用于减轻风力涡轮机中的振动的装置和方法与流程

本申请要求于2021年7月23日提交的ep21187536.4的权益。本公开涉及用于风力涡轮机叶片的装置和用于减少风力涡轮机中的振动的方法。更具体地，本公开涉及用于减轻涡流引起的振动和失速引起的振动的装置、包括这种装置的风力涡轮机叶片以及用于在风力涡轮机?；?，特别是在风力涡轮机安装和/或维护期间，减少风力涡轮机振动的方法。

背景技术：

1、现代风力涡轮机通常用于向电网中供应电。这种风力涡轮机大体包括塔架和布置在塔架上的转子。典型地包括轮毂和多个叶片的转子设定成在风对叶片的影响下旋转。所述旋转产生扭矩，该扭矩通常通过转子轴或直接(“直接驱动”或“无齿轮”)或通过使用齿轮箱传递到发电机。这样，发电机产生可以供应给电网的电。

2、风力涡轮机轮毂可以可旋转地联接到机舱的前部。风力涡轮机轮毂可以连接到转子轴，并且然后可以使用布置在机舱内部的框架中的一个或多个转子轴轴承将转子轴可旋转地安装在机舱中?；帐遣贾迷诜缌ξ新只芏ゲ康目翘?，其可以容纳和?；こ萋窒?如果存在)和发电机(如果没有放置在机舱外部)，以及取决于风力涡轮机，容纳和?；て渌考?，如功率转变器和辅助系统。

3、有一种趋势是，使风力涡轮机叶片越来越长，以捕获更多的风，并将风能转化为电。这使得叶片更易弯曲，并且更容易受到叶片振动的影响。过度振动的风力涡轮机叶片可能会损坏。转子叶片的振动也可能导致整个风力涡轮机结构振荡，例如前后振荡或侧向振荡。风力涡轮机叶片中的振动也可能由于过大的应力而损坏风力涡轮机的其他部件。

4、当风力涡轮机运行(即产生能量并连接到电网)时，风力涡轮机控制器可以操作辅助驱动系统，如变桨系统或偏航系统，以减少或改变叶片上的载荷。这样，叶片的振动可以被抵消。然而，在风力涡轮机?；⒂氲缤峡拥那榭鱿?，振动问题也可能很严重。

5、当风力涡轮机?；?，风可能会从不寻常的方向(即与正常运行时不同)吹向风力涡轮机。风力涡轮机周围的气流可能导致风力涡轮机振动。振动可能会使一个或多个风力涡轮机部件产生应力且甚至损坏，这可能会损害风力涡轮机的性能，增加维修需求并缩短风力涡轮机的寿命。由于与风力涡轮机运行时相比，风力涡轮机叶片的定向不能适应于进入的风的方向(例如通过偏航和/或俯仰)，因此当风力涡轮机?；?，振动的影响可能比当风力涡轮机正常运行并产生能量时更大或与之不同。

6、特别地，这可能适用于正在安装或调试风力涡轮机的情况。例如，可能会安装不完整的转子(例如，具有三个叶片中的单个叶片或两个叶片的转子)。剩余的叶片可能要过几天或一周才能安装。同时，部分安装(或“不完整”)的转子可能处于静止状态。转子可以被锁定，或者可以不被锁定，并且风力涡轮机可能暴露在变化的风况。如果风力涡轮机停止几个小时、几天或几周，例如出于维护原因，这可能同样适用。风力涡轮机叶片可能在任何这些状况下开始振动，这特别取决于风的方向。

技术实现思路

1、在本公开的一个方面，提供了一种用于减轻?；姆缌ξ新只恼穸淖爸?。该装置包括一个或多个气流调节元件。该装置被配置为从非活动状态转变到活动状态。该装置被配置为在活动状态下比在非活动状态下更牢固地抱住风力涡轮机叶片。

2、根据该方面，可以在非活动状态下提供装置。如果在非活动状态下对风力涡轮机叶片的一部分布置，例如放置在其周围，则该装置可能根本不能抱住风力涡轮机叶片，或者该装置可能能够以一定的强度抱住叶片，即，它可能能够对叶片施加一些压力。当作用于或激活该装置并使该装置转变到活动状态时，该装置比在非活动状态下更牢固地抱住风力涡轮机叶片。在使用中，该装置可以调节在风力涡轮机叶片周围流动的空气，并避免或至少减少涡流和/或失速引起的振动。

