BR102013009238A2 - Método de montagem vertical de um gerador de uma turbina eólica - Google Patents

Abstract

Resumo patente de invenção: "método de montagem vertical de um gerador de uma turbina eólica". A presente invenção refere-se a um método para a montagem vertical de um gerador de uma turbina eólica, que compreende as etapas de proporcionar um conjunto de suporte horizontal (10, 10') para componentes de suporte (2, 3, 4, 5) do gerador tal que um eixo de rotação (r) de um componente (2, 4, 5) seja essencialmente vertical, durante a montagem, e em que o suporte de montagem (10, 10') seja realizado para permitir o acesso a um interior de um componente de gerador (2, 3), durante o procedimento de montagem; dispor uma parte de rotor (2) no suporte de montagem horizontal (10, 10'); dispor uma parte de estator (3) na parte de rotor (2); e unir a parte de estator (3) à parte de rotor (2). A presente invenção descreve ainda uma disposição de montagem (1, 1') para utilização na montagem vertical de um gerador de uma turbina eólica, disposição de montagem (1, 1') a qual compreende um conjunto de suporte horizontal (10) para os componentes de suporte (2, 3, 4, 5) do gerador de tal modo que um eixo de rotação (r) de um componente (2, 4, 5) seja essencialmente vertical, durante a montagem, e em que o suporte de montagem (10) seja realizado para permitir o acesso a um interior de um componente gerador (2, 3), durante o procedimento de montagem. A presente invenção descreve ainda a utilização de uma tal disposição de montagem (1, 1') na montagem de um gerador de turbina eólica

Description

Relatório Descririvo de Patente de Invenção para "MÉTODO DE MONTAGEM VERTICAL DE UM GERADOR DE UMA TURBINA EÓLICA". A invenção descreve um método de montagem de um gerador de uma turbina eólica, e um esquema de montagem para a utilização na montagem vertical de um gerador de uma turbina eólica.

Geradores de turbinas eólicas podem ser muito grandes e, por- tanto, muito pesados. Por exemplo, um gerador de acionamento direto para uma turbina eólica pode pesar em torno de 50 a 80 toneladas com um eixo horizontal avaliado em 3,0 megawatt. A montagem de tal gerador pode en- volver primeiro a montagem de uma estrutura de rotor com magnetos, e a montagem de uma estrutura de estator com enrolamentos. Estas devem, então, ser fundidas ou "casadas" e um rolamento é montado de forma que, por exemplo, no caso de uma máquina de rotor externo, o rotor pode mover- se livremente sobre o estator. Tal fusão é normal mente efetuada apoiando o alojamento do rotor de tal modo que o seu eixo de rotação seja horizontal e, em seguida, inserindo o estator horizontalmente seguro para dentro da cavi- dade interior do rotor. Uma vez que o eixo de rotação seja horizontal durante a fusão, normalmente refere-se a este procedimento como "união horizon- tal". Várias etapas críticas devem ser efetuadas durante a união para garantir que o estator, o rotor e o rolamento estejam todos exatamente posicionados em relação um ao outro e que o conjunto total é seguro. Uma etapa de carregamento de magneto deve também ser realizada, por exem- plo, para carregar magnetos permanentes para dentro do esquema de cam- po do gerador, normalmente o rotor. Quando são utilizados magnetos per- manentes, forças extremas atuam em vários componentes do gerador e em outors magnetos já carregados, devido a campos magnéticos mais potentes.

As forças magnéticas e também o peso da carcaça do rotor podem atuar de modo a distorcer a carcaça do rotor durante o procedimento de carga do magneto. No entanto, é da maior importância que um intervalo de geralmen- te apenas alguns milímetros seja mantido entre os enrolamentos de campo e os magnetos durante a montagem. Conhecidas técnicas de montagem en- volvem o uso de espaçadores, hidráulicos ou outras posições e acionadores de ajuste e de orientação e sensores para evitar qualquer partida a partir de uma distância mínima/máxima predeterminada entre rotor e o estator, duran- te a união. Tais técnicas podem também envolver a utilização de meios de orientação mecânica tais como os trilhos para guiar a passagem do rotor e/ou do estator.

