Rotor de aerogenerador.

Rotor de aerogenerador que comprende un buje (10), una pluralidad de palas y al menos un sistema de giro de la pala para rotar una pala sustancialmente a lo largo de su eje longitudinal,

en el que el sistema de giro de la pala comprende un rodamiento (20), un engranaje (30) y un accionamiento de giro de la pala (40), estando dispuesto dicho accionamiento de giro de la pala (40) en una brida (11) y teniendo un motor (43) y un piñón (41) que engrana con el engranaje (30), en el que uno del buje y la pala comprende dicha brida y el otro del buje y la pala comprende dicho engranaje, y caracterizado porque la brida (11) está provista con un agujero (12) y un apoyo intermedio (13) está dispuesto concéntricamente con respecto al agujero (12), en el que el apoyo intermedio (13) comprende una abertura descentrada con respecto a un eje central del agujero y el accionamiento de giro de la pala (40) está montado a través de dicha abertura descentrada, y en el que la posición de dicha abertura descentrada es tal que el apoyo intermedio (13) puede estar dispuesto en una primera posición en la cual el piñón (41) de accionamiento engrana con una primera sección (31) del engranaje y una segunda posición en la cual el piñón (41) de accionamiento engrana con una segunda sección (32) de engranaje

Rotor de aerogenerador

[0001] La presente invención se refiere a rotores de aerogenerador, y más particularmente se refiere a rotores de aerogenerador que comprenden al menos un sistema de giro de la pala electromecánico.

ESTADO DE LA TÉCNICA

[0002] Los aerogeneradores modernos se utilizan comúnmente para el suministro de electricidad a la red eléctrica. Generalmente los aerogeneradores comprenden un rotor con un buje de rotor y una pluralidad de palas. El rotor es puesto en rotación bajo la influencia del viento sobre las palas. El giro del eje del rotor acciona el rotor del generador directamente ("accionamiento directo") o mediante el uso de un reductor.

[0003] Los sistemas de giro de la pala pueden ser empleados para adaptar la posición de una pala de aerogenerador a condiciones variables del viento. En este sentido, es conocido girar la posición de una pala a lo largo de su eje longitudinal de modo que genere menos sustentación (y empuje) cuando aumenta la velocidad del viento. De esta manera, aunque la velocidad del viento aumente, el par transmitido por el rotor al generador sigue siendo sustancialmente el mismo. Además, también es conocido girar las palas del aerogenerador hacia su posición de parada (con el fin de reducir la sustentación en las palas) cuando aumenta la velocidad del viento. Estos aerogeneradores son denominados a veces como aerogeneradores "de posición de parada-activa". El giro de la pala puede, además, ser utilizado para la rotación de la pala hacia su posición de veleta, cuando un aerogenerador está detenido temporalmente o fuera de servicio, por ejemplo, para mantenimiento.

[0004] Los sistemas de giro de la pala comprenden generalmente un motor eléctrico o hidráulico que, a través de una caja reductora (conocida a veces como un "reductor", o como un "engranaje de reducción"), acciona un engranaje de accionamiento. Dicho engranaje de accionamiento (piñón) está dispuesto generalmente para engranar con un engranaje anular provisto en la pala del aerogenerador para poner en rotación la pala del aerogenerador. También son conocidos otros mecanismos de accionamiento operados por un motor de giro de la pala.

[0005] Además, es conocido el proporcionar un sistema de giro de la pala individual (que comprende un motor independiente y el control por separado) para cada pala de aerogenerador individual de un rotor. También es conocido el proporcionar un sistema de giro de la pala común en el que el ángulo de giro de las palas es el mismo para todas las palas en un rotor. Tal sistema de giro de la pala común puede comprender un único motor o puede comprender una pluralidad de motores, uno para cada pala.

