具有减震功能的风力发电机齿轮箱支座及其减震控制方法

本申请属于风力发电机，具体涉及一种具有减震功能的风力发电机齿轮箱支座及其减震控制方法。

背景技术：

1、风力发电机是将风能转换为机械能，机械能转换为电能的电力设备。风力发电机内设置有用于起到传动作用的齿轮箱，由于受到风力荷载作用，风力发电机极容易发生震动，为了保证齿轮箱的使用稳定性，需要设置减震支座对齿轮箱进行支撑，以削弱齿轮箱的震动。

2、相关技术中，通常在支座内设置减震弹簧，由减震弹簧来耗散能量，但是该种结构的减震结构存在准零刚度范围有限，刚度不可调的问题。

3、因此，实有必要提供一种具有减震功能的风力发电机齿轮箱支座及其减震控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

技术实现思路

1、本申请提供一种具有减震功能的风力发电机齿轮箱支座及其减震控制方法，具有准零刚度特性，能实现低频隔振，优化后具有更宽的准零刚度范围，更大的承载力和稳定性，可实现可调可控的正、负刚度机制，而且可衍生实现多阶负刚度特征，可以有效缓解风力发电机内齿轮箱的震动。

2、为解决上述技术问题，本申请的技术方案在于：

3、本申请提供一种具有减震功能的风力发电机齿轮箱支座，包括：

4、支座本体，所述支座本体的底部凹陷形成有安装槽；及

5、减震平台，安装于所述安装槽内，并连接所述支座本体和固定构件，所述减震平台包括：

6、平行间隔设置的上平台板和下平台板，所述上平台板固定于所述安装槽的底部，所述下平台板与所述固定构件固定；

7、连接块，悬置于所述上平台板和所述下平台板之间；

8、滑杆，所述滑杆与所述连接块固定并沿水平方向延伸，至少两个所述滑杆沿所述连接块的中轴线呈环形阵列分布，每个所述滑杆上设置有一个第一磁铁组，所述第一磁铁组包括正对设置的第一磁铁和第二磁铁，所述第一磁铁固定套设于所述滑杆靠近所述连接块的一端，所述第二磁铁活动套设于所述滑杆单体上，所述第一磁铁和所述第二磁铁之间产生磁力作用；

9、第二磁铁组包括第三磁铁和第四磁铁，所述第三磁铁与所述连接块固定，所述第四磁铁沿竖直方向与所述第三磁铁间隔设置，且所述第四磁铁与所述下平台板固定，所述第三磁铁和所述第四磁铁之间产生磁力作用；

10、驱动组件，包括活动套设于所述滑杆上的滑套，所述第二磁铁与所述滑套固定，所述驱动组件与所述上平台板及下平台板固定，用于将所述上平台板或下平台板接收到的海上风力发电机上、下塔筒震动作用力转换为驱动力，驱使所述滑套沿所述滑杆直线运动；

11、所述第一磁铁、第二磁铁、第三磁铁及第四磁铁均为电磁铁。

12、优选的，所述第一磁铁和所述第二磁铁磁性相同的一侧正对设置。

13、优选的，所述第一磁铁和所述第二磁铁磁性相反的一侧正对设置。

14、优选的，所述第三磁铁和所述第四磁铁磁性相同的一侧正对设置。

15、优选的，所述第三磁铁和所述第四磁铁磁性相反的一侧正对设置。

16、优选的，所述驱动组件还包括第一平行四边形框架及第二平行四边形框架，所述第一平行四边形框架和所述第二平行四边形框架位于所述滑套的上、下两端，并均与所述滑套铰接。

17、优选的，所述驱动组件的数量至少为一个，当所述驱动组件的数量为多个时，多个所述驱动组件采用层叠的方式进行连接，上方一个驱动组件的第二平行四边形框架充当下方一个驱动组件的第一平行四边形框架，形成多自由度的复合框架，任意一个所述驱动组件内的滑套活动套设至所述滑杆上。

18、优选的，第一平行四边形框架内包括两个相互平行的第一连杆以及沿所述第一平行四边形框架的对角线设置的第一弹簧；所述第二平行四边形框架包括两个相互平行的第二连杆以及沿所述第二平行四边形框架的对角线设置的第二弹簧，所述第一弹簧和所述第二弹簧的轴线不平行，其中的一个充当压弹簧，另一个充当拉弹簧，在工作行程范围内，压弹簧提供正刚度，拉弹簧提供负刚度。