Um desafio adicional associado a grandes estruturas tais como um rotor cilíndrico oco de vários metros de diâmetro é a inerente falta de ri- gidez e a deformação resultante. O peso do rotor em si pode causar consi- derável deformação. Para evitar tal deformação durante o procedimento da união, uma estrutura de suporte tal como um anel de suporte pode ser tem- porariamente montada sobre a estrutura do rotor para manter o seu períme- tro circular. Tais anéis de suporte necessitam de manutenção de rotina e de armazenamento, e, portanto, devem ser adicionados ao custo global da construção. Além disso, essas peças podem falhar e resultar em um contato acidental entre o rotor e o estator durante a união. Uma deformação do rotor pode resultar em um desalinhamento entre as partes de ligação, tais como o rotor, o rolamento e o estator, devido a um deslocamento errôneo em suas interfaces. Um outro problema reside na montagem de parafusos de fixação através dos orifícios correspondentes no estator, no rotor e nos rolamentos, a fim de interligá-los, uma vez que os orifícios correspondentes possam ter necessidade de uma folga muito pequena e devam ser alinhados com um grau muito elevado de precisão, de modo a permitir a passagem de um para- fuso. Ainda um outro problema em tal união vertical é a centralização de tais componentes pesados. Um outro desafio na união vertical é que, na aproxi- mação do estator e do rotor, manuseamentos grandes e bastante rígidos e as estruturas de suporte são necessários para cada rotor e estator. Essas estruturas de apoio, embora complicadas e pesadas, devem ser muito preci- samente ajustáveis em escala milimétrica, e que estas apresentem um fator de custo adicional significativo. Por estas razões, os métodos conhecidos de montagem de grandes geradores são muito demorados e dispendiosos. É, portanto, um objetivo da presente invenção proporcionar uma forma aprimorada de montar um gerador de turbina eólica que evite os pro- blemas acima indicados.

Este objetivo é alcançado pelo método da reivindicação 1, de montagem de um gerador de uma turbina eólica; e pela disposição de mon- tagem da reivindicação 8.

De acordo com a presente invenção, o método de montagem de um gerador de uma turbina eólica compreende as etapas de proporcionar um suporte de conjunto horizontal para dar suporte aos componentes do gerador de tal modo que um eixo de rotação de um componente seja essen- cialmente vertical durante a montagem; dispondo uma parte do rotor sobre o suporte de montagem horizontal; dispondo uma parte do estator na parte do rotor, e que liga a parte do estator com a parte do rotor.

Uma vantagem do método de acordo com a presente invenção é que a montagem ou a junção da parte do rotor para a parte do estator é bas- tante simplificada. Uma vez que o próprio peso da carcaça do rotor apoiado verticalmente não é um problema no processo de montagem do gerador de acordo com a presente invenção, um fino invólucro do rotor pode ser implementado, de modo que o peso total da montagem do rotor possa ser mantido favoravelmente baixo. Além disso, as etapas adicionais que devem ser tomadas para estabilizar o invólucro do rotor em uma abordagem de uni- ão horizontal anterior, por exemplo o uso de um anel de suporte sobre o ro- tor, não são mais necessárias durante a fusão ou a união de rotor e estator.

Isto pode conduzir a poupanças consideráveis na construção geral de uma turbina eólica e um parque eólico constituído por tais diversas turbinas eóli- cas. Outra vantagem é que o levantamento volumoso e os dispositivos de manobra necessários para a fusão do rotor e do estator de um procedimento de união horizontal de uma técnica anterior, como descrito acima, pode ser substituído por um guindaste comparativamente simples e econômico para o transporte de um componente de gerador com o seu eixo em uma orientação vertical. Tal guindaste apresenta uma opção consideravelmente mais barata, e pode ser pelo menos tão confiável e precisa.

De acordo com a presente invenção, a disposição de montagem para a utilização na montagem de um gerador de uma turbina eólica com- preende um conjunto de suporte horizontal para suportar os componentes do gerador de tal modo que um eixo de rotação de um componente é essenci- almente vertical durante a montagem, e onde o suporte do conjunto realiza- se para permitir o acesso a um interior de um componente do gerador duran- te o procedimento de montagem.

Uma vantagem da disposição de montagem de acordo com a presente invenção é que, com um custo relativamente baixo, um processo de montagem muito preciso pode ser alcançado. Com a disposição de mon- tagem de acordo com a presente invenção, a gravidade não é mais uma for- ça detrimental que precise ser trabalhada contra, em vez disso, é agora uma aliada. Uma parte pesada tal como a caixa do rotor não será mais distorcida pelo seu próprio peso; em vez disso o seu peso é agora uma vantagem, uma vez que atua para manter a parte pesada no lugar sobre o suporte de mon- tagem. Além disso, como a montagem do suporte permite o acesso ao inte- rior de uma peça durante o procedimento de montagem, diversas etapas de montagem podem ser realizadas da forma como os componentes do gerador são convenientemente dispostos sobre o suporte de montagem. Outra van- tagem da disposição de montagem de acordo com a presente invenção é que ela requer menos espaço de chão do que um aparato de montagem ho- rizontal comparável, o que é uma necessidade grande e volumosa, a fim de ser capaz de realizar a parte de rotor e estator horizontalmente. A importân- cia deste aspecto torna-se ainda mais relevante para a montagem de vários geradores, uma vez que muito menos espaço de chão é necessário para uma pluralidade de estações de montagem, cada uma compreendendo um arranjo de montagem de acordo com a presente invenção, do que as con- vencionais estações de montagem de união horizontal. A presente invenção também descreve a utilização de um es- quema de montagem de acordo com a presente invenção na montagem de um gerador de turbina eólica.

