本發(fā)明屬于風(fēng)電塔架的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指風(fēng)電塔架的防強(qiáng)風(fēng)裝置。

背景技術(shù)：

風(fēng)力發(fā)電塔屬于塔桅結(jié)構(gòu)，隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，風(fēng)力葉片越來(lái)越大，風(fēng)機(jī)塔架的高度也隨之增長(zhǎng)，相應(yīng)的風(fēng)電機(jī)組的成本也在增長(zhǎng)。因此，為了降低大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)年均發(fā)電成本，風(fēng)力發(fā)電的設(shè)計(jì)壽命開(kāi)始大幅度增長(zhǎng)。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的服役內(nèi)，風(fēng)荷載對(duì)應(yīng)的風(fēng)速可分為正常風(fēng)速和極端風(fēng)速。在正常風(fēng)速內(nèi)，通過(guò)風(fēng)力推動(dòng)風(fēng)機(jī)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)發(fā)電的；一般情況下，風(fēng)電塔架在絕大多數(shù)時(shí)間內(nèi)對(duì)應(yīng)的風(fēng)速為正常風(fēng)速，或小于正常風(fēng)速；而在極端風(fēng)速下，為了保護(hù)電氣設(shè)備不會(huì)發(fā)生飛車而損壞，風(fēng)機(jī)葉片就會(huì)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，雖然極端風(fēng)速發(fā)生的概率很小，持續(xù)時(shí)間很短，但所述風(fēng)機(jī)塔架的荷載及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須需要按極端風(fēng)速計(jì)算，從而可以保證風(fēng)電塔架的安全。

現(xiàn)有為了保證極端風(fēng)速下風(fēng)電塔架的安全，如中國(guó)發(fā)明專利（cn105179183a）公開(kāi)了一種預(yù)應(yīng)力混凝土風(fēng)電塔架體系及其施工方法，其塔架主體的上端連接風(fēng)力發(fā)電機(jī)，所述塔架主體由位于下部的混凝土塔筒和位于上部的鋼塔段套接而成，所述塔架主體由預(yù)應(yīng)力拉索拉結(jié)固定；所述預(yù)應(yīng)力拉索有設(shè)置在下部混凝土塔筒內(nèi)部的豎向預(yù)應(yīng)力束和設(shè)置在下部混凝土塔筒外部的斜向預(yù)應(yīng)力拉索，豎向預(yù)應(yīng)力束與斜向預(yù)應(yīng)力拉索的上端均錨固與上部鋼塔段底部法蘭上，斜向預(yù)應(yīng)力拉索的下端與抗拔基礎(chǔ)固定連接，豎向預(yù)應(yīng)力束的下端與混凝土塔筒的底座錨固連接。在上述風(fēng)電塔架中，雖然通過(guò)拉索可以對(duì)塔架主體起到支撐作用，一定程度上減小塔架結(jié)構(gòu)的受力性能，但是為了避免葉片與所述拉索發(fā)生相撞，所述豎向預(yù)應(yīng)力束以及斜向預(yù)應(yīng)力拉索固定在塔架主體上的位置必須要低于所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的位置，即拉索掛點(diǎn)必須非常低，因此在強(qiáng)風(fēng)來(lái)襲時(shí)，所說(shuō)拉索對(duì)塔架主體的支撐效果有限，導(dǎo)致遇到極強(qiáng)風(fēng)時(shí)所述塔架主體仍舊存在倒塌的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所述拉索在塔架主體的掛點(diǎn)位置過(guò)低導(dǎo)致對(duì)塔架的支撐效果差的問(wèn)題從而提供一種可大幅度提高拉索對(duì)塔架支撐作用的風(fēng)電塔架的防強(qiáng)風(fēng)裝置。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一種風(fēng)電塔架的防強(qiáng)風(fēng)裝置，包括塔架主體以及安裝在所述塔架主體頂端的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，沿所述塔架主體設(shè)置有多根拉索，其中每根拉索的一端固定在所述塔架主體的頂端，每根拉索的另一端與齒輪聯(lián)動(dòng)裝置相連，所述齒輪聯(lián)動(dòng)裝置與控制系統(tǒng)相連，通過(guò)所述控制系統(tǒng)控制所述齒輪聯(lián)動(dòng)裝置帶動(dòng)所述拉索的收縮或者展開(kāi)，所述拉索收縮時(shí)，所述拉索沿所述塔架主體下垂并收起，所述拉索展開(kāi)時(shí)，所述拉索穿過(guò)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片掃掠范圍，且所述塔架主體的底端安裝有與所述拉索數(shù)量對(duì)應(yīng)的多個(gè)應(yīng)變測(cè)量裝置。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述多根拉索的一端固定在所述塔架主體頂端的同一高度上。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述拉索的數(shù)量至少為三根，且均勻分布在所述塔架主體的周圍。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述拉索在收縮時(shí)包括由所述塔架主體的頂端自由下垂至地面的第一段以及與所述齒輪聯(lián)動(dòng)裝置相連的第二段。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述拉索第一段與第二段的連接點(diǎn)固定在地錨上，且所述地錨位于所述塔架主體的根部。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述塔架主體沿高度方向設(shè)置有多個(gè)用于捆扎所述拉索的收納環(huán)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述應(yīng)變測(cè)量裝置位于由展開(kāi)后的拉索軸線和所述塔架主體軸線確定的平面與所述塔架主體表面的交線上。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述應(yīng)變測(cè)量裝置是應(yīng)變片。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述齒輪聯(lián)動(dòng)裝置包括卷?yè)P(yáng)機(jī)。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明所述風(fēng)電塔架的防強(qiáng)風(fēng)裝置,在正常風(fēng)況下，拉索為收起下垂?fàn)顟B(tài)，不影響風(fēng)機(jī)葉片的自由轉(zhuǎn)動(dòng)；在強(qiáng)風(fēng)來(lái)襲時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片停止轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪聯(lián)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)風(fēng)電塔架頂端的拉索開(kāi)始展開(kāi)，應(yīng)變測(cè)量裝置時(shí)刻監(jiān)控各拉索對(duì)應(yīng)的塔架監(jiān)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變力，以調(diào)整所述應(yīng)變測(cè)量裝置的出力，保證各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變差值在允許值范圍內(nèi)，從而就可以保證在拉索展開(kāi)的時(shí)候，使風(fēng)電塔架保持豎直狀態(tài)，使強(qiáng)風(fēng)對(duì)風(fēng)電塔架的水平力中的絕大部分就轉(zhuǎn)移到拉索中，大幅度降低了塔架的受力水平和倒塌概率。

