可通过加热实现形变恢复，从而可以减少止回装置1零部件的更换频率。

进一步地，继续参阅图1和图2，为了实现对形变位置进行加热，本实施例中在止回内环结构110朝向质量块2的一侧布置载荷测量单元4，载荷测量单元4用于获取质量块2对止回内环结构110的碰撞载荷参数。控制单元5与载荷测量单元4电连接，主要用于对载荷测量单元4获取的碰撞载荷参数进行处理。其中，控制单元5的具体处理过程包括：根据载荷测量单元2获取的碰撞载荷参数，确定目标碰撞位置和恢复形变所需要的恢复能量；以及，根据目标碰撞位置和所述恢复能量，生成对应的加热控制信号。加热单元6与控制单元5电连接，根据接收到的加热控制信号，确定对目标碰撞位置处的止回内环结构110加热，直至形变恢复。

需要说明的是，本申请实施例中的形变恢复是指在满足形变恢复的条件时，该形变所能恢复的程度，根据不同的形变形态、位置以及材料，形变恢复的程度可以达到100％、95％或者90％等，本实施例中对此不作具体限定。

本实施例中，通过设置止回装置1来限制质量块2的摆动，从而将质量块2限定在机舱或塔架内部空间一定的范围内，避免调谐质量阻尼器的质量块在大幅运动过程中与其它部件之间产生干涉，保证风力发电机组内各个部件的安全运行；通过获取测量质量块2与止回内环结构110的碰撞载荷参数，可确定目标碰撞位置和碰撞形变量，使得加热单元6按照恢复形变量所需要的温度对目标碰撞位置处的止回内环结构110进行加热，直至止回内环结构110的形变恢复，这样止回装置1无需经常更换，进而降低了风力发电机组的运维成本、备品备件成本，提升了风力发电机组整个生命周期的经济性。

在一些实施例中，继续参阅图3和图4，止回内环结构110具体包括：止回夹层内壁结构111、止回内芯结构112和止回夹层外壁结构113。止回内芯结构112容置在止回夹层内壁结构111与止回夹层外壁结构113之间，止回夹层内壁结构111与止回夹层外壁结构113可以通过止回内芯结构112实现连接，也可以通过焊接或者一体成型的方式实现连接。

可选地，止回夹层内壁结构111为弹性体，该弹性体的材料包括形状记忆合金材料。在抑振装置的工作过程中，止回夹层内壁结构111直接与质量块2发生碰撞、相互作用。止回夹层外壁结构113为刚体结构，止回夹层外壁结构113具有较大刚度，在质量块2与止回内环结构110发生碰撞时，允许有较小的变形。嵌于止回夹层内壁结构111与止回夹层外壁结构113之间的止回内芯结构112的材料也包括形状记忆合金材料，且在止回夹层内壁结构111、止回夹层外壁结构113之间呈现多层褶状、空间曲折环绕、迂回或者包络式分布(如图3所示)。由于形状记忆合金材料可以通过加热恢复形变，使得恢复形变后的止回装置1可以反复使用。

从能量传递的角度来看，在质量块2与止回夹层内壁结构111发生碰撞时，止回夹层内壁结构111会将碰撞能量传递至止回夹层外壁结构113的路径上，由于止回内芯结构112发生充分的变形会使得碰撞能量的充分吸收，直接将碰撞源头的能量较小的传递至止回夹层外壁结构113。

可选地，如图5所示，载荷测量单元4包括多个载荷测量传感器410，多个载荷测量传感器410沿止回夹层内壁结构111的周向间隔布置。例如：沿着止回夹层内壁结构111的内侧壁，每间隔30度的圆心角布置一个载荷测量传感器410，载荷测量传感器410的编号依次为n1，n2，……，n12。

具体地，载荷测量传感器410用于止回碰撞力的测量，多个载荷测量传感器410均布于止回夹层内壁结构111的整个圆周，如图6所示，当质量块2与止回装置1在某个圆周方位发生碰撞时，此时通过对应圆周方位处多个(2～3个)的载荷测量传感器410可分别测量精确圆周角度下的力，图6中示意为质量块2与两个载荷测量传感器410(n1和n12)接触，两个载荷测量传感器410对应的载荷碰撞力分别为f1和f2，通过力的矢量合成可精确出合成碰撞力f的大小。

