Mecanismo de guiñada para un sistema de guiñada para una turbina eólica.

Mecanismo de guiñada (1) para un sistema de guiñada para una turbina eólica,

comprendiendo el mecanismo de guiñada (1):

- un motor (2),

- un conjunto de engranajes (3) conectado de manera operativa al motor (2), y

- un limitador de par de torsión (5) dispuesto de manera separable entre el motor (2) y el conjunto de engranajes (3), de tal manera que el limitador de par de torsión (5) es capaz de transferir par de torsión entre el motor (2) y el conjunto de engranajes (3), y el limitador de par de torsión (5) es capaz de limitar la transferencia de par de torsión entre el motor (2) y el conjunto de engranajes (3) cuando el par de torsión aplicado al limitador de par de torsión (5) supera un valor umbral,

en el que una parte de transferencia de par de torsión del limitador de par de torsión (5) comprende un primer juego de discos conectados a un árbol de salida giratorio del motor (2) y un segundo juego de discos conectados a un árbol de entrada giratorio del conjunto de engranajes (3), estando dispuestos los discos (8) del primer juego de discos intercalados con los discos (9) del segundo juego de discos, formando de ese modo una pila de discos, proporcionando una fricción entre los discos (8) del primer juego de discos y los discos (9) del segundo juego de discos la transferencia de par de torsión entre los discos (8, 9), y permitiéndose que los discos (8, 9) giren unos con respecto a otros cuando un par de torsión aplicado supera la fricción entre los discos (8, 9), y en el que el limitador de par de torsión (5) está dotado de un mecanismo de precarga dispuesto para aplicar una fuerza de precarga a la pila de discos de tal manera que la fuerza de precarga define la fricción entre los discos (8, 9).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/DK2012/050398.

Solicitante: VESTAS WIND SYSTEMS A/S.

Nacionalidad solicitante: Dinamarca.

Dirección: Hedeager 42 8200 Aarhus N DINAMARCA.

Inventor/es: VERMUND RASMUSSEN,LARS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F03D7/02 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F03 MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO, DE RESORTES, O DE PESOS; PRODUCCION DE ENERGIA MECANICA O DE EMPUJE PROPULSIVO O POR REACCION, NO PREVISTA EN OTRO LUGAR.F03D MOTORES DE VIENTO.F03D 7/00 Control de los motores de viento (alimentación o distribución de energía eléctrica H02J, p.ej. disposiciones para ajustar, eliminar o compensar la potencia reactiva en las redes H02J 3/18; control de generadores eléctricos H02P, p.ej. disposiciones para el control de generadores eléctricos con el propósito de obtener las características deseadas en la salida H02P 9/00). › teniendo los motores de viento el eje de rotación dispuesto sustancialmente paralelo al flujo de aire que entra al rotor.
  • F16D43/21 F […] › F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16D ACOPLAMIENTOS PARA LA TRANSMISION DE MOVIMIENTOS DE ROTACION (transmisión para transmitir la rotación F16H, p. ej. transmisiones por fluidos F16H 39/00 - F16H 47/00 ); EMBRAGUES (embragues dinamo-eléctricos H02K 49/00; embragues que utilizan atracción electrostática H02N 13/00 ); FRENOS (sistemas de frenado electrodinámicos para vehículos, en general B60L 7/00; frenos dinamoeléctricos H02K 49/00). › F16D 43/00 Embragues automáticos controlados internamente (ruedas libres, embragues de rueda libre F16D 41/00; control de embragues F16D 48/00). › con órganos de fricción.
  • F16D7/02 F16D […] › F16D 7/00 Acoplamiento por deslizamiento, p. ej. deslizando en caso de sobrecarga, para absorber los choques (combinados con acoplamientos de ejes extensibles F16D 3/14; acoplamientos deslizantes mediante fluidos F16D 31/00 - F16D 35/00). › del tipo de fricción (acoplamientos en los cuales la sobrecarga determina una disminución de la presión de acoplamiento o un desacoplamiento, véanse los grupos relativos a embragues).

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Ilustración 1 de Mecanismo de guiñada para un sistema de guiñada para una turbina eólica.
Ilustración 2 de Mecanismo de guiñada para un sistema de guiñada para una turbina eólica.
Ilustración 3 de Mecanismo de guiñada para un sistema de guiñada para una turbina eólica.
Ilustración 4 de Mecanismo de guiñada para un sistema de guiñada para una turbina eólica.
Ilustración 5 de Mecanismo de guiñada para un sistema de guiñada para una turbina eólica.
Mecanismo de guiñada para un sistema de guiñada para una turbina eólica.

Fragmento de la descripción:

Mecanismo de guiñada para un sistema de guiñada para una turbina eólica Campo de la invención

La presente invención se refiere a un mecanismo de guiñada para un sistema de guiñada para una turbina eólica. El mecanismo de guiñada de la invención comprende un limitador de par de torsión para limitar cargas de par de torsión en el mecanismo de guiñada, reduciendo de ese modo el desgaste en el mecanismo de guiñada.

