GENERADOR DE CORRIENTE DE POTENCIA EOLICA.

Generador de corriente de energía eólica que comprende un alojamiento (2),

un estator (3) fijado allí, un rotor (4) giratorio con respecto al estator (3), un cubo (5) conectado con el rotor (4) y al menos dos palas, que se extienden radialmente desde el cubo (5), de manera que el estator (3) y el rotor (4) se forman por secciones tubulares concéntricas entre sí, sobre cuyas superficies opuestas están dispuestos, respectivamente, imanes permanentes (7) y arrollamientos (8) y que se extienden sobre los imanes y los arrollamientos, para recibir entre ellos al menos en un lado un cojinete, caracterizado porque el cubo (5) está fijado en uno de los extremos de la sección tubular del rotor (4) por medio de una brida (11) y porque en el extremo de la sección tubular del estator (3), que está alejado del cubo (5), está conectado con una brida (14) sobre el alojamiento (2), de manera que el alojamiento (2) está configurado como una transición hueca y el cojinete es un rodamiento

Generador de corriente de potencia eólica.

La presente invención se refiere a un generador de corriente de energía eólica, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Como se conoce a partir de la solicitud internacional WO 01/29413, los llamados generadores de energía eólica multipolares, A1, en los que un rotor activado a través del viento está asociado a un generador de corriente, que está alojado de forma giratoria en el extremo superior de una torre. El rotor está fijado en el extremo de un eje, que está dispuesto de forma giratoria en dos cojinetes que, por su parte, están alojados dentro de una carcasa, que rodea el estator del generador de corriente. El rotor propiamente dicho está constituido por una pluralidad de brazos que soportan el anillo, en el que están fijados los electroimanes que, durante la rotación del rotor, se colocan frente a los arrollamientos que, por su parte, están alojados dentro de la carcasa.

Hay que indicar que en esta solicitud se describe un generador de corriente anular, en el que el árbol del rotor está apoyado de forma giratoria por medio de cojinetes, que se extienden en forma de radios en la carcasa. Por otra parte, el árbol del rotor propiamente dicho activado por medio de la fuerza eólica actúa como árbol de rotor del generador, que está provisto con brazos que están dispuestos radialmente y están diseñados para alojar el anillo con los electroimanes.

Hay que indicar que en un generador configurado de esta manera, no existe ninguna transición entre el interior de la torre y el interior de las palas, que se extienden fuera del cubo del rotor. Por lo tanto, la ventilación interior de las palas del rotor y especialmente un efecto de deshielo de las palas propiamente dichas están configurados dificultosos.

El diseño del generador de fuerza eólica de tipo conocido es, además, complicado en lo que se refiere al alojamiento del rotor dentro del cuerpo del estator y el acceso al rotor es muy difícil debido al alojamiento del árbol del rotor.

En la publicación de patente alemana DE 44 02 184, en cambio, se describe un generador síncrono multipolar para instalaciones de energía eólica de eje horizontal, en las que el generador está formado por una única unidad de construcción, que está constituida por un estator y un rotor -que están unidos entre sí a través de un alojamiento volante previsto dentro del generador-, que soporta el movimiento giratorio del rotor y absorbe fuerzas y momentos introducidos desde el exterior. En el caso propuesto, se muestra una estructura muy compleja del rotor, puesto que ambas superficies del rotor y del estator deben diseñarse con una distancia considerable frente a los rodamientos del rotor. La publicación DE 197 11 869 A1 describe un generador de corriente de energía eólica de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Este generador de corriente de energía eólica no garantiza ninguna posibilidad de acceso a los diferentes componentes del generador y tiene una estructura débil.

El cometido de la presente invención reside, por lo tanto, en evitar las deficiencias de los generadores de energía eólica de tipo convencional y proponer un generador de corriente de energía eólica, en el que se asegura una máxima cota de posibilidades de ventilación, proporcionada a través de una gran posibilidad de acceso a los diferentes componentes del generador, debiendo garantizarse al mismo tiempo una alta rigidez en la estructura.

Éstos y otros cometidos se solucionan en un generador de corriente de energía eólica a través de la parte de caracterización de la reivindicación 1.

En una forma de realización preferida, el generador síncrono hueco y multipolar con imanes permanentes presenta arrollamientos exteriores. En este caso, el generador multipolar y síncrono con imanes permanentes y sin multiplicación prevé un elemento tubular, que sirve al mismo tiempo como árbol para el alojamiento de los cojinetes y como estructura para el anclaje de cuerpos magnéticos, de manera que con ello se evitan los brazos entre el árbol y el anillo que soporta los imanes permanentes.

El generador es componente integral de la estructura de soporte y las cargas son transmitidas directamente desde el cubo sobre el árbol del rotor del generador, que las introduce en el cuerpo del estator a través de dos cojinetes, que están dispuestos al comienzo y al final de la máquina eléctrica.

La construcción hueca que resulta de ello permite el acceso a la parte delantera de la góndola, de manera que se facilitan los trabajos de mantenimiento y conservación de los subsistemas recibidos. El sistema permite, además, realizar el montaje del cubo desde el interior.

La construcción hueca hace posible, además, aprovechar el calor cedido por la electrónica energética alojada en la torre y la porción e aquélla que es liberada por el propio generador, para conducir aire caliente al cubo y desde allí a las palas del rotor, de manera que con ello se establece un sistema de deshielo especialmente eficiente. El calentamiento de las palas del rotor que, en el funcionamiento, no sea necesaria ninguna alimentación de energía exterior, utilizando de manera sencilla el calor cedido por la propia electrónica energética.

