Sistema y procedimientos para monitorizar las condiciones del aceite en una caja de cambios de un aerogenerador.

Un procedimiento para monitorizar las condiciones del aceite contenido dentro de una caja de cambios (36) de un aerogenerador (10),

comprendiendo el procedimiento:

recibir una señal correspondiente a una medida de un parámetro de aceite de la caja de cambios (36);

comparar la medida con un límite predeterminado para el parámetro de aceite;

asignar un nivel de gravedad basándose en la comparación de la medida con el límite predeterminado; y

caracterizado por:

determinar una línea de actuación recomendada para el aerogenerador (10) basándose en el nivel de gravedad,

por

recibir una señal correspondiente a una segunda medida del parámetro de aceite; y

comparar la segunda medida con el límite predeterminado;

comprendiendo el procedimiento además continuar con la operación del aerogenerador (10) en caso de que la segunda medida no sobrepase el límite predeterminado;

realizar un análisis estadístico de al menos el parámetro de aceite en caso de que la segunda medida sobrepase el límite predeterminado;

comparar los resultados del análisis estadístico con un límite de tendencia admisible; y

detener el aerogenerador (10) en caso de que los resultados del análisis estadístico sobrepasen el límite de tendencia admisible o continuar con la operación del aerogenerador (10) en caso de que los resultados del análisis estadístico no sobrepasen el límite de tendencia admisible.

Sistema y procedimientos para monitorizar las condiciones del aceite en una caja de cambios de un aerogenerador La presente materia objeto se refiere, en general, a aerogeneradores y, más en particular, a un sistema y/o procedimientos para monitorizar las condiciones del aceite contenido dentro de una caja de cambios de un aerogenerador.

El documento US 4.053.868 se refiere a un monitor del sistema de un vehículo para indicar la existencia de una o más condiciones operativas no deseables.

Generalmente, un aerogenerador incluye una torre, una góndola montada en la torre, y un rotor acoplado a la góndola. El rotor incluye generalmente un buje rotativo y una pluralidad de palas del rotor acopladas al buje y que se extienden hacia fuera desde él. Cada pala del rotor puede estar separada alrededor del buje para facilitar la rotación del rotor para permitir que la energía cinética se convierta en energía mecánica útil, que después pueda transmitirse a un generador eléctrico dispuesto dentro de la góndola para la producción de energía eléctrica. Normalmente, una caja de cambios se usa para accionar el generador eléctrico en respuesta a la rotación del rotor. Por ejemplo, la caja de cambios puede configurarse para convertir una entrada de par de torsión alto de baja velocidad proporcionada por el rotor en una salida de par de torsión bajo de alta velocidad que pueda accionar el generador eléctrico.

Los sistemas de lubricación se usan a menudo dentro de los aerogeneradores para hacer circular el aceite a través de la caja de cambios, disminuyendo por tanto la fricción entre los componentes móviles de la caja de cambios así como proporcionando refrigeración para tales componentes. Sin embargo, con el paso del tiempo, las condiciones del aceite pueden degradarse de manera significativa. Como tal, las condiciones del aceite deben inspeccionarse periódicamente para evitar daños innecesarios en la caja de cambios debido a, por ejemplo, desgaste de los componentes provocado por excesivas cantidades de partículas metálicas y/u otros residuos contenidos dentro del aceite. Actualmente, los procedimientos de inspección de la caja de cambios requieren que un aerogenerador se apague para permitir que un trabajador de mantenimiento escale hasta la góndola y gane acceso al interior de la caja de cambios. De esta manera, los procedimientos de inspección convencionales pueden ser muy costosos así como ser trabajosos y requerir mucho tiempo. Como resultado, las inspecciones programadas de la caja de cambios son normalmente poco frecuentes, incrementando por tanto la probabilidad de daños en la caja de cambios debido a las condiciones degradadas del aceite.

Por consiguiente, un sistema y/o procedimientos que permitan la monitorización en línea de las condiciones del aceite dentro de la caja de cambios serían bienvenidos en la técnica.