Formas de modalidades particularmente vantajosas e as carac- terísticas da invenção são dadas nas reivindicações dependentes, conforme reveladas na descrição a seguir. Características das diferentes categorias de reivindicação podem ser combinadas de forma apropriada para obter-se concretizações adicionais não descritas neste documento. A seguir, é possível se supor que o gerador é um gerador de a- cionamento direto com um rotor exterior, isto é, o estator está colocado no interior do rotor. Em tal gerador de acionamento direto, magnetos permanen- tes são geralmente colocados no interior do rotor, de modo que o rotor atue como o campo do gerador. Do mesmo modo, os enrolamentos estão geral- mente dispostos sobre a superfície exterior do estator estacionário, que, por conseguinte, atua como armadura do gerador. No que se segue, sem res- tringir a presente invenção de qualquer modo, pode-se assumir que o gera- dor é um gerador de acionamento direto com magnetos permanentes dis- postos no interior do rotor. Além disso, a seguir, os termos "parte rotor" e "parte estator" devem ser entendidos com o significado rotor parcial ou to- talmente montado e assim respectivamento o estator. Por exemplo, a parte rotor pode compreender a carcaça do rotor já montada a um outro compo- nente, tal como um rolamento principal; a pate estator pode compreender um eixo principal sobre o qual os enrolamentos já foram montados, etc.

Para garantir que o rotor se desloque suavemente sobre o esta- tor, numa modalidade preferida da invenção, o conjunto do gerador compre- ende a etapa de montagem da parte do rotor para um rolamento. Esta etapa pode ser realizada antes da parte de rotor ser reduzida para o suporte de montagem horizontal. O rolamento pode compreender qualquer rolamento de apoio apropriado, tal como um rolamento de rolos com uma pluralidade de rolos dispostos numa corrida: um mancai corrediço, etc.

Durante o funcionamento da turbina eólica, isto é, quando o eixo de rotação do gerador é mais ou menos horizontal, a força de gravidade que age sobre os componentes dos geradores circulares podem causar distor- ções aos mesmos. Por conseguinte, em outra modalidade preferida da in- venção, o método de montagem também compreende a etapa de montagem de um anel antiovalização ao rolamento e/ou para a parte do rotor. Tal anel antiovalização serve para contrabalançar a tendência de um componente circular, tal como o rolamento que possa ficar destorcido pela força vertical da gravidade e impeça que esta se afaste da sua forma circular. O anel anti- ovalização, assim, favoravelmente reduz o desgaste no rolamento e estende seu tempo de vida.

Em contraste com outros tipos de gerador, o gerador de aciona- mento direto em geral não usa anéis deslizantes para a comutação. Como resultado, a tensão do eixo pode se acumular e um circuito de corrente pode descarregar-se para o solo através dos rolamentos. Isso pode levar a corro- são dos rolamentos e a custos de reparos. Por conseguinte, em outra moda- lidade preferida da invenção, o método de montagem também compreende a etapa de montagem de uma etapa de aterramento para a parte do rotor. Por exemplo, um anel de isolamento feito de material apropriado, tal como um laminado de vidro epoxi é geralmente montado ao rolamento e/ou à carcaça do rotor para isolar eletricamente o mancai do rotor e/ou do estator. A parte do estator, que pode ser pré-montada com vários enro- lamentos do estator, pode ser simplesmente introduzida na parte de espera do rotor para fundir o estator e o rotor. Para um gerador de acionamento direto, o rolamento é geralmente preparado para afastar o lado do cubo da caixa do rotor, enquanto que um disco de freio está geralmente disposto no lado oposto da caixa do rotor. Portanto, em uma modalidade preferida do método de acordo com a presente invenção, a parte do estator é inserida através de uma "travagem" de abertura da parte do rotor na direção do "lado do cubo". Por exemplo, se a parte de rotor é colocadad sobre o suporte de montagem horizontal de tal modo que o rolamento esteja apoiado diretamen- te sobre o suporte de montagem horizontal, a parte do estator pode ser sim- plesmente reduzida através da abertura no "lado do travagem" da parte do rotor. Isto pode ser feito através da suspensão da parte do estator através de um guindaste, manobrando-o sobre a abertura, e baixando-o para dentro da parte do rotor até que repouse sobre o rolamento. Subsequentemente, o es- tator pode ser ligado ao rolamento. Uma vez que o eixo do estator é oco (pa- ra posteriormente proporcionar uma passagem da nacele através do gerador para dentro do cubo), e uma vez que a parte do rotor é colocada sobre o suporte de montagem horizontal, os trabalhadores podem convenientemente acessar qualquer meio de fixação para a ligação da parte do estator ao ro- lamento.

