Un banco de pruebas (12) para someter a prueba un equipo de turbina eólica (22),

comprendiendo dicho banco de pruebas (12)

uno o más medios de aplicación de carga (19) que aplican directa o indirectamente carga a dicho equipo (22) durante dicha prueba, caracterizado porque dicho banco de pruebas (12) comprende medios de ajuste de ángulo (16) para ajustar un ángulo de elevación (A) de dicho equipo (22) en relación con un plano horizontal.

Banco de pruebas que comprende un medio de ajuste de ángulo y procedimientos para someter a prueba un equipo de turbina eólica

Antecedentes de la invención

La invención se refiere a un banco de pruebas para someter a prueba un equipo de turbina eólica y procedimientos para someter a prueba un equipo de turbina eólica.

Descripción de la técnica relacionada Una turbina eólica conocida en la técnica comprende una torre de turbina eólica cónica y una góndola de turbina eólica situada en la parte superior de la torre. Un rotor de turbina eólica con varias aspas de turbina eólica se conecta a la góndola a través de un árbol de baja velocidad, que se extiende fuera de la parte frontal de la góndola, tal como se ilustra en la figura 1.

Las turbinas eólicas modernas grandes aumentan de tamaño constantemente y los distintos componentes de la turbina eólica, tales como la caja de engranajes, el generador, el sistema de frenado, etc., también aumentan de tamaño. Además, el desarrollo tecnológico produce componentes y una interacción entre los componentes, lo que cada vez es más especializado y complejo. De hecho, esto es ventajoso con respecto a la eficiencia y a la producción de la turbina eólica, pero ya que estas turbinas eólicas grandes son caras y las averías pueden ser muy costosas, es importante garantizar que la vida, durabilidad, calidad, capacidad, etc., de los componentes de la turbina eólica están bien documentadas.

Una forma de hacer esto sería la de recabar información sobre turbinas eólicas interesantes y después basar el programa de mantenimiento, la elección de los componentes, y demás, en un análisis estadístico de estos datos. Pero este procedimiento es bastante ineficaz ya que si los datos revelan que un componente con una vida útil de veinte años sólo dura una media de 7 años, los turbinas eólicas similares producidas en esos siete años también contendrán el mismo componente defectuoso, y los datos con mayor frecuencia pueden no dar a conocer si el componente se avería debido a una baja calidad, si se ha instalado o usado mal o si varios factores que interactúan provocan la reducción de la vida.

Otra forma de resolver este problema se da a conocer en la solicitud de patente europea Nº EP 1 564 405 A1. Esta solicitud da a conocer un banco de pruebas para llevar a cabo pruebas de fatiga y de carga sobre los miembros estructurales fundamentalmente de la góndola y de los componentes de la góndola. Pero someter a prueba la resistencia de los miembros de la góndola tiene el principal objetivo de reducir el uso de material o de optimizar el diseño de estos miembros estructurales, reduciendo de este modo el coste y el peso de los miembros y garantizando que pueden soportar las cargas, por las que se ven afectados durante el funcionamiento normal de la turbina eólica. No se proporcionará información útil con respecto a la selección de componentes, la interacción de componentes y otros que podría evitar averías y reducir el coste de los componentes.

Por lo tanto, es un objeto de la invención proporcionar una técnica ventajosa y eficaz para someter a prueba un equipo 35 de turbina eólica.

En especial, es un objeto de la invención proporcionar una técnica para someter a prueba un equipo de turbina eólica que ofrece más tipos de carga realistas.

La invención

La invención proporciona un banco de pruebas para someter a prueba un equipo de turbina eólica. El banco de pruebas comprende uno o más medios de aplicación de carga que aplican directa o indirectamente carga al equipo durante dicha prueba y en el que el banco de pruebas comprende medios de ajuste de ángulo para ajustar un ángulo de elevación del equipo en relación con un plano horizontal.

El rotor en una turbina eólica moderna grande se inclina por distintas razones de modo que el plano del rotor no sea perpendicular al suelo. Esto provoca que el tren de accionamiento en la mayoría de las turbinas eólicas se sitúe en un 45 ángulo no paralelo al plano horizontal del suelo, ya que el tren de accionamiento es perpendicular al plano del rotor. Debido a que el tren de accionamiento y los componentes del tren de accionamiento son un componente muy esencial de una turbina eólica sería ventajoso someter a prueba estos componentes en un banco de pruebas y, en particular, en un banco de pruebas que pueda someter a prueba el equipo en un ángulo de elevación distinto de 0º en relación a un plano horizontal.

