GENERADOR, GÓNDOLA, Y PROCEDIMIENTO DE MONTAJE DE UNA GÓNDOLA DE UN CONVERTIDOR DE ENERGÍA EÓLICA.

Generador, góndola, y procedimiento de montaje de una góndola de un convertidor de energía eólica [0001] La presente invención se refiere a un generador, a una góndola, y a un procedimiento de montaje de una góndola de un convertidor de energía eólica. [0002] Un convertidor de energía eólica es una máquina rotativa que convierte la energía cinética del viento en 5 electricidad y alimenta con electricidad a la red eléctrica. [0003] Un convertidor de energía eólica suele incluir una góndola dispuesta en una torre. La góndola incluye una cabeza de rotor equipada con palas, y un eje principal conectado con la cabeza de rotor, también llamada núcleo, que gira integralmente con la cabeza de rotor. Además, la góndola puede girar alrededor de un eje vertical para seguir activamente o pasivamente la dirección del viento. [0004] Un primer tipo de góndola incluye también una caja de engranajes conectada con el eje principal que gira al recibir la potencia eólica suministrada a las palas, y un generador accionado por un eje de salida de la caja de engranajes. Según el convertidor de energía eólica que tiene esta estructura, la cabeza de rotor equipada con las palas convierte potencia eólica en un momento, y el eje principal gira para generar una primera velocidad de 15 rotación. La primera velocidad de rotación aumenta mediante la caja de engranajes conectada con el eje principal, y se transmite una correspondiente segunda velocidad de rotación mayor al rotor del generador. [0005] Un segundo tipo de góndola sin caja de engranajes emplea generadores de AC con frecuencia variable directamente conectados al eje. Una electrónica de potencia especial convierte la frecuencia variable en frecuencia constante de la red. 20 [0006] En los convertidores de energía eólica actuales, montar la góndola pre-ensamblada en la torre empleando una grúa es bastante difícil y complejo puesto que los componentes individuales deben ser tratados cuidadosamente. La góndola puede pre-ensamblarse completamente o bien ser montada secuencialmente en lo alto de la torre dividida en sus segmentos plurales.   [0007] El procedimiento de montaje que emplea segmentos divididos de la góndola simplifica el transporte empleando una grúa; sin embargo, precisa de etapas de montaje adicionales complicadas en lo alto de la torre. [0008] Puesto que los componentes de la góndola son pesados, típicamente con un peso total de entre 50 y 100 toneladas, tanto el montaje como el transporte resultan generalmente problemáticos. [0009] En EP 1 921 310 A1 se describe una góndola conocida de una central eólica que incluye un generador y una caja de engranajes dispuestos en serie que operan conjuntamente, en el que un primer soporte soporta el rotor en el lado de entrada de la caja de engranajes y un segundo soporte soporta el rotor en el lado de salida del generador. [0010] Para góndolas sin caja de engranajes, el rotor está normalmente soportado por un primer soporte en el lado de entrada del generador y un segundo soporte soporta el rotor en el lado de salida del generador. [0011] Esto es necesario porque la separación de aire entre el rotor y el estator del generador está comprendida normalmente entre 2 y 6 mm. Dicho de otro modo, la separación de aire es muy pequeña y los soportes de entrada y salida son necesarios con la finalidad de evitar la influencia negativa de las tolerancias mecánicas. [0012] En el documento US 2004/0041409 A1, que se considera como el estado de la técnica más cercano, se describe una góndola de central eólica que comprende un generador en el que el generador comprende dos porciones de generador rotor radialmente separadas que definen entre sí una separación de aire radial. [0013] En el documento EP 1 959 548 A1 se describe una góndola de central eólica que comprende un generador en el que el generador incluye una armadura anular conectable para girar con las palas de una turbina eólica, en el 40 que un conjunto de arrollamiento con campo estacionario anular es coaxial con la armadura y está separado por una separación de una superficie interna de la armadura. Resumen [0014] Según un aspecto general, una góndola de un convertidor de energía eólica incluye un chasis principal, un 45 generador que incluye un estator y un rotor, y un alojamiento para generador fijado al chasis principal y que al menos encierra parcialmente al estator y un espacio de rotor. El alojamiento para generador tiene una primera cara lateral que está expuesta al espacio de rotor. Una brida está soportada para girar en el chasis principal e incluye un primer extremo que está conectado con el rotor. El rotor se extiende en el espacio de rotor desde la primera cara lateral sin estar soportado en el alojamiento para generador. 