一种减少风机塔筒顶部振动的内嵌式滑动调谐柱装置

本发明涉及风机振动控制，特别是涉及一种减少风机塔筒顶部振动的内嵌式滑动调谐柱装置。

背景技术：

1、由于商业市场对电力需求的增加和对效率的期望，现代风力发电机被建造得越来越高，以获取更多的能量。风机塔筒是风力发电机组中的主要支承结构，它将风机与地面相连接，为水平轴叶轮提供需要的高度。塔筒除承受机组自身的重力外，还承受风和地震荷载作用。风机塔筒属于高耸结构，自身的固有阻尼低，在受到强烈的风荷载和地震荷载作用时会产生过大的振动响应，风机塔筒顶部的振动响应为最不利的地方，因此有必要采取措施减轻风机塔筒顶部的振动幅值，以提高其结构的安全性，延长其使用寿命。

2、现有技术中，传统的调谐质量阻尼器(tmd)安装在风机机舱内部空间受限，导致控制效果有限和施工复杂。同时，传统的tmd主要用于控制单一方向的振动响应，如水平单向振动。然而，风机塔筒在风荷载和地震荷载作用下，往往会产生多个方向的复杂振动。因此，传统的tmd在控制多方向振动响应方面存在不足，难以满足现代风力发电机对减振性能的高要求。

3、为此，提出一种减少风机塔筒顶部振动的内嵌式滑动调谐柱装置。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种减少风机塔筒顶部振动的内嵌式滑动调谐柱装置，旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种减少风机塔筒顶部振动的内嵌式滑动调谐柱装置，包括：

3、风机塔筒，所述风机塔筒的内壁顶部安装有减振环；

4、调谐柱，所述调谐柱竖向安装在所述风机塔筒内腔中；

5、消能机构，所述消能机构包括若干消能元件，若干所述消能元件均安装在所述调谐柱的外侧壁与所述风机塔筒的内侧壁之间；

6、滑动机构，所述滑动机构设有至少两个，两所述滑动机构分别安装在所述调谐柱的顶部和底部，两所述滑动机构分别通过刚性连接件安装在所述风机塔筒的内壁顶部和内壁底部。

7、根据本发明提供的一种减少风机塔筒顶部振动的内嵌式滑动调谐柱装置，两所述滑动机构分别通过若干高强螺栓安装在所述调谐柱的顶部和底部。

8、根据本发明提供的一种减少风机塔筒顶部振动的内嵌式滑动调谐柱装置，所述风机塔筒为钢塔筒、钢筋混凝土塔筒或钢混组合塔筒。

9、根据本发明提供的一种减少风机塔筒顶部振动的内嵌式滑动调谐柱装置，若干所述消能元件沿所述调谐柱的高度方向由上至下等间距排布。

10、根据本发明提供的一种减少风机塔筒顶部振动的内嵌式滑动调谐柱装置，所述消能元件包括转动型阻尼器和弹簧组合，所述转动型阻尼器安装在所述调谐柱的外侧壁与所述风机塔筒的内侧壁之间，所述弹簧组合安装在转动型阻尼器上。

11、根据本发明提供的一种减少风机塔筒顶部振动的内嵌式滑动调谐柱装置，所述滑动机构采用钢珠滚轮支座或滑动支座。

12、根据本发明提供的一种减少风机塔筒顶部振动的内嵌式滑动调谐柱装置，所述刚性连接件采用刚性板，所述刚性板通过法兰盘与所述风机塔筒固定连接。

13、根据本发明提供的一种减少风机塔筒顶部振动的内嵌式滑动调谐柱装置，所述调谐柱的截面为圆形。

14、根据本发明提供的一种减少风机塔筒顶部振动的内嵌式滑动调谐柱装置，所述减振环采用高性能减振材料加工制成，所述高性能减振材料包括高阻尼橡胶环和聚氨酯环。

15、本发明公开了以下技术效果：

16、本发明通过利用风机塔筒顶部范围内的充足空间，可以灵活调整调谐柱的直径和长度，实现更大质量比的控制设计，从而提升对风机塔筒振动响应的控制效果和鲁棒性能；

17、本发明能够控制风机在风和地震荷载作用下的振动响应，提高结构的安全性，在风和地震作用下，调谐柱与消能元件共同组成tmd系统，通过消能元件实现调谐柱与塔筒之间的频率调谐，达到调频谐振的作用，可同时控制风机塔筒顶部水平双向的振动响应，可减少风和地震引起的风机塔筒振动，使得风机塔筒的安全性能得到保障，不仅具有更好的控制性能，还方便施工，应用灵活，节省造价。

技术特征：

1.一种减少风机塔筒顶部振动的内嵌式滑动调谐柱装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的减少风机塔筒顶部振动的内嵌式滑动调谐柱装置，其特征在于：两所述滑动机构分别通过若干高强螺栓安装在所述调谐柱(2)的顶部和底部。

3.根据权利要求1所述的减少风机塔筒顶部振动的内嵌式滑动调谐柱装置，其特征在于：所述风机塔筒(1)为钢塔筒、钢筋混凝土塔筒或钢混组合塔筒。

4.根据权利要求1所述的减少风机塔筒顶部振动的内嵌式滑动调谐柱装置，其特征在于：若干所述消能元件(3)沿所述调谐柱(2)的高度方向由上至下等间距排布。

5.根据权利要求1所述的减少风机塔筒顶部振动的内嵌式滑动调谐柱装置，其特征在于：所述消能元件(3)包括转动型阻尼器和弹簧组合，所述转动型阻尼器安装在所述调谐柱(2)的外侧壁与所述风机塔筒(1)的内侧壁之间，所述弹簧组合安装在转动型阻尼器上。

6.根据权利要求1所述的减少风机塔筒顶部振动的内嵌式滑动调谐柱装置，其特征在于：所述滑动机构采用钢珠滚轮支座或滑动支座。

7.根据权利要求1所述的减少风机塔筒顶部振动的内嵌式滑动调谐柱装置，其特征在于：所述刚性连接件采用刚性板(6)，所述刚性板(6)通过法兰盘与所述风机塔筒(1)固定连接。

8.根据权利要求1所述的减少风机塔筒顶部振动的内嵌式滑动调谐柱装置，其特征在于：所述调谐柱(2)的截面为圆形。

9.根据权利要求7所述的减少风机塔筒顶部振动的内嵌式滑动调谐柱装置，其特征在于：所述减振环(5)采用高性能减振材料加工制成，所述高性能减振材料包括高阻尼橡胶环和聚氨酯环。

技术总结
本发明公开一种减少风机塔筒顶部振动的内嵌式滑动调谐柱装置，包括风机塔筒、调谐柱、消能机构和滑动机构；所述风机塔筒的内壁顶部安装有减振环；所述调谐柱竖向安装在所述风机塔筒内腔中；所述消能机构包括若干消能元件，若干所述消能元件均安装在所述调谐柱的外侧壁与所述风机塔筒的内侧壁之间；所述滑动机构设有至少两个，两所述滑动机构分别安装在所述调谐柱的顶部和底部，两所述滑动机构分别通过刚性连接件安装在所述风机塔筒的内壁顶部和内壁底部。本发明控制风机塔筒顶部水平双向的振动响应，可减少风和地震引起的风机塔筒振动，提高结构的安全性，不仅具有更好的控制性能，还方便施工，应用灵活，节省造价。

技术研发人员：房晓俊,周云,范高,李俊熙,袁程,黄林杰
受保护的技术使用者：广州大学
技术研发日：
技术公布日：2025/4/17