进一步地，参阅图10，根据目标碰撞位置附近的载荷测量传感器410测得的载荷碰撞力，可以确定碰撞区域方位角α(对应于目标碰撞位置)。

本实施例中，止回内环结构110中与质量块2碰撞的结构采用形状记忆合金材料制成，使得质量块2碰撞后产生的形变能够通过加热恢复；同时利用载荷测量传感器410获取碰撞载荷参数，能够确定碰撞的位置和恢复形变需要的能量，从而有针对性地对该碰撞位置进行加热，直至恢复形变，这样止回装置1无需经常更换，进而降低了风力发电机组的运维成本、备品备件成本，并且提升了止回内环结构110形变恢复的效率。

在一些实施例中，继续参阅图2至图4，加热单元6包括电加热部件610，电加热部件610接收到加热控制信号时，接通电源并产生热量。电加热部件610位于止回内环结构110内。可选地，加热部件610位于止回夹层内壁结构111与止回夹层外壁结构113之间，且环绕于止回内芯结构112上(图中未示出)。本实施例中的电加热部件610可以为电伴热带。

本实施例中，通过环绕在止回内芯结构112上的电加热部件610，可以对止回内环结构110的形变位置进行加热，电加热部件610加热效率较高，且不受外界环境干扰。

在一些实施例中，继续参阅图2，加热单元6除了电加热部件610之外，还包括热风加热模块620。如图7所示，热风加热模块620具体包括：热风进气通道7、若干通风孔113a、热风排气通道8以及用于控制通风孔113a开度的通风孔控制阀113b；其中通风孔控制阀113b与通风孔113a的相对位置可参阅图8所示的结构。如图3所示，若干通风孔113a沿止回夹层外壁结构113的周向设置，且通风孔113a贯穿止回夹层外壁结构113。

具体地，在图7中，热风进气通道7的一端用于与热气源连通，热风进气通道7的另一端与通风孔113a的一端连通，通风孔113a的另一端与止回内芯结构112的内部空间连通。热风排气通道8的一端用于与外界大气环境连通，热风排气通道8的另一端与止回内芯结构112的内部空间连通。整个热风加热模块620形成了由热风进气通道7、通风孔113a以及热风排气通道8组成的热气循环管路，当需要对目标形变位置加热时，控制目标碰撞位置附近的通风孔113a所对应的通风孔控制阀113b，从而调节通风孔113a的开度，使得预设流量的热风能够进入到止回内芯结构112中。

可选地，若干通风孔113a沿止回夹层外壁结构113的周向层圆周阵列设置。相邻通风孔113a之间的圆心角可以根据实际需要进行设置，本实施例中不作具体限定。

可选地，如图9所示，本实施例中的热气源为发电机排出的带有温度的气流，因而热风进气通道7远离止回装置1的一端可以与发电机的出风口9连通。而机舱的出风口10与外界大气环境连通，这样热风排气通道8远离止回装置1的一端可以与机舱的出风口10连通，从而实现与外界大气环境的连通。需要说明的是，图9中的120a为止回装置的进风管口，图9中的110a为止回装置的出风管口。

本实施例中，利用热风加热模块620与电加热部件610相结合的方式对止回内环结构110的形变位置进行加热，可以使得止回装置1形状记忆合金在发生止回变形后再恢复原状，从而实现了止回装置1的循环使用，进而降低了止回装置1的维护、更换备件成本；并且该加热单元6利用机组自身发电机排放的较高品质热能的回收再利用，提高了能源的利用率，且节约了电能。

可选地，当热风加热模块620可以满足形变恢复所需要的恢复能量要求时，本实施例中的加热单元6也可以仅包括热风加热模块620，即可以不采用电加热部件610。

在一些实施例中，继续参阅图9，热风进气通道7上设有气体阀门622和温度传感器621。其中，气体阀门622与控制单元电连接，用于在接收到第二加热控制信号时开启。

温度传感器621与控制单元电连接，用于检测流入至热风排气通道8的气流的温度，以确定控制单元是否生成第一加热控制信号。即通过温度传感器621检测气流的温度是否达到记忆合金材料的形变恢复的临界温度，确定是否启动电加热部件对止回内芯结构进行加热。