50 [0015] Según otro aspecto, una góndola de un convertidor de energía eólica incluye un chasis principal, un generador que incluye un estator y un rotor, un alojamiento para generador fijado al chasis principal y que al menos encierra parcialmente al estator y un espacio de rotor, y una brida soportada para girar en el chasis principal y que 2 incluye un primer extremo que está conectado con el rotor. El rotor se extiende en el espacio de rotor sin estar soportado en el alojamiento para generador. [0016] Algunas realizaciones pueden incluir una o más de las características siguientes. La brida incluye un segundo extremo que está conectado con un núcleo para unir palas de rotor. El alojamiento para generador es de forma 5 sustancialmente cilíndrica, por ejemplo, con forma de copa cilíndrica. El alojamiento para generador incluye una primera cara lateral, estando la primera cara lateral expuesta al espacio de rotor. El alojamiento para generador incluye una segunda cara lateral opuesta a la primera cara lateral, incluyendo la segunda cara lateral al menos una abertura. [0017] El chasis principal tiene una forma cerrada con una superficie externa del alojamiento para generador. El chasis principal incluye una primera parte y una segunda parte que están conectadas de forma amovible entre sí y 10 que abarcan el alojamiento para generador. La separación de aire entre el estator y el rotor es de al menos 1 cm, por ejemplo, entre 1 cm y 5 cm. Al menos o estator o el rotor incluyen un superconductor. [0018] Según otro aspecto, un procedimiento de montaje de una góndola de un convertidor de energía eólica incluye las etapas de montar una primera parte de un chasis principal en una torre, montar una brida de soporte giratorio 15 que incluye un primer extremo en la primera parte del chasis principal, proporcionar un alojamiento para generador que envuelve al menos parcialmente a un espacio de estator y de rotor, proporcionar unos espaciadores en el espacio de rotor, insertar un rotor en el espacio de rotor de modo que los espaciadores estén posicionados entre el rotor y el estator, montar el alojamiento para generador incluyendo el rotor insertado en la primera parte del chasis principal, conectar el primer extremo de la brida con el rotor, y quitar los espaciadores de modo que el rotor se extienda en el espacio de rotor sin estar soportado en el alojamiento para generador. [0019] Otras realizaciones pueden incluir una o más de las siguientes características. Una segunda parte del chasis principal está montada de modo que las partes primera y segunda abarcan el alojamiento para generador. La brida incluye un segundo extremo. El procedimiento incluye también la etapa consistente en conectar el segundo extremo con un núcleo para unir palas de rotor. La etapa consistente en montar la brida incluye montar un soporte soportado por un alojamiento de soporte en la primera parte del chasis principal. [0020] Según otro aspecto, un generador incluye un estator, un rotor, y un alojamiento para generador que al menos encierra parcialmente al estator y un espacio de rotor. El rotor se extiende en el espacio de rotor sin estar soportado en el alojamiento para generador. [0021] Otras realizaciones pueden incluir una o más de las siguientes características. El alojamiento para generador es de forma sustancialmente cilíndrica, por ejemplo, con forma de copa cilíndrica. El alojamiento para generador 30 incluye una primera cara lateral, estando la primera cara lateral expuesta al espacio de rotor. El alojamiento para generador incluye una segunda cara lateral opuesta a la primera cara lateral, incluyendo la segunda cara lateral al menos una abertura. [0022] La separación de aire entre el estator y el rotor es de al menos 1 cm, por ejemplo, entre 1 cm y 5 cm. Al menos uno de entre el estator y el rotor incluye un superconductor. Se proporciona un sistema de refrigeración en el 35 alojamiento para generador. Se proporciona un sensor en el alojamiento para generador.   [0023] Con el generador aquí descrito, es posible integrar un alojamiento para generador en un chasis principal que contiene varios... [Seguir leyendo]