La construcción hueca del generador, insertada en la del resto de la góndola, permite dentro de la misma alojar subsistemas eléctricos y electrónicos, de manera que con ello se obtiene una protección excelente contra rayos, que se basa en el principio de la jaula de Faraday.

En una variante, el generador síncrono hueco y multipolar con imanes permanentes presenta arrollamientos interiores. Si se invierte el concepto de la forma de realización preferida, es posible realizar una máquina que presenta la unidad de estator en el interior y el rotor en el exterior. Los imanes están colocados sobre la superficie interior del rotor y los arrollamientos están colocados sobre la superficie exterior del árbol del rotor.

Las ventajas de tal solución son una potencia específica mayor, la posibilidad de utilizar todo el calor liberado por el generador para el sistema de deshielo y una simplificación en el posicionamiento de los cables de la corriente de energía, que son necesarios para la conducción de la corriente eléctrica desde el generador hacia la torre.

En otra variante, la sección de tubo del estator se extiende en forma de campana en la dirección del cubo, cuyo fondo de la campana presenta una abertura central de forma circular, mientras que la sección de tubo del rotor se extiende dentro de la sección de tubo del estator igualmente en forma de campana concéntricamente a la forma de campana del estator y cuyo fondo de campana presenta igualmente una abertura central, que se prolonga en un apéndice de tubo, que se extiende en la abertura del fondo de campana del estator bajo la configuración de un alojamiento para un rodamiento y soporta el cubo con el borde exterior.

En una forma de realización preferida, el rodamiento es un cojinete de rodillos cónicos con doble corona de rodadura.

De manera más conveniente, la sección de tubo del rotor está provista en su extremo dirigido hacia el bastidor de soporte con una estructura de cojinete de freno y con un freno estacionario.

En esta solución, por lo tanto, el cojinete trasero se ha omitido y el cojinete delantero ha sido sustituido por un único cojinete especial, por ejemplo, un cojinete de rodillos esféricos con doble corona de rodadura, que es de diámetro más pequeño y está alojado en un estrechamiento conveniente en la parte delantera de la estructura del estator, que se realiza por medio de un elemento toroidal del tipo de sándwich reforzado, que solamente reduce en parte la accesibilidad al cubo.

La utilización de un único cojinete de rodillos esféricos con doble corona de rodadura ofrece, frente a las variantes descritas en primer lugar con dos cojinetes las siguientes ventajas:

1. Generador de corriente de energía eólica que comprende un alojamiento (2), un estator (3) fijado allí, un rotor (4) giratorio con respecto al estator (3), un cubo (5) conectado con el rotor (4) y al menos dos palas, que se extienden radialmente desde el cubo (5), de manera que el estator (3) y el rotor (4) se forman por secciones tubulares concéntricas entre sí, sobre cuyas superficies opuestas están dispuestos, respectivamente, imanes permanentes (7) y arrollamientos (8) y que se extienden sobre los imanes y los arrollamientos, para recibir entre ellos al menos en un lado un cojinete, caracterizado porque el cubo (5) está fijado en uno de los extremos de la sección tubular del rotor (4) por medio de una brida (11) y porque en el extremo de la sección tubular del estator (3), que está alejado del cubo (5), está conectado con una brida (14) sobre el alojamiento (2), de manera que el alojamiento (2) está configurado como una transición hueca y el cojinete es un rodamiento.

2. Generador de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque en cada extremo de las secciones tubulares está previsto, respectivamente, un rodamiento (9, 10), entre los cuales se encuentran los imanes permanentes y los arrollamientos.

3. Generador de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el estator se encuentra en el interior frente al rotor (4).

4. Generador de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el estator (3) se encuentra fuera del rotor (4).

5. Generador de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los imanes permanentes se encuentran en el rotor.

6. Generador de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos uno de los cojinetes es un rodamiento de presión.

7. Generador de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el interior del generador forma una transición desde el interior de la torre de soporte hacia el cubo y dentro de las palas.

8. Generador de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la construcción hueca favorece a través del efecto de chimenea la conducción de aire caliente en la dirección de las palas, de manera que posibilita un aprovechamiento mejorado de las pérdidas de calor generadas a través de los diferentes componentes eléctricos y electrónicos montados.

9. Generador de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque solamente está previsto un único rodamiento (210).

10. Generador de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 9, caracterizado porque el rodamiento es un cojinete de rodillos cónicos (210).

11. Generador de acuerdo con las reivindicaciones 1, 9 y 10, caracterizado porque la sección tubular (203) del estator se extiende en forma de campana en la dirección del cubo (216), cuyo fondo de la campana presenta una abertura central de forma circular, mientras que la sección tubular (203) del rotor va dentro de la sección tubular (203) del estator que se extiende de la misma manera en forma de campana concéntricamente a la forma de la campana del estator y cuyo fondo de la campana presenta de la misma manera una abertura central, que se proponga en un apéndice tubular (211), que se extiende en la abertura del fondo de la campana del estator bajo la configuración de un alojamiento para el rodamiento (210) y soporta con el bode exterior el cubo (216).

12. Generador de acuerdo con las reivindicaciones 1, 9, 10 y 11, caracterizado porque el rodamiento es un cojinete de rodillos cónicos con doble corona de rodadura.

13. Generador de acuerdo con las reivindicaciones 1, 9, 10 y 11, caracterizado porque la sección tubular (203) del rotor está provista en su extremo dirigido hacia el bastidor de soporte con una estructura de cojinete de freno y con un freno estacionario.