Diversos aspectos y ventajas de la invención se expondrán en parte en la siguiente descripción, o pueden quedar claros a partir de la descripción, o pueden aprenderse mediante la práctica de la invención.

Diversos aspectos y realizaciones de la presente invención se definen mediante las reivindicaciones adjuntas.

Diversas características, aspectos y ventajas de la presente invención se entenderán mejor en referencia a la siguiente descripción y reivindicaciones adjuntas. Los dibujos adjuntos, que se incorporan y constituyen una parte de esta memoria descriptiva, ilustran realizaciones de la invención y, junto con la descripción, sirven para explicar los principios de la invención. En los dibujos:

La Figura 1 ilustra una vista en perspectiva de una realización de un aerogenerador de construcción convencional;

La Figura 2 ilustra una vista en perspectiva interior de una realización de una góndola de un aerogenerador;

La Figura 3 ilustra un diagrama esquemático de una realización de componentes adecuados que pueden incluirse dentro de uno o más controladores usados para llevar a cabo los procedimientos desvelados en el presente documento;

La Figura 4 ilustra un diagrama de flujo de una realización de un procedimiento para monitorizar las condiciones del aceite contenido dentro de una caja de cambios de un aerogenerador;

La Figura 5 ilustra una porción de una realización de lógica de decisión que puede usarse para monitorizar las condiciones del aceite contenido dentro de una caja de cambios de un aerogenerador;

La Figura 6 ilustra otra porción de una realización de lógica de decisión que puede usarse para monitorizar las condiciones del aceite contenido dentro de una caja de cambios de un aerogenerador;

La Figura 7 ilustra una porción adicional de una realización de lógica de decisión que puede usarse para monitorizar las condiciones del aceite contenido dentro de una caja de cambios de un aerogenerador; y, La Figura 8 ilustra otra porción adicional de una realización de lógica de decisión que puede usarse para monitorizar las condiciones del aceite contenido dentro de una caja de cambios de un aerogenerador;

Ahora se hará referencia en detalle a las realizaciones de la invención, de la cual se ilustran uno o más ejemplos en los dibujos. Cada ejemplo se proporciona mediante la explicación de la invención, sin limitación de la invención. De hecho, será aparente para los expertos en la materia que pueden realizarse diversas modificaciones y variaciones en la presente invención sin apartarse del ámbito o espíritu de la invención. Por ejemplo, las características ilustradas o descritas como parte de una realización pueden usarse con otra realización para producir una realización adicional. De esta manera, se pretende que la presente invención cubra tales modificaciones y variaciones que entran dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes.

En general, la presente materia objeto desvela un sistema y/o procedimientos para la monitorización en línea de las condiciones del aceite contenido dentro de una caja de cambios de un aerogenerador. Por ejemplo, en varias realizaciones, uno o más sensores pueden montarse a través y/o estar dispuestos dentro de una caja de cambios para permitir que puedan medirse uno o más parámetros de aceite (por ejemplo, temperatura del aceite, viscosidad del aceite, total de partículas, tamaño de partículas y/o contenido de agua) de la caja de cambios. Los sensores pueden permitir que las condiciones del aceite se monitoricen de manera local o remota en tiempo real transmitiendo señales correspondientes a las medidas de los parámetros del aceite a un controlador (por ejemplo, un controlador de turbina del aerogenerador y/o un controlador separado ubicado lejos del aerogenerador) para un análisis posterior usando un software adecuado, algoritmos y/o lógica de decisión. Como resultado de la adquisición y el análisis de tales medidas, puede determinarse y/o predecirse cuándo ocurrirán daños en cualquiera de los componentes de la caja de cambios y/o la gravedad/extensión de cualquier daño que pueda haber ocurrido debido a las condiciones de degradación del aceite. Por consiguiente, puede determinarse una línea de actuación recomendada (por ejemplo, mantenimiento reactivo y/o proactivo) para evitar daños adicionales y/o futuros en la caja de cambios.