Durante a inserção de parte do estator na parte do rotor, é im- portante garantir que os rolamentos não estejam danificados; nem que qual- quer superfície interior da carcaça do rotor seja danificada. Por conseguinte, em outra modalidade preferida da invenção, a etapa de dispor a parte do estator na parte do rotor compreende a etapa de proporcionar um número de espaçadores para assegurar a manutenção de uma distância desejada entre a parte do rotor e a parte do estator. Tais espaçadores podem compreender elementos de proteção que são temporariamente dispostos na carcaça do rotor, e que são removidos de novo quando a parte do estator está posicio- nada de forma satisfatória no interior da parte do rotor.

Como mencionado na introdução, o processo de carregamento de magnetos para dentro do gerador esstá em geral associado com grandes forças em desequilíbrio até que todos os magnetos tenham sido carregados, etapa na qual efetivamente as forças são equilibradas mutuamente. Para evitar qualquer deformação indesejada da caixa do rotor durante o processo de carregamento, o método de montagem de acordo com a presente inven- ção preferivelmente compreende também a etapa de montagem de um anel de estabilização para a parte do rotor antes de carregar diversos magnetos dentro da parte do rotor. Este anel de estabilização pode ser montado tem- porariamente sobre a parte do rotor, de modo que só seja utilizado durante a etapa de carga do magneto. Depois disso, ele pode ser novamente removido e usado na montagem de outro gerador.

Os magnetos podem ser montados na parte do rotor antes da parte do estator ser inserida. No entanto, as forças magnéticas geradas pe- los magnetos permanentes podem aumentar os riscos de outras etapas de montagem que precisam ser realizadas nas imediações da parte do rotor ou no interior da parte do rotor antes da parte do estator ser inserida. Além disso, se os magnetos já estão carregados, a etapa de inserção da parte do estator pode ser tornada mais difícil, uma vez que o intervalo de ar muito estreito entre os magnetos e os enrolamentos torna difícil assegurar que os enrolamentos não sejam danificados durante a etapa de inserção. Portanto, em uma modalidade particularmente preferida do método de acordo com a presente invenção, os magnetos estão montados na parte do rotor após a etapa de dispor a parte do estator na parte do rotor. O procedimento de car- regamento de magneto pode ser realizado através da redução de magnetos em forma vertical para dentro da parte do rotor e fixando-os a uma superfície interior do alojamento do rotor. De preferência, a carcaça do rotor é fabrica- da para incluir ranhuras de manutenção nas quais os magnetos podem ser encaixados, para impedir qualquer movimento lateral na direção dos rola- mentos do estator. O procedimento de carregamento de magneto é realizado de preferência numa sequência controlada para assegurar uma carga equili- brada ou balanceada de diferente polaridade dos magnetos (magnetos pola- rizados ''norte" e magnetos polarizados "sul"). O suporte de montagem horizontal pode ser realizado de qual- quer maneira apropriada. Em uma realização, o suporte de montagem hori- zontal compreende uma área horizontal ao nível do chão, com uma abertura ou buraco realizado de forma a coincidir com uma abertura da parte do rotor ou estator, e suficientemente grande para acomodar um ou mais trabalhado- res. No entanto, tal realizaçãp pode requerer esforço de construção conside- rável, e buracos abaixo do nível do chão podem apresentar um risco de se- gurança. Portanto, em uma modalidade particularmente preferida da inven- ção, a disposição da montagem compreende um suporte de montagem hori- zontal elevada. Aqui, o termo "elevado" deve ser entendido significando le- vantamento em alguma altura adequada acima do nível do solo, na forma de uma mesa. Por exemplo, o suporte de montagem horizontal pode incluir di- versas seções de suporte, cada um com uma superfície de apoio horizontal, e estas seções de suporte podem ser dispostas em relação umas às outras de tal modo que cada superfície de apoio horizontal possa ser disposta sob uma porção de um rotor.

Em uma modalidade, três ou quatro dessas seções de suporte podem ser dispostas a 120° ou 90° entre si, de modo que o peso do rotor seja efetuado de maneira uniforme. As seções de suporte podem ser conce- bidas de modo que, quando colocados em tal disposição, o trabalhador pode acessar o interior do rotor ou do estator que descansa sobre o suporte de montagem. No entanto, antes de apoiar o rotor sobre um suporte de monta- gem composto, as superfícies superiores devem primeiro ser precisamente alinhadas, e tal processo de alinhamento pode vir a ser demorado e sujeito a imprecisões. Portanto, em uma modalidade particularmente preferida da in- venção, o suporte de montagem é composto por uma mesa de montagem com uma única superfície essencialmente horizontal superior. A superfície superior da mesa de montagem é, portanto, uma superfície, essencialmente, de uma peça só. Em outra modalidade preferida da invenção, a mesa de montagem compreende uma abertura de acesso formada de acordo com uma abertura da parte do rotor. Por exemplo, a mesa de montagem pode ter uma abertura circular grande o bastante para permitir o acesso confortável para as regiões relevantes das partes do estator/rotor. A mesa de montagem pode ser realizada na forma de uma mesa convencional, isto é, com três, quatro, ou mais pernas de suporte. Toda me- sa de montagem completa pode ser feita de um material de suporte de carga adequado, por exemplo aço. Como indicado acima, a superfície superior da mesa de montagem é de preferência horizontal, uma vez que o alinhamento do rotor e do estator devem ser exatos, de modo que uma superfície de refe- rência horizontal é benéfica. Portanto, em uma modalidade particularmente preferida da invenção, a mesa de montagem compreende um meio de ajuste de nível para ajustar o nível da superfície superior. Por exemplo, uma ou mais das pernas da mesa podem conter uma seção de altura ajustável. Es- tas seções de altura regulável podem ser estendidas ou comprimidas de forma independente uma da outra até que a superfície horizontal superior seja obtida de forma satisfatória. O ajuste do nível pode ser efetuado antes de baixar a parte do rotor para a mesa de montagem, e/ou após a redução da parte do rotor sobre a mesa de montagem.