附圖說(shuō)明

為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中

圖1是本發(fā)明所述風(fēng)電塔架的拉索收縮時(shí)的示意圖；

圖2是本發(fā)明所述風(fēng)電塔架的拉索展開(kāi)時(shí)的示意圖；

圖3是本發(fā)明所述風(fēng)電塔架的拉索展開(kāi)時(shí)的俯視圖。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參考圖1和圖2以及圖3所示，本實(shí)施例提供一種風(fēng)電塔架的防強(qiáng)風(fēng)裝置，包括塔架主體10以及安裝在所述塔架主體10頂端的風(fēng)力發(fā)電機(jī)20，沿所述塔架主體10設(shè)置有多根拉索30，其中每根拉索30的一端固定在所述塔架主體10的頂端，每根拉索30的另一端與齒輪聯(lián)動(dòng)裝置40相連，所述齒輪聯(lián)動(dòng)裝置40與控制系統(tǒng)相連，通過(guò)所述控制系統(tǒng)控制所述齒輪聯(lián)動(dòng)裝置40帶動(dòng)所述拉索30的收縮或者展開(kāi)，所述拉索30收縮時(shí)，所述拉索30沿所述塔架主體10下垂并收起，所述拉索30展開(kāi)時(shí)，所述拉索30穿過(guò)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)20的葉片掃掠范圍，且所述塔架主體10的底端安裝有與所述拉索30數(shù)量對(duì)應(yīng)的多個(gè)應(yīng)變測(cè)量裝置50。