50 En un aspecto de la invención, este ángulo de elevación se puede ajustar de forma fija o dinámica durante dicha prueba.

De este modo, se logra una realización ventajosa de la invención.

En un aspecto de la invención, estos medios de ajuste de ángulo comprenden medios para ajustar dicho ángulo de elevación para corresponder sustancialmente con un ángulo de funcionamiento normal de dicho equipo, por ejemplo, el ángulo de un tren de accionamiento en una góndola en relación con una torre.

Esto es ventajoso, ya que de este modo es posible proporcionar un banco de pruebas que puede realizar una prueba 5 más eficaz y/o realista.

En un aspecto de la invención, el medio de accionamiento de dicho banco de pruebas gira un árbol de entrada de dichos equipo durante la prueba.

Por la rotación del árbol de entrada en el equipo durante la prueba y aplicando al mismo tiempo carga al equipo, es posible simular las cargas que actúan sobre el equipo durante el funcionamiento normal de una turbina eólica, así

como situaciones extremas, haciendo posible de este modo comparar diferentes equipos bajo las mismas condiciones de carga normal, así como realizar pruebas de vida acelerada. Esto es ventajoso, ya que de este modo es posible realizar una prueba más eficaz del equipo, lo que permite que los tipos y tamaños de carga se ajusten de forma dinámica, por ejemplo, para que sean sustancialmente realistas si se necesita o para aplicar una sobrecarga si se necesita.

Hay que destacar que por el término "árbol", se entiende cualquier tipo de barra, varilla, tubería, tubo, anillo, acoplamiento, manguito, mango u otros que pueden transmitir una rotación. El árbol no se limita de ningún modo a ser sólido sino que también puede ser, por ejemplo, un anillo o manguito hueco que forma o unido al soporte planetario o engranaje anular de la caja de engranajes de la turbina eólica.

En un aspecto de la invención, dicho medio de accionamiento es un motor eléctrico.

La velocidad de rotación y en particular el par de un motor eléctrico se controlan fácilmente de forma muy precisa, lo que es ventajoso ya que de este modo es posible llevar a cabo una prueba más eficaz, precisa y/o realista del equipo de turbina eólica.

En un aspecto de la invención, dicho equipo son componentes tren de accionamiento de la turbina eólica, tales como cojinete principal, caja de engranajes y generador, y en los que dicho generador está conectado a una red de suministro o a un medio de simulación de red de suministro.

Los componentes del tren de accionamiento de la turbina eólica comprenden todos partes situadas en la góndola en un ángulo de funcionamiento normal, que es diferente de 0º en relación a un plano horizontal. El hecho de que los componentes del tren de accionamiento se sitúen a menudo en la góndola hace que resulte muy difícil y costoso repararlos y reemplazarlos. Por lo tanto, es ventajoso que, en particular, los componentes del tren de accionamiento se sometan a prueba en un banco de pruebas que comprenda medios de ajuste de ángulo para ajustar un ángulo de elevación del equipo y los medios de aplicación de carga para aplicar una carga a los componentes.

En un aspecto de la invención, dicha red de suministro o medio de simulación de red de suministro es un medio de aplicación de carga indirecto de dicho banco de pruebas.

Esto es ventajoso, ya que aplicando indirectamente carga al equipo conectando el generador a una red de suministro o medio de simulación de red de suministro, es posible simular con más precisión las situaciones de carga de una turbina eólica real o realizar pruebas de vida acelerada, por ejemplo, estableciendo una situación de sobrecarga permanente o situaciones de carga variables.

En un aspecto de la invención, dichos medios de simulación de red de suministro comprenden medios para ajustar de forma dinámica el voltaje de la red y la frecuencia de... [Seguir leyendo]

1. Un banco de pruebas (12) para someter a prueba un equipo de turbina eólica (22) , comprendiendo dicho banco de pruebas (12)

uno o más medios de aplicación de carga (19) que aplican directa o indirectamente carga a dicho equipo (22) 5 durante dicha prueba, caracterizado porque dicho banco de pruebas (12) comprende medios de ajuste de ángulo (16) para ajustar un ángulo de elevación (A) de dicho equipo (22) en relación con un plano horizontal.