Durante a montagem do gerador, pode ser necessário acessar regiões na "face inferior" do rotor, isto é, a face que se apoia sobre a mesa de montagem. Portanto, em uma modalidade preferida da invenção, o supor- te de montagem compreende diversos blocos de espaçamento, de preferên- cia, pelo menos, três blocos de espaçamento, montado no suporte de mon- tagem para permitir o acesso ao lado inferior da parte do rotor. Os blocos de espaçamento são de preferência dispostos de forma segura sobre a mesa de montagem, de modo que a parte do rotor, por sua vez possa ser firme- mente disposta sobre os blocos de espaçamento. Tais blocos espaçadores podem preencher um número de outros objetivos importantes. Por exemplo, um conjunto inferior de blocos de espaçamento pode suportar um anel de antiovalização, enquanto inicialmente proporciona um espaço entre o anel antiovalização e o alojamento do rotor. Portanto, em uma modalidade prefe- rida da invenção, os diversos blocos de espaçamento compreendem um conjunto de blocos espaçadores principais para suportar a parte do rotor, e um conjunto de blocos de espaçamento auxiliares para suportar uma parte posterior, tal como um anel antiovalização. Além disso, os blocos de espa- çamento podem ser realizados a fim de permitir uma rotação de um anel in- terior do rolamento em relação à parte do rotor de modo que o rolamento possa ser "executado em". Tal anel interior de rolamento será fixo durante a operação normal do gerador. Em uma primeira etapa de tal rolamento "exe- cutado no" processo, a parte de estator é vagamente presa ao rolamento. O mancai e parte do estator são então rodados em conjunto um número de vezes em relação à parte do rotor. Subsequentemente, todos os parafusos de ligação podem ser apertados à metade de torque. Em uma próxima eta- pa, a parte do estator e rolamentos são novamente rodados em conjunto um número de vezes. Por fim, os parafusos são apertados com torque total. Es- te processo de rolamento "em execução" garante que o rolamento não este- ja sujeito a uma deformação irregular e de pressão, e estende-se favoravel- mente a sua vida útil. Tal processo "em execução" é muito mais difícil de realizar, se não impossível, durante um procedimento horizontal convencio- nal de fusão. O tamanho da abertura de acesso e/ou a altura de um bloco es- paçador são preferencialmente escolhidos em função das dimensões do ge- rador sendo montado. Por exemplo, o gerador de uma turbina eólica de 3,0 megawatt pode ter um diâmetro na região de dois ou mais metros. O diâme- tro do interior do rotor pode, portanto, ser de cerca de 2 m, enquanto que o diâmetro interior do estator pode estar na região de 1,5 m. Portanto, em uma modalidade particularmente preferida da invenção, o diâmetro da abertura de acesso na mesa de montagem compreende, pelo menos, 0,5 m. A altura de um bloco espaçador também pode ser escolhido tendo em consideração os tipos de ferramentas utilizadas quando se trabalha com a face inferior do rotor. Por exemplo, a altura de um bloco espaçador pode ser de pelo menos 10 cm, mais preferivelmente de pelo menos 50 cm, em qualquer caso, a altu- ra é de preferência escolhida para permitir o acesso da ferramenta confortá- vel, sem comprometer a estabilidade da estrutura de suporte.