[0006] Una estrategia de control de un sistema de giro de la pala empleada habitualmente en aerogeneradores de velocidad variable es la de mantener la pala en una posición de giro de la pala predefinida a velocidades de viento igual o inferior a la velocidad nominal del viento (por ejemplo, aproximadamente de 4 m/s -15 m/s). En general dicha posición de giro de la pala predefinida puede estar cerca de un ángulo de giro de la pala de 0o. Sin embargo, el ángulo exacto de giro de la pala en o por debajo de las condiciones de velocidad nominal del viento depende del diseño completo del aerogenerador. Por encima de la velocidad nominal del viento (por ejemplo, a partir de aproximadamente 15 m/s - 25 m/s), las palas son giradas para mantener sustancialmente constante el par aerodinámico entregado por el rotor. Cuando el aerogenerador no está funcionando, las palas pueden asumir una posición de veleta (por ejemplo, en o alrededor de un ángulo de giro de la pala de 90°) para minimizar las cargas sobre las palas. Sin embargo, durante la mayor parte de la vida del aerogenerador, una pala puede estar en la misma posición de giro de la pala que es aquella en o por debajo de la velocidad nominal del viento. La velocidad nominal del viento, la velocidad de corte de entrada del viento y la velocidad de corte de salida del viento pueden, por supuesto, variar en función del diseño del aerogenerador.

[0007] Durante el funcionamiento del aerogenerador, pueden estar actuando fuerzas en las palas dando lugar a un par en constante variación en torno al eje longitudinal de la pala. Estas fuerzas pueden incluir el par aerodinámico alrededor del eje longitudinal de la pala. Además, dado que el centro de masa de la pala habitualmente no está ubicado exactamente en su eje de rotación, el peso de la pala puede ejercer un par adicional alrededor del eje longitudinal de la pala. Estas dos fuerzas no son constantes, son en gran medida cíclicas y tienden a girar la pala fuera de la posición determinada por el sistema de control de giro de la pala.

[0008] Cuando se utiliza un sistema de giro de la pala que implica un engranaje, el par variable puede dar lugar a un contacto repetitivo entre los flancos de los dientes del engranaje de accionamiento (piñón) y del engranaje anular. Tal contacto repetitivo entre dientes puede remover partículas metálicas delgadas, y puede crear una huella de diente en los flancos en contacto del engranaje y del piñón. Así, este contacto repetitivo puede conducir a una corrosión de contacto y al desgaste prematuro. Dado que la posición de giro de la pala en o por debajo de la

velocidad nominal del viento es la posición que prevalece para la mayoría de los aerogeneradores, el contacto entre los dientes y sus consecuencias están habltualmente concentrados en los mismos dientes.

[0009] Son conocidas algunas soluciones para estos problemas. Por ejemplo, se conoce proporcionar un sistema de lubricación automática para Intentar prevenir la corrosión de contacto. Por ejemplo, DE202005014699U y EP1816346 proporcionan tales sistemas de lubricación. Estos sistemas de lubricación pueden ayudar a reducir la corrosión de contacto en un grado mayor o menor, pero no combaten o resuelven el problema subyacente a la corrosión, principalmente el contacto mutuo entre los flancos de dientes. Además, una vez que los dientes que contactan el piñón son dañados, la totalidad de la corona debe ser reemplazada.

[0010] El documento WO2010045914 describe un sistema de accionamiento de giro de la pala móvil que comprende medios de guiado para desplazar un dispositivo de ajuste de la pala del rotor entre dos posiciones en las cuales es posible la cooperación entre el piñón y el engranaje anular. Tales mecanismos ofrecen al menos un par de ubicaciones de giro de la pala posibles en las cuales el piñón de accionamiento puede engranar con el engranaje anular, retardando asi el reemplazo de la totalidad del engranaje anular. Sin embargo, el mecanizado de tales medios de guiado puede comprometer, al menos parcialmente, la robustez y la resistencia de la consola para montaje del piñón.

[0011] Existe aún la necesidad de conseguir un sistema de accionamiento del giro de la pala electromecánico que pueda extender fácilmente en particular la vida del engranaje anular y que además sea económico.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

[0012] En un primer aspecto se proporciona un rotor de aerogenerador que comprende un buje, una pluralidad de palas y al menos un sistema de giro de la pala para rotar una pala sustanclalmente a lo largo de su eje longitudinal. El sistema de giro de la pala comprende un rodamiento, un engranaje y un accionamiento del giro de la pala. El accionamiento del giro de la pala está dispuesto en una brida y tiene un motor y un piñón que engrana con el engranaje, en el que uno del buje y la pala comprende dicha brida y el otro del buje y la pala comprende dicho engranaje. La brida está provista con un agujero y un apoyo intermedio está dispuesto concéntricamente con respecto al agujero, en el que el apoyo intermedio comprende una abertura descentrada con respecto a un eje central del agujero y el accionamiento del giro de la pala está montado a través de dicha abertura descentrada, y en el que la posición de la abertura descentrada es tal que el apoyo Intermedio puede disponerse en una primera posición en la cual el piñón de accionamiento engrana con una primera sección del engranaje y en una segunda posición en la cual el piñón de accionamiento engrana con una segunda sección del engranaje.