上述是本發(fā)明所述的核心技術(shù)方案，本發(fā)明所述風(fēng)電塔架的防強(qiáng)風(fēng)裝置，包括塔架主體10以及安裝在所述塔架主體10頂端的風(fēng)力發(fā)電機(jī)20，沿所述塔架主體10設(shè)置有多根拉索30，其中每根拉索30的一端固定在所述塔架主體10的頂端，從而有利于對(duì)所述塔架主體10的支撐；每根拉索30的另一端與齒輪聯(lián)動(dòng)裝置40相連，所述齒輪聯(lián)動(dòng)裝置40與控制系統(tǒng)相連，通過(guò)所述控制系統(tǒng)控制所述齒輪聯(lián)動(dòng)裝置40帶動(dòng)所述拉索30的收縮或者展開(kāi)，具體地，在風(fēng)速正常情況下，所述控制系統(tǒng)控制所述齒輪聯(lián)動(dòng)裝置40帶動(dòng)所述拉索30收縮，所述拉索30收縮時(shí)，所述拉索30沿所述塔架主體10下垂并收起，避免所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)20的葉片與所述拉索30發(fā)生碰撞，從而不影響所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)20的正常發(fā)電；若強(qiáng)風(fēng)來(lái)襲，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)20的葉片停止轉(zhuǎn)動(dòng)，所述控制系統(tǒng)控制所述齒輪聯(lián)動(dòng)裝置40轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)系在所述塔架主體10頂端的拉索30展開(kāi)，所述拉索30展開(kāi)時(shí)，所述拉索30穿過(guò)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)20的葉片掃掠范圍，從而有利于對(duì)所述塔架主體10的支撐；所述塔架主體10的底端安裝有與所述拉索30數(shù)量對(duì)應(yīng)的多個(gè)應(yīng)變測(cè)量裝置50，通過(guò)所述應(yīng)變測(cè)量裝置50監(jiān)控各拉索30對(duì)應(yīng)的所述塔架主體10上監(jiān)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變力，并據(jù)此計(jì)算所述拉索30對(duì)所述風(fēng)電塔架產(chǎn)生的傾覆力矩，保證所述拉索30在展開(kāi)過(guò)程中各拉索水平合力為零，從而避免發(fā)生對(duì)所述塔架主體10產(chǎn)生的傾覆力矩；再者，在所述拉索30完全展開(kāi)后，強(qiáng)風(fēng)對(duì)風(fēng)電塔架的水平力中的絕大部分就轉(zhuǎn)移到拉索中，從而大幅度降低了所述風(fēng)電塔架的受力水平和倒塌概率；另外，本發(fā)明安裝方便，造價(jià)低，因此也可以用于加固現(xiàn)有的風(fēng)機(jī)裝置。

為了保證在強(qiáng)風(fēng)狀態(tài)下利用所述拉索30分擔(dān)所述風(fēng)電塔架所承受的風(fēng)載荷，所述多根拉索30的一端固定在所述塔架主體10頂端的同一高度上，從而可以平衡所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組20對(duì)所述塔架主體10產(chǎn)生的彎矩，減小所述塔架主體10下部承受的傾覆彎矩載荷。

所述拉索30的數(shù)量至少為三根，且均勻分布在所述塔架主體10的周圍，從而有利于將所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)20對(duì)所述塔架主體10產(chǎn)生的巨大側(cè)向載荷載荷分散出去，減小所述塔架主體10下部承受的傾覆彎矩載荷；所述拉索30收縮時(shí)，如圖1所示，所述拉索30包括由所述塔架主體10的頂端自由下垂至地面的第一段以及與所述齒輪聯(lián)動(dòng)裝置40相連的第二段，且所述拉索30第一段與第二段的連接點(diǎn)固定在地錨上，且所述地錨位于所述塔架主體10的根部，從而保證在正常風(fēng)速情況下，避免影響所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)20的正常發(fā)電；另外，所述塔架主體10沿高度方向設(shè)置有多個(gè)用于捆扎所述拉索30的收納環(huán)，當(dāng)所述拉索30處于下垂?fàn)顟B(tài)時(shí)，所述拉索30被收納環(huán)所約束，防止所述拉索30隨意飄動(dòng)，避免影響所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)20葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)；而在極端風(fēng)速情況下，如圖2所示，所述拉索30處于展開(kāi)狀態(tài)，所述拉索30與所述塔架主體10之間形成的夾角為銳角，此時(shí)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)20的葉片在所述拉索30展開(kāi)時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，從而利用所述拉索30可以分擔(dān)所述塔架主體10所承受的風(fēng)載荷。

本實(shí)施例中，所述齒輪聯(lián)動(dòng)裝置40是卷?yè)P(yáng)機(jī)，在極端風(fēng)速情況下，所述卷?yè)P(yáng)機(jī)根據(jù)調(diào)度中心指令，收緊所述拉索30，使所述拉索30分擔(dān)所述塔架主體10所承受的風(fēng)載荷；在所述風(fēng)速恢復(fù)正常后，釋放所述拉索30。