可选地，继续参阅图9，为了增加气体的流速，热风进气通道7上还设有第一循环风机623，热风排气通道8上还设有第二循环风机624，利用第一循环风机623和第二循环风机624可提升气体循环速率，有利于形变恢复。

此外，继续参阅图9，热风进气通道7上还设有气体流量计625，用于监测流入到止回装置1内的气体流量。

本实施例中，通过在热风进气通道7上设置气体阀门622和温度传感器621，可以实时监测从发电机的排出的气流的温度，从而实现热风加热模块620与电加热单元6的联动控制，有利于提升加热效率，同时也能节约资源。

在一些实施例中，参阅图2、图9和图10，控制单元5还用于利用模糊控制算法对加热控制信号进行处理，并生成第一加热控制信号。电加热部件610与控制单元5电连接，用于根据第一加热控制信号，对目标碰撞位置处的止回内芯结构112加热。

可选地，继续参阅图2、图9和图10，控制单元5还用于利用模糊控制算法对加热控制信号进行处理，并生成第二加热控制信号。通风孔控制阀113b均与控制单元5电连接，用于根据第二加热控制信号，调节目标碰撞位置附近的通风孔113a的开度(可先开启气体阀门622)，使得带有热量的气流流入至止回内芯结构112的内部空间进行加热。

需要说明的是，当目标碰撞位置位于相邻的两个通风孔113a之间时，可以同时调节目标碰撞位置附近的这两个通风孔113a的开度进行热风加热。当目标碰撞位置正好对应某个通风孔113a的位置时，可以仅调节该通风孔113a的开度进行热风加热即可。此外，还可以根据具体的碰撞情形，对目标碰撞位置附近的通风孔113a的开启数量和位置进行设置，保证形变恢复速率与能源节约尽可能到达平衡。

本实施例中通过模糊控制算法对加热控制信号进行处理，参照图11所示的隶属度函数执行，从而实现对止回内芯结构112进行加热恢复。当流入止回装置1的气流的温度与环境温度(图11中示意为t1)相当时，止回内芯结构112的加热完全依赖于电加热，该动作的实现通过缠绕至止回内芯结构112上的电加热部件610加热(例如：电伴热带)实现。当气流的温度大于环境温度t1，且小于止回内芯结构112的形状记忆合金材料的临界恢复温度t2时，此时热风加热与电加热共同对止回内芯结构112加热，具体所占比例按照图11所示的隶属度函数执行；此时，依据止回装置1的碰撞区域方位角α，针对性地开启对应碰撞区域方位角的通风孔113a从而高效加热，提升恢复速度；当气流的温度大于止回内芯结构112的形状记忆合金材料的临界恢复温度t2时，完全由热风加热模块620提供加热。

本实施例中，基于温度测量和碰撞载荷测量，并结合机器自学习，通过对加热控制信号采用模糊控制算法进行处理，可以根据热风的温度与形状记忆合金材料的恢复温度的相对大小决定具体的加热方式，从而实现止回装置1与风力发电机组外部工况的最优联动，进而最大化地发挥止回装置1的功能。

可选地，如图4和图8所示，若干通风孔113a沿止回夹层外壁结构113的径向同心式排布，相当于止回夹层外壁结构113上同一角度位置处可以同时对应多个通风孔113a，且同一角度位置的通风孔113a可统一实现开度的控制，从而提升形变恢复的速度。

可选地，继续参阅图3和图4，止回装置1除了止回内环结构110之外，还包括止回外环结构120，止回外环结构120套设于止回内环结构110的外部，二者呈同心布置。其中，止回外环结构120与止回内环结构110之间固连，并形成封闭的环形流道130。

进一步地，通风孔113a的一端与环形流道130连通，止回外环结构120沿径向的外侧设有至少一个进风管口120a，进风管口120a与热风进气通道7连通。止回内环结构110沿径向外侧设有至少一个出风管口110a，出风管口110a贯穿止回外环结构120并与热风排气通道8连通。