Em uma modalidade preferida adicional do método de acordo com a presente invenção, uma etapa de fixação da parte do rotor para o su- porte de montagem horizontal é levada a cabo antes da etapa de dispor a parte do estator na parte do rotor. Deste modo, o rotor já é montado firme- mente no suporte de montagem, e, por conseguinte, a sua posição já é defi- nida. A posição do estator relativa ao rotor pode, portanto, ser precisamente determinada, de modo que o estator possa ser baixado para dentro do rotor com o alinhamento correto. O rotor pode ser preso ao suporte de montagem horizontal utilizando qualquer meio adequado de fixação, por exemplo para- fusos verticais ou hastes roscadas que se estendem através do suporte de montagem e internamente em correspondentes casquilhos roscados do ro- tor. Tais hastes roscadas podem passar através de aberturas corresponden- tes na mesa de montagem e dentro de buchas do rotor. No entanto, em uma modalidade preferida da presente invenção, quando os blocos espaçadores são usados, de preferência, um bloco espaçador permite que uma ou mais aberturas de passagem acomodem a referida haste em rosca para a fixação da parte do rotor para a mesa de montagem. Deste modo, um grau adicional de estabilidade pode ser obtido. As referidas hastes roscadas podem tam- bém agir como guias visuais e físicos ao baixar a parte do rotor e/ou rola- mento para cima da mesa de montagem e centrando estes componentes.

Além disso, as hastes roscadas asseguram que o rotor da peça e/ou rola- mentos estejam em uma posição ou orientação pré-definida, facilitando as- sim a ligação posterior de uma parte do estator para o rolamento. Como uma alternativa para parafusos roscados, simples pinos verticais, também reali- zados para encaixar dentro dos furos do mancai, podem servir para atuar como meio de orientação e/ou para centralizar o rolamento e o rotor.

Outros objetos e características da presente invenção serão evi- dentes a partir das descrições pormenorizadas a seguir consideradas em conjunto com os desenhos anexos. É para ser entendido, contudo, que os desenhos foram concebidos unicamente para fins de ilustração e não como uma definição dos limites da invenção. A Figura 1 mostra os componentes de um gerador durante um processo de montagem prévia e horizontal; A Figura 2 mostra uma vista lateral de uma primeira modalidade de uma disposição de montagem de acordo com a presente invenção; A Figura 3 mostra uma vista plana da disposição de montagem da a Figura 2; A Figura 4 mostra uma parte do rotor apoiado pela disposição de montagem das figs. 2 e 3, numa primeira etapa de um método de montagem vertical, de acordo com a presente invenção; A Figura 5 mostra uma etapa posterior no método de montagem vertical, de acordo com a presente invenção; A Figura 6 mostra uma etapa posterior no método de montagem vertical, de acordo com a presente invenção; A Figura 7 mostra uma segunda modalidade de uma disposição de montagem de acordo com a presente invenção; A Figura 8 mostra uma terceira modalidade de uma disposição de montagem de acordo com a presente invenção.

Nos diagramas, os números se referem a objetos por todo o tex- to. Objetos nos diagramas não estão necessariamente em escala. A Figura 1 mostra os componentes de um gerador deaciona- mento direto de magneto permanente 100 durante um processo de monta- gem anterior horizontal. Aqui, um rotor externo 101 é suportado por alguns meios de retenção ou estrutura de suporte (não mostrado no diagrama) de tal modo que o seu eixo de rotação R é essencialmente horizontal, isto é, paralelo ao nível do solo. Normalmente, o rotor 101 e o rolamento principal são montados para um suporte vertical, de modo que o corpo principal do rotor 101 se projeta horizontalmente a partir do apoio vertical. O rotor 101 é realizado para segurar muitos magnetos permanentes 102 na sua superfície interior. Um estator 103, com enrolamentos 104 montado sobre um eixo principal 105, tem de ser inserido dentro do rotor 101. Durante este "casa- mento horizontal" é de grande importância que os rolamentos não entram em contacto com a superfície interior do rotor, se este tiver sido previamente carregado com magnetos, ou não. Danos a ambos os rolamentos (que são geralmente formados a partir de barras de aço rígidas forradas em uma em- balagem de proteção} ou o interior do rotor (que geralmente contem ranhu- ras maquinadas com precisão para segurar os magnetos) podem resultar em reparos muito caros, e, por conseguinte, muito esforço é investido em evitar tais danos. Por exemplo, a estrutura de suporte que segura o rotor deve es- tar exatamente correspondente a uma estrutura de suporte que sustenta o estator como ela é inserida dentro do rotor. Além disso, os sensores podem ser implementados para detectar qualquer situação crítica. A lacuna de ar bastante estreita gA faz a fusão horizontal particularmente perigosa. O pro- cesso é ainda mais complicado pelo peso do rotor 101, uma vez que a força da gravidade FG atua para distorcer a forma anteriormente circular do rotor 101. A referida distorção D é indicada no diagrama, de uma maneira exagerada, pela linha tracejada. Tal distorção pode causar fissuras a desen- volver-se no rotor, ou pode resultar em uma deformação permanente, que pode ter efeitos adversos, em especial quando o rotor está em rotação du- rante a operação do gerador. Porque um extremo cuidado deve ser tomado para evitar esses danos, a técnica fusão horizontal conhecida é necessaria- mente lenta, trabalhosa e, portanto, também muito cara. A Figura 2 mostra uma vista lateral de uma primeira modalidade de uma disposição de montagem 1 de acordo com a presente invenção. A