為了保證所述應(yīng)變測(cè)量裝置50測(cè)量所述塔架主體10應(yīng)變的準(zhǔn)確性，所述應(yīng)變測(cè)量裝置50位于由展開(kāi)后的拉索30軸線和所述塔架主體10軸線確定的平面與所述塔架主體10表面的交線上，并盡可能的靠近所述塔架主體10的根部。另外，根據(jù)所述應(yīng)變測(cè)量裝置50測(cè)量的應(yīng)變數(shù)值，可以計(jì)算所述拉索30對(duì)所述塔架主體10產(chǎn)生的傾覆力矩，從而保證各拉索對(duì)塔架主體10的傾覆力矩之和或水平力之和為零。具體地，以在所述塔架主體10上設(shè)置三根拉索為例，計(jì)算所述拉索30的傾覆力矩的方法為：m1=（ε1-ε）ew，ε=ε1+ε2+ε3，其中，ε1、ε2、ε3分別為三根拉索對(duì)應(yīng)的應(yīng)變片測(cè)量的應(yīng)變，e為構(gòu)件的彈性模量，w為所述塔架主體10的抵抗矩，其數(shù)值可以從所述塔架設(shè)計(jì)手冊(cè)里面查詢。因此通過(guò)所述應(yīng)變測(cè)量裝置50測(cè)量所述塔架主體10的應(yīng)變力，從而合理安排所述齒輪聯(lián)動(dòng)裝置40進(jìn)行處理，通過(guò)調(diào)節(jié)所述拉索30的受力情況避免所述風(fēng)電塔架因拉索受力不均而發(fā)生倒塌。

本實(shí)施例中，所述應(yīng)變測(cè)量裝置50是應(yīng)變片，所述應(yīng)變片可以直接粘貼在所述塔架主體10上。

綜上，本發(fā)明所述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明所述風(fēng)電塔架的防強(qiáng)風(fēng)裝置，包括塔架主體以及安裝在所述塔架主體頂端的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，沿所述塔架主體設(shè)置有多根拉索，其中每根拉索的一端固定在所述塔架主體的頂端，從而有利于對(duì)所述塔架主體的支撐；每根拉索的另一端與齒輪聯(lián)動(dòng)裝置相連，所述齒輪聯(lián)動(dòng)裝置與控制系統(tǒng)相連，通過(guò)所述控制系統(tǒng)控制所述齒輪聯(lián)動(dòng)裝置帶動(dòng)所述拉索的收縮或者展開(kāi)，具體地，在風(fēng)速正常情況下，所述齒輪聯(lián)動(dòng)裝置控制所述拉索收縮，所述拉索收縮時(shí)，所述拉索沿所述塔架主體下垂并收起，避免所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片與拉索發(fā)生碰撞，從而不影響所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的正常發(fā)電；若強(qiáng)風(fēng)來(lái)襲，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片停止轉(zhuǎn)動(dòng)，所述控制系統(tǒng)控制所述齒輪聯(lián)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)系在所述塔架主體頂端的拉索展開(kāi)，所述拉索展開(kāi)時(shí)，所述拉索穿過(guò)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片掃掠范圍，從而有利于對(duì)所述塔架主體的支撐，所述塔架主體的底端安裝有與所述拉索數(shù)量對(duì)應(yīng)的多個(gè)應(yīng)變測(cè)量裝置，通過(guò)所述應(yīng)變測(cè)量裝置監(jiān)控各拉索對(duì)應(yīng)的所述塔架主體上監(jiān)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變力，并據(jù)此計(jì)算所述拉索對(duì)所述風(fēng)電塔架產(chǎn)生的傾覆力矩，保證所述拉索在展開(kāi)過(guò)程中各拉索水平合力為零，從而避免發(fā)生對(duì)所述塔架主體產(chǎn)生的傾覆力矩；再者，在所述拉索完全展開(kāi)后，強(qiáng)風(fēng)對(duì)風(fēng)電塔架的水平力中的絕大部分就轉(zhuǎn)移到拉索中，從而大幅度降低了所述風(fēng)電塔架的受力水平和倒塌概率。

2.本發(fā)明所述風(fēng)電塔架的防強(qiáng)風(fēng)裝置，為了保證所述應(yīng)變測(cè)量裝置測(cè)量所述塔架主體應(yīng)變的準(zhǔn)確性，所述應(yīng)變測(cè)量裝置位于由展開(kāi)后的拉索軸線和所述塔架主體軸線確定的平面與所述塔架主體表面的交線上，并盡可能的靠近所述塔架主體的根部。通過(guò)所述應(yīng)變測(cè)量裝置可以測(cè)量所述塔架主體的應(yīng)變力，從而合理安排所述齒輪聯(lián)動(dòng)裝置進(jìn)行處理，通過(guò)調(diào)節(jié)所述拉索的受力情況避免所述風(fēng)電塔架因拉索受力不均而發(fā)生倒塌。

顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的舉例，并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。