3、在整个本公开中，处于活动状态的装置可以理解为在使用中，即当安装到风力涡轮机叶片上时，比处于非活动状态时更有力地压靠在风力涡轮机叶片的外表面上的装置。

4、在整个本公开中，处于非活动状态的装置可以理解为当布置在风力涡轮机叶片上或周围时不会抱住风力涡轮机叶片或者至少不会像其处于活动状态时那样牢固地抱住风力涡轮机叶片的装置。

5、在整个本公开中，术语“静止”和“?；笨苫セ皇褂?，并且可以理解为风力涡轮机不发电，并且转子基本静止的情况。转子可能被锁定在静止状态，或可能未被锁定。例如，在安装和/或调试期间，风力涡轮机可能?；虼τ诰仓棺刺?。风力涡轮机也可以在正常运行后(即产生能量)或在长时间电网掉线(loss)的情况下，出于维护原因而?；?。

6、这里可以理解，当风力涡轮机的转子以足够高的速度旋转以产生能量，并且风力涡轮机的发电机正在产生电功率时，风力涡轮机正在运行。

7、在整个本公开中，气流调节元件可被理解为配置为显著干扰风力涡轮机叶片周围的气流(例如气流的大小和/或方向)的元件。特别地，气流调节元件可以被配置为使气流更加湍流和/或至少干扰在风力涡轮机叶片的展向方向上前进的气流。

8、在本公开的另一个方面，提供了一种用于减轻?；姆缌ξ新只械恼穸姆椒?。该方法包括对风力涡轮机叶片布置处于非活动状态的装置。该装置包括一个或多个气流调节元件。该方法还包括通过使装置从非活动状态转变到活动状态来将装置固定到叶片。该装置在活动状态下比在非活动状态下更牢固地抱住风力涡轮机叶片。

9、在本公开的另一个方面，提供了一种用于减轻?；姆缌ξ新只恼穸姆椒?。该方法包括围绕风力涡轮机叶片布置可充气装置。该方法还包括对该装置进行充气。充气使该装置能够干扰风力涡轮机叶片周围的气流。

技术特征：

1.一种用于减轻?；姆缌ξ新只?10)的振动的装置(300)，其中

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置(300)包括形状记忆材料，并且所述装置被配置为响应于所述形状记忆材料的激活而从所述非活动状态转变到所述活动状态。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置(300)包括一个或多个可充气结构(430)，并且所述装置(300)被配置为通过对所述可充气结构(430)进行充气来从所述非活动状态转变到所述活动状态。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其中，所述装置(300)在所述活动状态下具有螺旋形或螺线形。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其中，所述装置包括基座(360)，所述基座被配置为面向风力涡轮机叶片(22)的表面。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其中，所述装置(300)还包括多个突起(370)，所述多个突起被配置为在所述活动状态下远离所述风力涡轮机叶片(22)的表面突出。

7.根据权利要求5所述的装置，其中，所述突起(370)是可充气结构(430)。

8.根据权利要求5-6中任一项所述的装置，其中，所述突起(370)被配置为在所述活动状态下沿着风力涡轮机叶片(22)的至少前缘(260)布置。

9.一种风力涡轮机叶片(22)，包括一个或多个根据权利要求1-8中任一项所述的装置(300)。

10.一种用于减轻?；姆缌ξ新只?10)中的振动的方法(500)，所述方法包括：

11.根据权利要求10所述的方法，其中，使所述装置(300)从所述非活动状态转变到所述活动状态包括刺激所述装置(300)的形状记忆材料。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，使所述装置(300)从所述非活动状态转变到所述活动状态包括对所述装置(300)的至少一部分进行充气。

13.根据权利要求10-12中任一项所述的方法，还包括激活所述气流调节元件(370)。

14.根据权利要求10-13中任一项所述的方法，其中，布置包括使所述装置(300)沿着所述叶片(22)滑动。

15.根据权利要求10-14中任一项所述的方法，还包括在所述风力涡轮机(10)开始运行之前从所述风力涡轮机叶片(22)移除所述装置(300)。

技术总结
本公开涉及用于风力涡轮机叶片的装置和用于减少风力涡轮机中的振动的方法。更具体地，本公开涉及用于减轻涡流引起的振动和失速引起的振动的装置、包括这种装置的风力涡轮机叶片以及用于在风力涡轮机?；?，特别是在风力涡轮机安装和/或维护期间，减少风力涡轮机振动的方法。一种用于减轻?；姆缌ξ新只恼穸姆椒?，包括对风力涡轮机叶片布置处于非活动状态的装置；以及使所述装置转变到活动状态，在所述活动状态中所述装置比在所述非活动状态中更有力地抱住风力涡轮机叶片。

技术研发人员：A·赫利格,S·M·V·安达拉姆
受?；さ募际跏褂谜撸?/b>LM风力发电公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11