Figura 3 mostra uma vista plana da mesma modalidade. Aqui, a disposição de montagem 1 compreende uma mesa de montagem 1 com uma superfície plana, superior, essencialmente horizontal 10 e um número de pilares de suporte 11 ou colunas 11. Uma abertura 12 é feita na superfície superior 10, 35 suficientemente grande para permitir um acesso a um trabalhador dentro de uma cavidade interior de uma parte do rotor 2, aqui indicada pela linha tracejada, e uma parte do estator (não ilustrado). Vários blocos espaçadores 13, 13 'estão dispostos em torno da abertura 12. Principais blocos espaçado- res 13 podem suportar o peso de uma parte do rotor e uma parte do estator, de modo que o peso destes componentes do gerador seja uniformemente distribuído. Um ou mais principais blocos espaçadores 13 pode ter, através de aberturas 130 formadas para acomodar prendedores para aparafusar a parte de rotor 2 à mesa de montagem 1. Os principais blocos espaçadores 13 podem também servir para garantir que um rolamento permaneça livre e móvel, durante o procedimento de fusão. Blocos espaçadores auxiliares 13 'são usados para acomodar inicialmente um anel antiovalização sem contato ao rotor ou rolamento. Estes blocos espaçadores auxiliares 13 'podem se estender para dentro do espaço por cima da abertura 12, por exemplo, se um tal anel de antiovalização tiver um diâmetro menor do que o diâmetro da abertura 12. Para maior clareza, as pernas 11 ou colunas 11 são mostradas nos cantos de ''mesa1', mas estes poderíam ser igualmente bem dispostos sob os blocos de espaçamento 13 para uma distribuição de carga favorável. A Figura 4 mostra a montagem da mesa das Figs. 2 e 3, a ser u- tilizada para suportar uma parte do rotor 2 em uma primeira etapa de um procedimento de fusão vertical. Aqui, a parte de rotor 2 está sendo baixado sobre os blocos espaçadores 13 da mesa de montagem 1. Antes da referida etapa, o nível da superfície horizontal superior 10 pode ter sido verificado. A parte de rotor 2, compreende uma carcaça de rotor 20 montada a uma placa frontal cônica 5 e um rolamento principal 4, no seu lado "inferior". Este lado "inferior", mais tarde, será o lado do cubo do rotor quando este assume uma posição horizontal durante a operação de uma turbina eólica. Os componen- tes da parte do rotor 2 são mostrados de uma forma muito simplificada por uma questão de clareza. A carcaça do rotor 20 já foi maquinada de modo a formar ranhuras 21 para segurar magnetos permanentes. Para maior clare- za, apenas algumas ranhuras 21 são indicadas aqui. O conjunto inteiro da parte do rotor 2 é baixado sobre os espaçadores 13 por meio de aparelhos de elevação adequados, tais como um guindaste e cadeiras 7, indicados aqui pelas linhas pontilhadas. Quando em posição sobre a mesa de monta- gem 1, a parte do rotor 2 é posicionada de tal modo que o seu eixo de rota- ção R é vertical. Nesta posição, a parte do rotor 2 é eficazmente protegida de qualquer distorção no próprio peso. Antes da referida etapa, um anel antiovalização (não mostrado) pode ter sido colocado no lugar em blocos espaçadores auxiliares sobre a mesa de montagem 2, de modo que a parte do rotor 2 é abaixado diretamente sobre o anel antiovalização. O anel de antiovalização será montado mais tarde no rolamento 4, por exemplo, após o estator ter sido montado ao rolamento e depois de um rolamento de proce- dimento "em execução" ter sido realizado. Portanto, o anel antiovalização pode inicialmente ser colocado sobre outros blocos espaçadores auxiliares a um nível inferior aos principais blocos espaçadores 13, a fim de que o anel antiovalização possa ser colocado em prontidão para a ligação ao suporte, numa fase posterior. A parte do rolamento 4 a ser ligada ao anel de antiova- lização pode estender-se a um nível mais baixo do que a superfície superior dos blocos espaçadores principais 13 de modo a posicioná-la no anel antio- valização, mas isto não é mostrado aqui para clareza desde que o diagrama é propositadamente mantido simples.

