动力学响应和共振的特性

塔架的一阶固有频率一般总要在样机测试中进行测量。

应该确认塔架的一阶固有频率与风轮及叶片通过的频率是不一致的，如相应的1P和3P频率。如果确认塔架的频率保持在风轮频率和叶片通过频率的±10%之外，那么正常情况下，就不会有任何由于在固有频率或者其附近所造成的载荷幅值放大的问题。

对于有双发电机或双速发电机的风力机，针对叶片通过频率，还应对两者进行研究。对变转速风力机应予以特别注意，风力机不允许运行在塔架特征值的±10%的频率范围之内。

当风力机运行在超同步转速模式下，如1P频率比一阶固有频率大时，就必须对起动和停机过程进行恰当的分析。这样做是为考虑当风轮频率通过塔架的一阶固有频率时所造成的动载荷的增加。

图7-2和图7-3给出了1.8MW风力机的例子。从功率谱曲线中可以看出，能量的主要部分是在塔架的固有频率0.418Hz处。1P和4P通过频率并不靠近一阶固有频率。更进一步讲，只有很少数量的能量在响应谱中的通过频率上。

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图7-2 时间系列：塔架底部响应

图7-3 功率谱：塔架底部响应

应该注意到塔架的固有频率很大程度上取决于基础所提供的固定支撑的“效率”。如果计算模型假定塔架是完全刚性的，那么塔架固有频率的偏差就可能达到20%。对于如何选择一个弹簧作为塔架的支撑（塔架的基础并不是刚性的），可以见第8章相关内容。注意，使用阻尼器来补偿在垂直于风速方向上较低的阻尼，现在已经在实际中应用。

在特定的项目中，如果基础刚度的变化范围很大就必须加以考虑。如在风电场开发中，在所有安装中都应进行测量弯曲固有频率。