盆式调谐颗粒阻尼器在风力发电塔振动控制中的实测研究

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1、第４７卷第３期东南大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．４７Ｎｏ．３２０１７年５月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｍａｙ２０１７ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－０５０５．２０１７．０３．０２６盆式调谐／颗粒阻尼器在风力发电塔振动控制中的实测研究１１２陈俊岭李哲旭黄冬平１（同济大学建筑工程系，上海２０００９２）２（同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司，上海２０００９２）摘要：基于调谐质量阻尼器和颗粒阻尼器的工作原理，提出了一种适用于风力发电塔架振动控制的盆式调谐／颗粒阻尼器．为了研究阻尼器的减振

2、效果，以某１．５ＭＷ陆上风机为样机，设计、制作并分阶段将阻尼器安装在塔顶平台．在塔顶布置加速度传感器测得急停工况和正常运行工况下风力发电塔顶部的动力响应．采用峰值法得到急停工况下塔架的一阶模态阻尼比，采用散点法得到运行工况下阻尼器的减振效率．实测分析结果表明，该阻尼器不仅可以有效增加急停工况下塔架垂直主轴方向的一阶模态阻尼比，还可有效减小大风条件下风机运行工况下塔架的振动．关键词：风力发电塔架；振动控制；调谐质量阻尼器；颗粒阻尼器中图分类号：ＴＫ８３；ＴＵ３５９文献标志码：Ａ文章编号：１００１－０５０５（２０１７）０３０５７１０５Ｓｉｔｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｂａ

3、ｓｉｎｔｕｎｅｄａｎｄｐａｒｔｉｃｌｅｄａｍｐｅｒｆｏｒｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｉｎｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｔｏｗｅｒ１１２ＣｈｅｎＪｕｎｌｉｎｇＬｉＺｈｅｘｕＨｕａｎｇＤｏｎｇｐｉｎｇ１（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２，Ｃｈｉｎａ）２（ＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＤｅｓｉｇｎ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｗｏｒｋｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｏｆｔｈｅｔｕｎｅｄｍ

4、ａｓｓｄａｍｐｅｒａｎｄｐａｒｔｉｃｌｅｄａｍｐｅｒ，ａｎｏｖｅｌｂａｓｉｎｔｕｎｅｄａｎｄｐａｒｔｉｃｌｅｄａｍｐｅｒｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｓｕｐｐｒｅｓｓｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｉｎｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｔｏｗｅｒ．Ｃｈｏｏｓｉｎｇａｎｏｎｓｈｏｒｅｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｗｉｔｈａｒａｔｅｄｐｏｗｅｒｏｕｔｐｕｔｏｆ１．５ＭＷａｓａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｏｔｙｐｅ，ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｄａｍｐｅｒｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｆａｂｒｉｃａｔｅｄａｎｄｉｎｓｔａｌｌｅｄｏｎｔｈｅｔｏｐｐｌａｔｆｏｒｍ．Ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｓｕｎｄｅｒｔ

5、ｈｅｃａｓｅｏｆｅｍｅｒｇｅｎｃｙｓｈｕｔｄｏｗｎａｎｄｎｏｒｍａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓｉｎｓｔａｌｌｅｄｏｎｔｈｅｔｏｐｏｆｔｈｅｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｔｏｗｅｒ．Ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｆｉｒｓｔｏｒｄｅｒｍｏｄａｌｄａｍｐｉｎｇｒａｔｉｏｓｏｆｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｔｏｗｅｒｉｎｅｍｅｒｇｅｎｃｙｓｈｕｔｄｏｗｎｃａｓｅｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｔｉｍｅｄｏｍａｉｎｐｅａｋｖａｌｕｅｓ．Ｔｈｅｓｃａｔｔｅｒｇｒａｐｈｍｅｔｈｏｄｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｅｆｆ

6、ｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｄａｍｐｅｒｉｎｎｏｒｍａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｄａｍｐｅｒｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｆｉｒｓｔｏｒｄｅｒｍｏｄａｌｄａｍｐｉｎｇｒａｔｉｏｏｆｔｈｅｔｏｗｅｒａｌｏｎｇｔｈｅｆｏｒｅａｆｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｔｏｗｅｒｉｎｅｍｅｒｇｅｎｃｙｓｈｕｔｄｏｗｎｃａｓｅ，ａｎｄｓｕｐｐｒｅｓｓｔｈｅｗｉｎｄｉｎｄｕｃｅｄｖｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｏｗｅｒｉｎｔｈｅｎｏｒｍａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎ

7、ｅｔｏｗｅｒ；ｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ；ｔｕｎｅｄｍａｓｓｄａｍｐｅｒ；ｐａｒｔｉｃｌｅｄａｍｐｅｒ风力发电具有清洁无污染、单机容量大、经济度并未随着塔架高度成比例增加，导致塔架的自振效益好等优点，是最具发展潜力的新能源之一．近频率进一步降低，对风荷载、波浪荷载、地震作用等年来，我国的风电行业发展迅猛，风机的单机容量外部激励作用更加敏感，振动问题也越来越严峻．和塔架的高度不断增加，但基于强度设计的塔架刚风机的过大振动不仅会降低风机的发电效率，还会收稿日期：２０１６１０１０．作者简介：陈俊岭（１９７４—），女，博士，