En referencia ahora a los dibujos, la Figura 1 ilustra una vista en perspectiva de una realización de un aerogenerador 10 de construcción convencional. Como se muestra, el aerogenerador 10 incluye una torre 12 que se extiende desde una superficie 14 del soporte, una góndola 16 montada en la torre 12, y un rotor 18 acoplado a la góndola 16. El rotor 18 incluye un buje 20 rotativo y al menos una pala 22 del rotor acoplada al buje 20 y que se extiende hacia fuera desde el mismo. Por ejemplo, en la realización ilustrada, el rotor 18 incluye tres palas 22 del rotor. Sin embargo, en una realización alternativa, el rotor 18 puede incluir más o menos de tres palas 22 del rotor. Cada pala 22 del rotor puede estar separada alrededor del buje 20 para facilitar la rotación del rotor 18 para permitir que la energía cinética se transfiera desde el aire y convertirla en energía mecánica útil, y posteriormente, energía eléctrica. Por ejemplo, el buje 20 puede acoplarse de manera rotativa a un generador 24 eléctrico (Figura 2) ubicado dentro de la góndola 16 para permitir la producción de energía eléctrica.

Como se muestra, el aerogenerador 10 también puede incluir un sistema de control de turbina o un controlador 26 de turbina centralizado dentro de la góndola 16. Sin embargo, debe apreciarse que el controlador 26 de turbina puede estar dispuesto en cualquier ubicación en o en el aerogenerador 10, en cualquier ubicación en la superficie 14 de soporte... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para monitorizar las condiciones del aceite contenido dentro de una caja de cambios (36) de un aerogenerador (10) , comprendiendo el procedimiento: recibir una señal correspondiente a una medida de un parámetro de aceite de la caja de cambios (36) ;

comparar la medida con un límite predeterminado para el parámetro de aceite; asignar un nivel de gravedad basándose en la comparación de la medida con el límite predeterminado; y caracterizado por:

determinar una línea de actuación recomendada para el aerogenerador (10) basándose en el nivel de gravedad, por recibir una señal correspondiente a una segunda medida del parámetro de aceite; y comparar la segunda medida con el límite predeterminado; comprendiendo el procedimiento además continuar con la operación del aerogenerador (10) en caso de que la segunda medida no sobrepase el límite predeterminado;

realizar un análisis estadístico de al menos el parámetro de aceite en caso de que la segunda medida sobrepase el límite predeterminado;

comparar los resultados del análisis estadístico con un límite de tendencia admisible; y detener el aerogenerador (10) en caso de que los resultados del análisis estadístico sobrepasen el límite de tendencia admisible o continuar con la operación del aerogenerador (10) en caso de que los resultados del análisis estadístico no sobrepasen el límite de tendencia admisible.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el parámetro de aceite comprende al menos uno de entre temperatura del aceite, viscosidad del aceite, recuento de partículas del aceite, tamaño de partículas del aceite y contenido de agua del aceite.

3. El procedimiento de cualquier reivindicación anterior, en el que determinar la línea de actuación recomendada para el aerogenerador (10) basándose en el nivel de gravedad comprende:

realizar un análisis estadístico en caso de que la medida supere el límite predeterminado; y comparar los resultados del análisis estadístico con un límite de tendencia admisible.

4. El procedimiento de cualquier reivindicación anterior, que además comprende recibir señales correspondientes a medidas de una pluralidad de parámetros de aceite de la caja de cambios (36) , en el que realizar el análisis estadístico en caso de que la medida sobrepase el límite predeterminado comprende realizar un análisis estadístico de al menos dos de la pluralidad de parámetros de aceite en caso de que la medida sobrepase el límite predeterminado.

5. El procedimiento de cualquier reivindicación anterior, que además comprende detener el aerogenerador (10) en caso de que los resultados del análisis estadístico sobrepasen el límite de tendencia admisible o continuar con la operación del aerogenerador (10) en caso de que los resultados del análisis estadístico no sobrepasen el límite de tendencia admisible.

6. El procedimiento de cualquier reivindicación anterior en el que el nivel de gravedad es uno de tres niveles de gravedad diferentes (#1, #2, #3) .