[0013] Según este aspecto, el piñón de accionamiento está montado descentrado con respecto al apoyo Intermedio y al agujero. La abertura descentrada en el apoyo intermedio, en el cual el piñón de accionamiento está montado, define dos posiciones diferentes del apoyo intermedio en las cuales el piñón de accionamiento puede engranar con el engranaje. Si los dientes del engranaje y del piñón que están en contacto mutuo se dañan (por ejemplo cuando la pala está en una posición de giro de la pala para velocidades... [Seguir leyendo]

1. Rotor de aerogenerador que comprende un buje (10), una pluralidad de palas y al menos un sistema de giro de la

pala para rotar una pala sustancialmente a lo largo de su eje longitudinal, en el que el sistema de giro de la pala

comprende un rodamiento (20), un engranaje (30) y un accionamiento de giro de la pala (40), estando dispuesto

dicho accionamiento de giro de la pala (40) en una brida (11) y teniendo un motor (43) y un piñón (41) que engrana con el engranaje (30), en el que uno del buje y la pala comprende dicha brida y el otro del buje y la pala comprende dicho engranaje, y caracterizado porque la brida (11) está provista con un agujero (12) y un apoyo intermedio (13) está dispuesto concéntricamente con respecto al agujero (12), en el que el apoyo intermedio (13) comprende una abertura descentrada con respecto a un eje central del agujero y el accionamiento de giro de la pala (40) está montado a través de dicha abertura descentrada, y en el que la posición de dicha abertura descentrada es tal que el apoyo intermedio (13) puede estar dispuesto en una primera posición en la cual el piñón (41) de accionamiento

engrana con una primera sección (31) del engranaje y una segunda posición en la cual el piñón (41) de

accionamiento engrana con una segunda sección (32) de engranaje.

2. Rotor de aerogenerador según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el apoyo intermedio (13) está fijado a la brida (11) por tornillos o pernos (131) dispuestos alrededor de un perímetro del apoyo intermedio (13).

3. Rotor de aerogenerador según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que los tornillos o pernos (131) que fijan el apoyo intermedio (13) a la brida (11) están dispuestos en posiciones de tornillo o perno predefinidas tales que el apoyo intermedio (13) puede ser fijado únicamente en la primera y la segunda posición en la cual el piñón de accionamiento (41) engrana con la primera (31) y la segunda (32) sección de engranaje.

4. Rotor de aerogenerador según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que las posiciones de tornillos o pernos predefinidas son las mismas para cada una de la primera y segunda posición del apoyo intermedio (13).

5. Rotor de aerogenerador según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que las posiciones de tornillos o pernos predefinidas son diferentes para cada una de la primera y segunda posición del apoyo intermedio (13).

6. Rotor de aerogenerador según una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizado por el hecho de que el piñón de accionamiento (41) está montado en un engranaje reductor (42) del sistema de giro de la pala (40), estando el reductor (42) fijado al apoyo intermedio (13) por medio de tornillos o pernos.

7. Rotor de aerogenerador según una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizado por el hecho de que el apoyo intermedio (13) es una placa.

8. Rotor de aerogenerador según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que el agujero (12) de la brida (11) es un agujero circular y el apoyo intermedio (13) es un disco.

9. Rotor de aerogenerador según una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, caracterizado por el hecho de que el engranaje (30) está provisto en un aro del rodamiento (20).

10. Rotor de aerogenerador según la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que el engranaje (30) se extiende a lo largo de sustancialmente la totalidad de la circunferencia interior o exterior de un aro interior (22) o exterior (21) de rodamiento.

11. Rotor de aerogenerador según la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que el engranaje (30) se extiende a lo largo de únicamente un porción de la circunferencia interior o exterior de un aro interior (22) o exterior (21) de rodamiento.

12. Rotor de aerogenerador según una cualquiera de las reivindicaciones 1-11, caracterizado por el hecho de que el engranaje (30) está hecho de una pluralidad de segmentos anulares.

13. Aerogenerador que comprende un rotor de aerogenerador según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.