2. Un banco de pruebas (12) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dichos medios de ajuste (16) comprenden medios para ajustar dicho ángulo de elevación (A) para corresponder sustancialmente con un ángulo de funcionamiento normal (NA) de dicho equipo (22) , por ejemplo, el ángulo de un tren de accionamiento (14) en una góndola (3) en relación con una torre (2) .

3. Un banco de pruebas (12) de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que el medio de accionamiento (13) de dicho banco de pruebas (12) gira un árbol de entrada (21) de dicho equipo (22) durante la prueba.

4. Un banco de pruebas (12) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho equipo

(22) son componentes del tren de accionamiento de la turbina eólica (14) tales como cojinete principal, caja de engranajes (6) y generador (8) , y en el que dicho generador (8) está conectado a una red de suministro o un medio de simulación de red de suministro.

5. Un banco de pruebas (12) de acuerdo con la reivindicación 4, en el que dicha red de suministro o medio de simulación de red de suministro es un medio de aplicación de carga indirecto (19) de dicho banco de pruebas 20 (12) .

6. Un banco de pruebas (12) de acuerdo con la reivindicación 4 ó 5, en el que dichos medios de simulación de red de suministro comprenden medios para ajustar de forma dinámica el voltaje de red y la frecuencia de red.

7. Un banco de pruebas (12) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que al menos

uno de dichos uno o más medios de aplicación de carga (19) comprenden medios para aplicar carga axial y/o 25 radial (26) a un árbol de entrada (21) de dicho equipo (22) .

8. Un banco de pruebas (12) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho equipo (22) es un generador de turbina eólica (8) .

9. Un banco de pruebas (12) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho banco de pruebas (12) comprende medios de control climático (29) para controlar sustancialmente uno o más parámetros climáticos tales como la temperatura, la humedad y la presión de aire del entorno de al menos una parte de dicho equipo (22) .

10. Un banco de pruebas (12) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dichos medios de ajuste de ángulo (16) comprenden uno o más accionadores lineales (32) para posicionar dicho banco de pruebas (12) o una parte de dicho banco de pruebas (12) que comprende dicho equipo (22) en dicho ángulo de elevación (A) .

11. Un banco de pruebas (12) de acuerdo con la reivindicación 10, en el que dicho uno o más accionadores lineales (32) son cilindros hidráulicos.

12. Un banco de pruebas (12) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dichos medios de aplicación de carga (19) comprenden medios para aplicar una carga axial (26) a un árbol de entrada 40 (21) de dicho equipo (22) .

13. Un procedimiento para someter a prueba un equipo de turbina eólica (22) , comprendiendo dicho procedimiento las etapas de • situar dicho equipo (22) en un banco de pruebas (12) ,

• establecer dicho equipo (22) en un ángulo de elevación (A) en relación con un plano horizontal por medio de un 45 medio de ajuste de ángulo (16) de dicho banco de pruebas (12) , y

• aplicar directa o indirectamente una carga a dicho equipo (22) por medio de medios de aplicación de carga (19) de dicho banco de pruebas (12) .

14. Un procedimiento para someter a prueba un equipo de turbina eólica (22) , comprendiendo dicho procedimiento las etapas de

• establecer un banco de pruebas (12) en un ángulo de elevación (A) en relación con un plano horizontal por medio de un medio de ajuste de ángulo (16) de dicho banco de pruebas (12) ,

• situar dicho equipo (22) en dicho banco de pruebas (12) , y

• de forma directa o indirectamente aplicar una carag a adicho equipo (22) por medios de aplicación de carga (19) 5 de dicho banco de pruebas (12) .

15. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13 ó 14, en el que dicho ángulo de elevación (A) se puede ajustar de forma fija o dinámica durante dicha prueba.

16. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, en el que un árbol de entrada (21) de dicho equipo (22) se gira por medios de accionamiento (13) de dicho banco de pruebas (12) durante la prueba.

17. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, en el que se aplica carga a dicho equipo (22) conectando un generador (8) de dicho equipo (22) a una red de suministro o un medio de simulación de red de suministro.

18. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 13 a 17, en el que se aplica (26) una carga axial y/o radial a un árbol de entrada (21) de dicho equipo (22) durante la prueba.

19. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 13 a 18, en el que uno o más parámetros climáticos, tales como la temperatura, la humedad y la presión de aire del entorno de al menos una parte de dicho equipo (22) se controlan durante la prueba.