摘要

随着大兆瓦风力机的快速发展及推广普及,风电机组服役运行环境日益复杂。特别突出的是地震激励容易诱发风力机塔架的过度振动,其不仅会损耗发电效率,而且将缩短塔架的疲劳寿命。为了有效缓解地震激励下风力机塔架结构的不利振动,文章针对新型被动控制装置预应力调谐质量阻尼器(PS-TMD)来研究其在地震作用下的减振控制性能。首先,基于结构动力学理论建立了动力学模型,推导了体系动力系数的数学解析表达式。然后,通过系统优化理论获取了地震激励下的装置的参数设计方法。基于理论分析和参数设计,通过3.4MW风力机的数值算例结果表明,PS-TMD能有效地缓解谐振基底加速度下塔架的共振响应。最后,利用ANSYS动力时程分析法验证了PS-TMD振动控制装置的有效性及合理性,结果表明该装置可以显著降低风力机塔架因基频共振致使的动力响应。此外,PS-TMD不会产生因摆角致使的非线性效应,且其在地震激励下具有预期的滞回耗能及变形能力。

全文