Antecedentes de la invención

Cuando se hace funcionar un mecanismo de guiñada, un motor hace girar a alta velocidad un árbol de salida. El árbol de salida está conectado a un árbol de entrada de un conjunto de engranajes. En el conjunto de engranajes se reduce la velocidad rotacional, y una rueda de engranaje de salida del conjunto de engranajes se dispone engranada con una corona dentada grande, provocando de ese modo que una góndola de una turbina eólica gire alrededor de un eje sustancialmente vertical.

Con frecuencia, el motor del mecanismo de guiñada está dotado de un freno, tal como un freno electromagnético, que se usa cuando ha de detenerse un movimiento de guiñada y cuando ha de mantenerse una posición de guiñada. Sin embargo, tales frenos tienden a ser imprecisos, lo que da lugar a una fuerza de frenado demasiado elevada y a la introducción de cargas en el mecanismo de guiñada y, posiblemente, en todo el sistema de guiñada, e incluso en toda la turbina eólica. Para reducir tales cargas se han previsto algunos mecanismos de guiñada con limitadores de par de torsión.

Un limitador de par de torsión permite transferir el par de torsión entre dos piezas que pueden girar en condiciones normales de funcionamiento. Sin embargo, si un par de torsión aplicado supera un valor umbral predefinido, el limitador de par de torsión garantiza que sólo se transfiere el par de torsión correspondiente al valor umbral, es decir, se limita el par de torsión que se transfiere. El par de torsión que supera el valor umbral se absorbe por el limitador de par de torsión. De ese modo, puede evitarse que se transfieran cargas de par de torsión dañinas a través del sistema.

Con anterioridad, los limitadores de par de torsión se disponían en sistemas de engranajes, por ejemplo entre dos etapas de engranaje. Una desventaja de ello es que es necesario desmontar el sistema de engranajes para el mantenimiento o ajuste del limitador de par de torsión.

El documento EP 1 793 143 A1 da a conocer un reductor de engranajes que comprende un limitador de par de torsión. El limitador de par de torsión está diseñado para transmitir par de torsión o, una vez superado un valor umbral dado del par de torsión, para hacer que una corona dentada se deslice con respecto a un buje. El limitador de par de torsión forma parte del reductor de engranajes. El documento US 2011/0140439A da a conocer un sistema de guiñada para una turbina eólica que comprende un conjunto de deslizamiento de guiñada con un limitador de par de torsión.

Descripción de la invención

Un objeto de las realizaciones de la invención es proporcionar un mecanismo de guiñada para un sistema de guiñada para una turbina eólica, comprendiendo el mecanismo de guiñada un limitador de par de torsión que pueda mantenerse con facilidad.

Un objeto adicional de las realizaciones de la invención es proporcionar un mecanismo de guiñada para un sistema de guiñada para una turbina eólica, comprendiendo el mecanismo de guiñada un limitador de par de torsión precargado, pudiendo ajustarse la precarga sin necesidad de desmontar todo el mecanismo de guiñada.

La presente invención proporciona un mecanismo de guiñada para un sistema de guiñada para una turbina eólica, comprendiendo el mecanismo de guiñada:

-un motor,

- un conjunto de engranajes conectado de manera operativa al motor, y

- un limitador de par de torsión dispuesto de manera separable entre el motor y el conjunto de engranajes, de tal manera que el limitador de par de torsión puede transferir par de torsión entre el motor y el conjunto de engranajes, y pudiendo el limitador de par de torsión limitar la transferencia de par de torsión entre el motor y el conjunto de engranajes cuando el par de torsión aplicado al limitador de par de torsión supera un valor umbral,

en el que una parte de transferencia de par de torsión del limitador de par de torsión comprende un primer juego de discos conectados a un árbol de salida giratorio del motor y un segundo juego de discos conectados a un árbol de entrada giratorio del conjunto de engranajes, estando dispuestos los discos del primer juego de discos intercalados con los discos del segundo juego de discos, formando de ese modo una pila de discos, proporcionando una fricción

entre los discos del primer juego de discos y los discos del segundo juego de discos la transferencia de par de torsión entre los discos, y permitiéndose que los discos giren unos con respecto a otros cuando un par de torsión aplicado supera la fricción entre los discos, y en el que el limitador de par de torsión está dotado de un mecanismo de precarga dispuesto para aplicar una fuerza de precarga a la pila de discos de tal manera que la fuerza de precarga define la fricción entre los discos.

En el presente contexto, el término `turbina eólica ha de interpretarse en el sentido de un aparato dispuesto para convertir la energía contenida en el viento en energía eléctrica. La energía eléctrica puede suministrarse a una red de distribución.

Las turbinas eólicas de eje horizontal modernas comprenden una construcción de torre montada sobre unos cimientos en el suelo o sobre una estructura de cimentación en alta mar. La construcción de torre soporta una góndola que soporta un buje con varias palas de turbina eólica, con frecuencia tres palas de turbina eólica. El buje está montado de manera giratoria en la góndola alrededor de un eje sustancialmente horizontal, de tal manera que el buje gira como consecuencia de la incidencia del viento sobre las palas de turbina eólica. La góndola aloja varios componentes que se usan para convertir este movimiento rotacional en energía eléctrica, tal como un generador y, posiblemente, una disposición de engranajes.