具体气流循环过程为：从热风进气通道7流入的带有温度的气流可以从进风管口120a流入到环形流道130中，由于通风孔113a的一端与环形流道130连通，通风孔113a的另一端与止回内芯结构112的内部空间连通，使得止回内芯结构112的内部空间的气流在对形状记忆合金材料加热后从出风管口110a排出。

需要说明的是，出风管口110a的外壁与止回外环结构120之间为密封连接(例如：焊接)，从而避免环形流道130内的气体泄漏。

示例性的，如图3所示，图3中示意出了两个进风管口120a和两个出风管口110a，其中，两个进风管口120a在止回外环结构120上相对布置(中心线重合)，两个出风管口110a在止回外环结构120上相对布置(中心线重合)，且任意一个出风口与相邻的进风口之间的圆心角相差90度，这样可以使止回装置1内的气体流速更加均匀。

可选地，继续参阅图3，通风孔113a的直径自靠近进风管口120a的位置向靠近出风管口110a(或者远离进风管口120a)的位置逐渐增大，这样可以进一步提升出风管口110a的气体流速，有利于提升不同方向位置气体流速的均匀性。

基于同一发明构思，如图12所示，本申请实施例提供了一种风力发电机组，包括：轮毂15、叶片14、发电机13、机舱12、塔筒11以及抑振装置(图中未示出)等部件。其中，叶轮(包括轮毂15和叶片14)通过吸收外部的风能，通过发电机13实现风能向电能的转化。

然而，在一些条件下，如外部极端大风、特殊风速所带来的整机急停、共振等工况，会引起机组大幅度的晃动，从而会诱发风力发电机组的不稳定，机组的安全性将会遭遇挑战；此时机组需配置抑振装置，可以有效的应用外部风载不确定性引起的机组振动安全问题。

具体地，抑振装置作为风力发电机组的子系统，可安装在塔筒11或机舱12内部。抑振装置除了包括本申请前述实施例中的止回装置1和质量块2之外，还包括悬吊装置16、摆杆17、调频装置、阻尼装置18以及调谐装置19等结构。为了抑振风力发电机组不同的振动形式，结合机组内部空间，整机抑振系统的放置位置不同，对应的摆杆17的长度、质量块2和阻尼装置18等可以有多种不同的实现形式。

示例性的，抑振装置的质量块2悬挂在塔筒11内；抑振装置的止回装置1安装在塔筒11的限位平台3上，止回装置1的止回内环结构110套设在质量块2的外部。

进一步地，本实施例中的抑振装置安装在塔筒11内部，而机舱12安装在塔筒11的顶部。机舱的进风口21与发电机的进风口20连通；抑振装置的热风进气通道7远离止回装置1的一端与发电机的出风口9连通；抑振装置的热风排气通道8远离止回装置1的一端与机舱的出风口10连通，使得机舱的进风口21与止回装置1上的进风口连通、以及机舱的出风口10与止回装置1上的出风口连通，从而形成完整的气体循环路径。

本申请实施例提供的风力发电机组，包括了本申请前述实施例中的抑振装置，该抑振装置通过设置止回装置1来限制质量块2的摆动，从而将质量块2限定在机舱12或塔架内部空间一定的范围内，避免调谐质量阻尼器大幅运动过程中与其它部件之间产生干涉，保证风力发电机组内各个部件的安全运行；通过获取测量质量块2与止回内环结构110的碰撞载荷参数，可确定目标碰撞位置和碰撞形变量，使得加热单元6按照恢复形变量所需要的温度对目标碰撞位置处的止回内环结构110进行加热，直至止回内环结构110的形变恢复，这样止回装置1无需经常更换，进而降低了风力发电机组的运维成本、备品备件成本，提升了风力发电机组整个生命周期的经济性。

基于同一发明构思，如图13所示，本申请实施例还提供了一种止回装置形变恢复方法，基于本申请前述实施例中的抑振装置，该抑振装置的具体结构可参照本申请前述实施例的内容，该止回装置的形变恢复方法包括以下步骤：

s100，获取质量块对止回内环结构的碰撞载荷参数。

可选地，止回装置1的主体结构设计为多区域夹层结构，止回内环结构110位于止回装置1靠近内侧的位置，用于限制质量块2的摆动范围。止回内环结构110直接与质量块2进行接触碰撞。由于止回内环结构110因质量块2撞击产生的形变可通过加热实现形变恢复，从而可以减少止回装置1零部件的更换频率。