19、优选的，所述第一连杆的数量为两个，两个所述第一连杆设置于所述滑套两端；所述第二连杆的数量为四个，两两一组的设置于所述滑套两端；所述滑套上凸出形成有两个安装板，所述第一连杆夹设于两个所述安装板之间，所述第二连杆位于两个所述安装板之外，所述安装板上设置有销轴，位于所述滑套同一端的一个所述第一连杆和两个所述第二连杆与同一个所述销轴铰接。

20、本申请还提供一种上述的具有减震功能的风力发电机齿轮箱支座的减震控制方法，包括如下步骤：

21、实时监测所述第一磁铁、第二磁铁、第三磁铁及第四磁铁的电磁变化；

22、实时监测所述支座本体的震动量；

23、若所述支座本体的震动量超出预设的阈值，则调节所述第一磁铁、第二磁铁、第三磁铁及第四磁铁的输入电流，以对所述第一磁铁和所述第二磁铁或者所述第三磁铁和第四磁铁之间的电磁力进行补偿，使所述支座本体的震动量降至阈值以下。

24、本申请的有益效果在于：

25、通过弹簧与磁铁组的配合，能够获得具有准零刚度特性，不仅具有更宽的准零刚度范围，更大的承载力和稳定性，可实现可调可控的正、负刚度机制，而且可衍生实现多阶负刚度特征，可以有效起到对齿轮箱的耗能吸震作用，保证齿轮箱的稳定性。

技术特征：

1.一种具有减震功能的风力发电机齿轮箱支座，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的具有减震功能的风力发电机齿轮箱支座，其特征在于，所述第一磁铁和所述第二磁铁磁性相同的一侧正对设置。

3.根据权利要求1所述的具有减震功能的风力发电机齿轮箱支座，其特征在于，所述第一磁铁和所述第二磁铁磁性相反的一侧正对设置。

4.根据权利要求2或3所述的具有减震功能的风力发电机齿轮箱支座，其特征在于，所述第三磁铁和所述第四磁铁磁性相同的一侧正对设置。

5.根据权利要求2或3所述的具有减震功能的风力发电机齿轮箱支座，其特征在于，所述第三磁铁和所述第四磁铁磁性相反的一侧正对设置。

6.根据权利要求1所述的具有减震功能的风力发电机齿轮箱支座，其特征在于，所述驱动组件还包括第一平行四边形框架及第二平行四边形框架，所述第一平行四边形框架和所述第二平行四边形框架位于所述滑套的上、下两端，并均与所述滑套铰接。

7.根据权利要求6所述的具有减震功能的风力发电机齿轮箱支座，其特征在于，所述驱动组件的数量至少为一个，当所述驱动组件的数量为多个时，多个所述驱动组件采用层叠的方式进行连接，上方一个驱动组件的第二平行四边形框架充当下方一个驱动组件的第一平行四边形框架，形成多自由度的复合框架，任意一个所述驱动组件内的滑套活动套设至所述滑杆上。

8.根据权利要求7所述的具有减震功能的风力发电机齿轮箱支座，其特征在于，第一平行四边形框架内包括两个相互平行的第一连杆以及沿所述第一平行四边形框架的对角线设置的第一弹簧；所述第二平行四边形框架包括两个相互平行的第二连杆以及沿所述第二平行四边形框架的对角线设置的第二弹簧，所述第一弹簧和所述第二弹簧的轴线不平行，其中的一个充当压弹簧，另一个充当拉弹簧，在工作行程范围内，压弹簧提供正刚度，拉弹簧提供负刚度。

9.根据权利要求8所述的具有减震功能的风力发电机齿轮箱支座，其特征在于，所述第一连杆的数量为两个，两个所述第一连杆设置于所述滑套两端；所述第二连杆的数量为四个，两两一组的设置于所述滑套两端；所述滑套上凸出形成有两个安装板，所述第一连杆夹设于两个所述安装板之间，所述第二连杆位于两个所述安装板之外，所述安装板上设置有销轴，位于所述滑套同一端的一个所述第一连杆和两个所述第二连杆与同一个所述销轴铰接。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的具有减震功能的风力发电机齿轮箱支座的减震控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结本申请提供一种具有减震功能的风力发电机齿轮箱支座及其减震控制方法，属于风力发电机震动控制技术领域。本申请通过弹簧与磁铁组的配合，能够获得具有准零刚度特性，不仅具有更宽的准零刚度范围，更大的承载力和稳定性，可实现可调可控的正、负刚度机制，而且可衍生实现多阶负刚度特征，可以有效起到对齿轮箱的耗能吸震作用，保证齿轮箱的稳定性。技术研发人员：边菁,周绪红,柯珂,曾彦祖,邵宝承受保护的技术使用者：重庆大学技术研发日：技术公布日：2024/6/13