La góndola está montada en la construcción de torre de manera que puede girar, por medio de una disposición de guiñada, para permitir dirigir las palas de turbina eólica según la dirección del viento. La disposición de guiñada normalmente comprende una corona dentada grande y uno o más mecanismos de guiñada, comprendiendo cada mecanismo de guiñada un motor que acciona una rueda de engranaje de salida dispuesta engranada con la corona dentada grande, por medio de una disposición de engranajes. La corona dentada grande puede estar dispuesta en la construcción de torre, mientras que el/los mecanismo(s) de guiñada está(n) montado(s) en la góndola. Como alternativa, la corona dentada grande puede estar dispuesta en la góndola, mientras que el/los mecanismo(s) de guiñada está(n) montado(s) en la construcción de torre. En cualquier caso, cuando se hace girar la rueda de engranaje de salida del/de los mecanismo(s) de guiñada, se hace girar la góndola debido al engrane entre la corona dentada grande y la(s) rueda(s) de engranaje de salida del/de los mecanismo(s) de guiñada.

El mecanismo de guiñada de la invención comprende un motor, un conjunto de engranajes y un limitador de par de torsión. El motor está conectado de manera operativa al conjunto de engranajes, es decir, cuando se hace funcionar el motor, también se hace funcionar el conjunto de engranajes.

El limitador de par de torsión está dispuesto de manera separable entre el motor y el conjunto de engranajes. Por consiguiente, el limitador de par de torsión constituye una unidad independiente. De este modo, es posible realizar un mantenimiento en el limitador de par de torsión, o incluso sustituir el limitador de par de torsión, sin tener que desmontar el conjunto de engranajes o incluso todo el mecanismo de guiñada. Además, es posible seleccionar un lubricante para el limitador de par de torsión que sea óptimo con este fin, en lugar de usar el lubricante utilizado para el conjunto de engranajes.

También es una ventaja que el limitador de par de torsión esté dispuesto entre el motor y el conjunto de engranajes, porque así se sitúa lo más cerca posible del motor. De ese modo, el par de torsión proporcionado al limitador de par de torsión es muy pequeño porque la velocidad rotacional del árbol de salida del motor es muy alta. Por tanto, se minimiza el momento de frenado requerido del par de torsión y, por tanto, también puede minimizarse el tamaño del limitador de par de torsión. Si, en cambio, el limitador de par de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Mecanismo de guiñada (1) para un sistema de guiñada para una turbina eólica, comprendiendo el mecanismo de guiñada (1):

- un motor (2),

5 - un conjunto de engranajes (3) conectado de manera operativa al motor (2), y

- un limitador de par de torsión (5) dispuesto de manera separable entre el motor (2) y el conjunto de engranajes (3), de tal manera que el limitador de par de torsión (5) es capaz de transferir par de torsión entre el motor (2) y el conjunto de engranajes (3), y el limitador de par de torsión (5) es capaz de limitar la transferencia de par de torsión entre el motor (2) y el conjunto de engranajes (3) cuando el par de torsión

10 aplicado al limitador de par de torsión (5) supera un valor umbral,

en el que una parte de transferencia de par de torsión del limitador de par de torsión (5) comprende un primer juego de discos conectados a un árbol de salida giratorio del motor (2) y un segundo juego de discos conectados a un árbol de entrada giratorio del conjunto de engranajes (3), estando dispuestos los discos (8) del primer juego de discos intercalados con los discos (9) del segundo juego de discos, formando de ese

15 modo una pila de discos, proporcionando una fricción entre los discos (8) del primer juego de discos y los

discos (9) del segundo juego de discos la transferencia de par de torsión entre los discos (8, 9), y permitiéndose que los discos (8, 9) giren unos con respecto a otros cuando un par de torsión aplicado supera la fricción entre los discos (8, 9), y en el que el limitador de par de torsión (5) está dotado de un mecanismo de precarga dispuesto para aplicar una fuerza de precarga a la pila de discos de tal manera que

20 la fuerza de precarga define la fricción entre los discos (8, 9).

2. Mecanismo de guiñada (1) según la reivindicación 1, en el que el mecanismo de precarga comprende al menos un resorte.

3. Mecanismo de guiñada (1) según la reivindicación 2, en el que el mecanismo de precarga comprende al menos un resorte de disco (10).

25 4. Mecanismo de guiñada (1) según la reivindicación 3, en el que al menos uno del/de los resorte(s) de disco

es un resorte de disco ranurado (10).

5. Mecanismo de guiñada (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la fuerza de precarga, al menos en una zona, es sustanclalmente constante, independientemente de la cantidad de desgaste en los discos (8, 9).

30 6. Mecanismo de guiñada (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un

mecanismo de ajuste (11, 12), en el que la actuación del mecanismo de ajuste (11, 12) provoca el ajuste de la fuerza de precarga.

7. Mecanismo de guiñada (1) según la reivindicación 6, en el que el mecanismo de ajuste (11, 12) puede hacerse funcionar sin separar el limitador de par de torsión (5) del mecanismo de guiñada (1).


 

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