具体地，为了实现对形变位置加热，本实施例中在止回内环结构110朝向质量块2的一侧布置载荷测量单元4，载荷测量单元4包括多个载荷测量传感器410，利用载荷测量传感器410可以获取质量块2对止回内环结构110的碰撞载荷参数。

可选地，碰撞载荷参数具体包括质量块2与止回内环结构110碰撞时所接触到的各载荷测量传感器410的分布位置和碰撞力。

s200，根据碰撞载荷参数，确定目标碰撞位置和恢复形变所需要的恢复能量。

可选地，如图10所示，当质量块2与止回装置1的止回内环结构110在某个圆周方位发生碰撞时，对应碰撞位置附近的载荷测量传感器410(例如：载荷测量传感器n1、载荷测量传感器n2以及载荷测量传感器n3，其中，n1、n2和n3表示载荷测量传感器410的编号)可以采集到碰撞力数据，控制单元5通过力的合成可以获得合成碰撞力f。同时，控制单元5基于多个载荷测量传感器410的测量与力的合成可以确定出质量块2与止回装置1的目标碰撞位置，即碰撞时碰撞区域方位角α，并且根据合成碰撞力f可以获得止回内芯结构112的变形量，同步地可以计算得出恢复能量q值。

s300，根据目标碰撞位置和恢复能量，生成对应的加热控制信号。

可选地，继续参阅图10，为了更有目的、更为高效、更为节能的实现碰撞区域止回内芯结构112的形变恢复，控制单元5通过确定出的碰撞区域方位角α的信号，生成对应的加热控制信号，即通过对于碰撞区域方位角α相对应的加热控制信号，可以更有针对性地对目标碰撞位置的加热。

s400，根据加热控制信号，对目标碰撞位置处的止回内环结构110加热，直至形变恢复。

可选地，加热单元6在接收到加热控制信号之后，可以利用不同的加热方式(例如：电加热和/或热风加热)对产生形变的止回内环结构110进行加热，从而使形变恢复。

本实施例提供的止回装置1形变恢复方法，通过获取测量质量块2与止回内环结构110的碰撞载荷参数，可确定目标碰撞位置和碰撞形变量，使得加热单元6按照恢复形变量所需要的温度对目标碰撞位置处的止回内环结构110进行加热，直至止回内环结构110的形变恢复，这样止回装置1无需经常更换，进而降低了风力发电机组的运维成本、备品备件成本，提升了风力发电机组整个生命周期的经济性，同时该方法能够根据目标碰撞位置进行精准加热，有利于提升形变恢复的效率。

在一些实施例中，步骤s200中根据碰撞载荷参数，确定目标碰撞位置和恢复形变所需要的恢复能量，进一步包括：

根据碰撞载荷参数，确定质量块2与止回内环结构110碰撞时的碰撞区域方位角；

根据碰撞区域方位角，确定目标碰撞位置。

以及，根据碰撞载荷参数，确定质量块2与止回内环结构110碰撞时的合成碰撞力；

根据合成碰撞力，确定目标碰撞位置的形变恢复所需要的恢复能量。

具体地，根据碰撞载荷参数中的各碰撞力的合成，可以计算出质量块2与止回装置1的碰撞区域方位角α，碰撞区域方位角α确定之后对应的目标碰撞位置即可确定。同时，根据碰撞载荷参数中的各碰撞力的合成，可以计算得到合成碰撞力f；根据合成碰撞力f可以获得止回内芯结构112的变形量，根据形变量同步地计算出恢复能量q值。

可选地，由于风力发电机组设计风参(即风力参数)与现场实际风参存在较大差异，且同一风场不同机位点处风机的外部风况也不同；这种差异化明显的复杂场景造就了同一风场不同机位点风机振动特征不同，对应的整机抑振装置运动特点不同，则止回装置1的碰撞位置、作用力大小不同，因此基于此背景，需要抑振装置具有自学习功能。

具体地，由于同一风场的风力发电机组的数量很多，如果每一台都安装载荷测量传感器，并且每次都需要处理计算，将会导致成本增加。因此，根据风力发电机组不同的工作环境，可利用机器自学习对相关参数进行建模。

