بررسی و تحلیلی بر ارتعاشات برج توربین های بادی و کنترل ارتعاش آن با استفاده از جاذب

محورهای موضوعی : انتقال ارتعاشات

اسداله خراسانی ¹ , مهدی شریف نیا ²

1 - مسئول
2 - استاد راهنما

تاریخ دریافت : 1397/05/19 تاریخ پذیرش : 1397/06/30 تاریخ انتشار : 1397/09/01

کلید واژه: فرکانس طبیعی, ارتعاشات, جاذب, توربین باد, ویتن,

چکیده مقاله :

شرایط امروز جهان در حوزه سوخت های فسیلی ایجاب می کند انرژی بادی و توربین های بادی ساحلی و فراساحلی بیش از پیش مورد توجه همگان باشد، لذا به دلیل بهره‌گیری بیشتر از این انرژی پاک باید طول پره و برج توربین باد نیز افزایش پیدا کند، در نتیجه مطالعات ارتعاشات توربین‌ها بیش از گذشته مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش کنترل سازه‌ای یک توربین باد بواسطه میراگر مورد بررسی قرار گرفته که هدف نیز کاهش ارتعاشات سازه در بخش های مختلف توربین، تغییر فرکانس و دور شدن از محدوده خطر می‌باشد. یکی از روشهای جذب ارتعاش در سازه ها استفاده از مواد جاذب در بدنه می‌باشد. در این تحقیق سعی شده توربین باد از لحاظ ارتعاشی مورد بررسی قرار گیرد و ارتعاشات آن کاهش یابد. بدین منظور فرکانس طبیعی آن بوسیله نرم افزار آباکوس استخراج شده و سپس جهت جلوگیری از ارتعاش توربین از یک سیستم جاذب استفاده و مجددا فرکانس توربین مورد بررسی قرار گرفته و در دو حالت با یکدیگر مقایسه و اعتبار سنجی شده است. همچنین با تحریک جابجایی در پایه توربین، جابجایی در دو نقطه از پره و هد توربین در دو حالت با جاذب و بدون جاذب مورد بررسی قرار گرفته که نتایج خوبی حاصل گردیده و ارتعاش کاهش یافته است.

چکیده انگلیسی:

Nowadays, due to critical conditions of fossil fuels, it is required to attend the wind energy and the wind turbines (onshore and offshore) more than before. In order to efficiently use this clean energy, length of the blade and tower of the turbine should be increased. In the present research, using a typical damper, structural control of a wind turbine is investigated. Suppression of vibration in the turbine structure and avoiding from the resonance interval are tracked. To absorb the vibration of a structure, one way is using the absorbent material in its body. In this study, first, natural frequencies of the wind turbine are obtained using the Abaqus software. Next, in order to suppress the vibration of the wind turbine, an absorbing system is used, and the new natural frequencies are obtained. Natural frequencies in these two cases are compared, and consequently, the absorbing system is verified. Additionally, a displacement input is applied to the turbine tower. The resulting responses of the head and blade of the turbine show that the vibrations of the turbine are successfully reduced.