1. Generador que comprende: un estator (30a); un rotor (30b); un alojamiento para generador (20; 20) que encierra al menos parcialmente al estator (30a) y un espacio de rotor (21); un chasis principal (10; 10a; 10b), al cual el alojamiento para generador (20; 20) está fijado; una brida (40) que incluye un primer extremo (E1) que está 5 conectado con el rotor (30b); y donde el rotor (30b) se extiende en el espacio de rotor (21) sin estar soportado en el alojamiento para generador (20; 20) caracterizado por el hecho de que un soporte cilíndrico único (45) está montado en el chasis principal (10; 10a, 10b) en el que el soporte cilíndrico único (45) soporta de manera giratoria a la brida (40). 2. El generador de la reivindicación 1, en el que el alojamiento para generador (20; 20) es de forma sustancialmente cilíndrica. 3. El generador de la reivindicación 1 o la 2, en el que el alojamiento de generador (20; 20) tiene forma de copa cilíndrica. 4. El generador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el alojamiento para generador (20; 20) incluye una primera cara lateral (S1), la primera cara lateral (S1) expuesta al espacio de rotor (21). 15 5. El generador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el alojamiento para generador (20; 20) incluye una segunda cara lateral (S2) opuesta a la primera cara lateral (S1), incluyendo la segunda cara lateral (S2) al menos una abertura (24). 6. El generador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que una separación de aire (25) entre el estator (30a) y el rotor (30b) es de al menos 1 cm, y preferentemente entre 1 cm y 5 cm. 20 7. El generador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que al menos el estator (30a) o el rotor (30b) incluyen un superconductor.   8. El generador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que se proporciona un sistema de refrigeración en el alojamiento para generador (20; 20). 9. El generador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que se proporciona un sensor en el alojamiento para generador (20; 20). 10. El generador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la brida (40) tiene una sección transversal en forma de Y en dirección axial. 11. El generador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que la brida (40) incluye un segundo extremo (E2) que está conectado con un núcleo (50) para unir palas de rotor para constituir una góndola de un convertidor de energía eólica. 12. Procedimiento de montaje de una góndola de un convertidor de energía eólica que comprende las etapas de: montar una primera parte (10a) de un chasis principal (10; 10a, 10b) en una torre (2); montar una brida de soporte giratorio (40) que incluye un primer extremo (E1) en la primera parte (10a) del chasis principal (10; 10a, 10b); proporcionar un alojamiento para generador (20; 20) que envuelve a un estator (30a) y un espacio de rotor (21); 35 proporcionar unos espaciadores (47) en el espacio de rotor (21); insertar un rotor (30b) en el espacio de rotor (21) de modo que los espaciadores (47) estén posicionados entre el rotor (30b) y el estator (30a); montar el alojamiento para generador (20; 20) incluyendo el rotor insertado (30b) en la primera parte (10a) del chasis principal (10; 10a, 10b); conectar el primer extremo (E1) de la brida (40) con el rotor (30b); y quitar los espaciadores (47) de modo que el rotor (30b) se extienda en el espacio de rotor (25) sin estar soportado en el alojamiento para generador (20; 20). 40 13. Procedimiento según la reivindicación 12, en el que una segunda parte (10b) del chasis principal (10; 10a, 10b) está montada de modo que las partes primera y segunda (10a, 10b) abarcan el alojamiento para generador (20; 20). 14. Procedimiento según la reivindicación 12 ó 13, en el que la brida (40) incluye un segundo extremo (E2) y que comprende además la etapa consistente en conectar el segundo extremo (E2) con un núcleo (50) para unir palas de rotor. 45 15. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, en el que la etapa consistente en montar la brida (40) incluye montar un soporte (45) soportado por un alojamiento de soporte (46) en la primera parte (10a) del chasis principal (10; 10a, 10b). 7   8   9     11   12   13   14