如图10所示，通过机器自学习过程，建立风力参数(包括风向和风速)与碰撞区域方位角α和合成碰撞力f之间的对应关系，从而建立对应的机器学习模型。在模型训练时，可以在预设的风力风电机组中布置相应的载荷测量传感器，即可以确定每个传感器的相对位置(预先编号，n1，n1，…n12等)，通过测量某一时间段外部环境的风力参数，并同时测量对应时间段的载荷碰撞参数，由于碰撞载荷参数与碰撞区域方位角α和合成碰撞力f存在一定的对应关系，这样就可以得到该风力参数条件下的碰撞区域方位角α和合成碰撞力f，通过对多组风力参数的训练，即可建立风力参数(包括风向和风速)与碰撞区域方位角α和合成碰撞力f之间的模型关系。

进一步地，对于未安装载荷测量传感器的风力发电机组而言，根据实时测量的风力参数，通过上述机器学习模型，即可得出相应的碰撞区域方位角α和合成碰撞力f，从而确定目标碰撞位置以及对应的恢复能量。

可选地，考虑到模型训练时，若止回内环结构的内侧布置的传感器数量有限，则可以基于风力参数条件，通过计算载荷测量传感器被碰撞的概率来确定碰撞区域方位角。

例如：在某一风力参数条件下，载荷测量传感器n1和n2被碰撞的次数最高且远大于其他载荷测量传感器的碰撞次数，可以认为该风向和风速下质量块与载荷碰撞传感器n1和n2发生碰撞，虽然其他载荷测量传感器可能会被碰撞，但可以认为是偶然因素，实际训练时忽略，从而提升模型的准确性。

在一些实施例中，步骤s300中根据目标碰撞位置和恢复能量，生成对应的加热控制信号，进一步包括：

根据恢复能量，确定目标碰撞位置处的止回内环结构110恢复形变至少需要的加热温度。

可选地，恢复能量确定后，根据恢复能量的计算公式：q＝cm△t，其中，c表示比热容，m表示物体的质量，△t表示物体的变化温度，即t-t0(t0为初始温度，t为需要加热的温度)，使得加热控制信号中包含止回装置1形变恢复所需要的加热位置、加热温度以及加热时间等参数。

可选地，在步骤s300之后，且在步骤s400之前，还包括以下步骤：

利用模糊控制算法对加热控制信号进行处理，以生成第一加热控制信号和/或第二加热控制信号。

可选地，继续参阅图10，控制单元5还用于利用模糊控制算法对加热控制信号进行处理，并生成第一加热控制信号。电加热部件610与控制单元5电连接，用于根据第一加热控制信号，对目标碰撞位置处的止回内芯结构112加热。此外，控制单元5还用于利用模糊控制算法对加热控制信号进行处理，并生成第二加热控制信号。通风孔控制阀113b均与控制单元5电连接，用于根据第二加热控制信号，调节目标碰撞位置附近的通风孔113a的开度，使得带有热量的气流流入至止回内芯结构112的内部空间进行加热。

可选地，利用模糊控制算法对加热控制信号进行处理，以生成第一加热控制信号和/或第二加热控制信号，具体包括：

当检测到流入至热风进气通道7的气流的温度与环境温度一致时，生成第一加热控制信号。

当检测到流入至热风进气通道7的气流的温度大于环境温度、且小于止回内芯结构112的临界形变恢复温度时，生成第一加热控制信号和第二加热控制信号。

当检测到流入至热风进气通道7的气流的温度大于止回内芯结构112的临界形变恢复温度时，生成所述第二加热控制信号。

可选地，本实施例中通过模糊控制算法对加热控制信号进行处理，参照11所示的隶属度函数执行，从而实现对止回内芯结构112进行加热恢复。

当气流的温度与环境温度t1相当时，止回内芯结构112的加热完全依赖于电加热，该动作的实现通过缠绕至止回内芯结构112上的电加热部件610加热(例如：电伴热带)带实现。

当气流的温度大于环境温度t1、且小于止回内芯结构112的形状记忆合金材料的临界恢复温度t2时，此时热风加热与电加热共同对止回内芯结构112加热，具体所占比例按照图11隶属度函数执行；此时，依据止回装置1的碰撞区域方位角，针对性地开启对应碰撞区域方位角的通风孔113a从而高效加热，提升恢复速度。

当气流的温度大于止回内芯结构112的形状记忆合金材料的临界恢复温度t2时，完全由热风加热模块620提供加热。

本实施例中，基于温度测量和碰撞载荷测量，并结合机器自学习，通过对加热控制信号采用模糊控制算法进行处理，可以根据热风的温度与形状记忆合金材料的恢复温度的相对大小决定具体的加热方式，从而实现止回装置1与风力发电机组外部工况的最优联动，进而最大化地发挥止回装置1的功能。

可选地，步骤s400中根据加热控制信号，对目标碰撞位置处的止回内环结构110加热，包括：

根据第一加热控制信号，对目标碰撞位置处的止回内芯结构112加热；

和/或，根据第二加热控制信号，调节目标碰撞位置附近的通风孔113a的开度，使得带有热量的气流流入至止回内芯结构112的内部空间进行加热。

可选地，结合图2和图10所示，电加热部件610根据接收到的第一加热控制信号，对目标碰撞位置处的止回内芯结构112进行电加热。热风加热模块620根据接收到的第二加热控制信号对止回装置1内的止回内芯结构112进行热风加热，具体为通过调节目标碰撞位置附近的通风孔113a的开度，使得带有热量的气流流入至止回内芯结构112的内部空间进行加热，直至形变恢复。

本申请上述各实施例至少具有以下有益效果：

1、通过设置止回装置来限制质量块的摆动，从而将质量块限定在机舱或塔架内部空间一定的范围内，避免调谐质量阻尼器大幅运动过程中与其它部件之间产生干涉，保证风力发电机组内各个部件的安全运行。

2、通过获取测量质量块与止回内环结构的碰撞载荷参数，可确定目标碰撞位置和碰撞形变量，使得加热单元按照恢复形变量所需要的温度对目标碰撞位置处的止回内环结构进行加热，直至止回内环结构的形变恢复，这样止回装置无需经常更换，进而降低了风力发电机组的运维成本、备品备件成本，提升了风力发电机组整个生命周期的经济性。

3、止回内环结构中与质量块碰撞的结构采用形状记忆合金材料制成，使得质量块碰撞后产生的形变能够通过加热恢复；同时利用载荷测量传感器获取碰撞载荷参数，能够确定碰撞的位置和恢复形变需要的能量，从而有针对性地对该碰撞位置进行加热，直至恢复形变，这样止回装置无需经常更换，进而降低了风力发电机组的运维成本、备品备件成本，并且提升了止回内环结构形变恢复的效率。

4、利用热风加热模块与电加热部件相结合的方式对止回内环结构的形变位置进行加热，可以使得止回装置形状记忆合金在发生止回变形后再恢复原状，从而实现了止回装置的循环使用，进而降低了止回装置的维护、更换备件成本；并且该加热单元利用机组自身发电机排放的较高品质热能的回收再利用，提高了能源的利用率，且节约了电能。

5、基于温度测量和碰撞载荷测量，并结合机器自学习，通过对加热控制信号采用模糊控制算法进行处理，可以根据热风的温度与形状记忆合金材料的恢复温度的相对大小决定具体的加热方式，从而实现止回装置与风力发电机组外部工况的最优联动，进而最大化地发挥止回装置的功能。

6、若干通风孔沿止回夹层外壁结构的径向同心式排布，相当于止回夹层外壁结构上同一角度位置处可以同时对应多个通风孔，且同一角度位置的通风孔可统一实现开度的控制，从而提升形变恢复的速度。

7、通风孔的直径自靠近进风管口的位置向靠近出风管口(或者远离进风管口)的位置逐渐增大，这样可以进一步提升出风管口的气体流速，有利于提升不同方向位置气体流速的均匀性。

8、通过在热风进气通道上设置气体阀门和温度传感器，可以实时监测从发电机的排出的气流的温度，从而实现热风加热模块与电加热单元的联动控制，有利于提升加热效率，同时也能节约资源。

本技术领域技术人员可以理解，本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。