Um trabalhador 8 pode confortavelmente acessar a qualquer re- gião interior da parte de rotor 2 através da abertura 12 na mesa e nas abrtu- ras correspondentes 22, tais como aberturas circulares na parte de rotor 2, um anel de ovalização, rolamento principal 4, a placa frontal 5, etc. Como uma precaução adicional de segurança, a parte do rotor 2 pode ser fixada à mesa de montagem 1 por meio de hastes roscadas 15 que passaram através dos blocos espaçadores 13 e aparafusadas nas buchas de parte do rotor 2. Como mencionado acima, as barras roscadas 15 também atuam como guias visuais e físicos quando abaixam a parte de rotor 2 e/ou rola- mento 4 para a mesa de montagem 1 e centralizando estes componentes 2, 4. Além disso, as hastes roscadas 15 asseguram que a parte do rotor 2 e/ou o rolamento 4 estão numa posição pré-definida ou de orientação, o que faci- lita a ligação posterior de uma parte de estator para o rolamento. Como uma alternativa para parafusos roscados, pinos simples, também preparados pa- ra encaixar nos furos do mancai 4 podem servir para atuar como meio de orientação. A Figura 5 mostra um passo a mais na montagem da fusão ver- tical. Aqui, uma parte do estator 3 está sendo abaixada para dentro da parte do rotor 2. Um bloco de de orientação 16 foi anteriormente afixado numa posição específica na parte de estator 3 e este bloco de orientação 16 é utili- zado para guiar parte do estator 3 para dentro de sua posição exata relativo à parte do rotor 2. O bloco de orientação 16 pode incluir uma marca que de- ve alinhar-se à marca correspondente na parte 2 do rotor. Além disso, o blo- co de orientação 16 é preparado para uma dimensão exata e estende-se a uma certa distância abaixo de uma superfície inferior da parte do estator 3 para indicar uma distância específica que deve ser mantida. A parte do esta- tor 3 contem enrolamentos 32 montados em um eixo principal 30, e um inte- rior 31 que mais tarde irá agir como uma passagem entre o cubo e a nacela. A distância entre o eixo principal 30 e o veio interior 31 pode acomodar um dispositivo de esfriamento. Porque a gravidade não pode agir para distorcer a forma circular da carcaça do rotor 20, e porque a parte 3 do estator é simplesmente reduzida no lugar por um guindaste, que é comparativamente fácil para assegurar que nem os enrolamentos, nem a superfície interior do alojamento do rotor 20 são danificados como a parte do estator 3 é reduzida no lugar. Um certo desfasamento mínimo gmin pode sempre ser mantida durante toda a "fusão vertical". Ao assegurar inicialmente que as posições relativas da parte do rotor 2 e a parte 3 do estator estão corretas, por exem- plo, alinhando as marcações específicas sobre a parte de rotor 2 e bloco de orientação 16 da parte de estator 3, a parte de estator 3 pode ser exatamen- te alinhada em sua posição atribuída relativa ao rolamento principal 4, o qual pode então ser fixada por trabalhadores que estão nas aberturas 12, 22.

Uma vez que a parte de estator 3 foi baixada para o lugar no rolamento 4, estes podem ser provisoriamente ligados entre si, e um procedimento "em execução" do rolamento de pode ser realizado. Subsequentemente, a liga- ção da parte do estator 3 e do rolamento 4 é finalizada. A Figura 6 mostra uma etapa mais adiante na montagem de fu- são vertical. Aqui, os magnetos são carregados para dentro das ranhuras 21 da carcaça do rotor 20. Para a estabilidade, durante o processo de carrega- mento, um anel de estabilização 6 foi montado para o lado "superior", ou seja, um freio de lado da carcaça do rotor 20. Os magnetos podem conveni- entemente ser baixados para o lugar vindo de cima. Para este efeito, uma plataforma (não mostrada no diagrama) pode ser construída sobre o gerador de montagem de modo que os trabalhadores podem convenientemente permanecer no nível superior da parte do rotor 2. Uma vez que a gravidade não é um problema, os magnetos podem ser abaixados para dentro das ranhuras 21, mantendo o intervalo de ar necessário gA/normalmente apenas na ordem de poucos milímetros.

Após a etapa de carregamento de magneto, as etapas de mon- tagem adicionais podem ser realizadas enquanto o gerador montado estiver em repouso sobre a superfície de apoio. Por exemplo, o disco de freio pode ser montado no lado superior da carcaça do rotor, e várias etapas de teste podem ser realizadas. Finalmente, qualquer varão roscado utilizado para prender a parte do rotor 2 à mesa de montagem 1 pode ser removido, e o gerador montado pode então ser levantado para fora da mesa de montagem. A Figura 7 mostra uma elaboração adicional da mesa de monta- gem 1 das Figs. 2-6 anteriores. Aqui, o nível da superfície superior da mesa I pode ser ajustado conforme o necessário. Isto se torna possível por meio de ajuste de nível 14 dispostos entre as colunas de suporte 11 e na parte superior da mesa 10. Por exemplo, um nível de ajuste hidráulico 14 pode compreender um cilindro hidráulico como atuante para permitir um movimen- to vertical, como indicado pelas setas, de modo que a altura total da coluna II pode ser ligeiramente estendida ou retraída, conforme requerido. Uma bomba hidráulica 14 0 pode ser utilizada para controlar um ou mais dos mei- os de ajuste de nível 14. O ajuste de nível 14 pode ser controlado manual- mente, por exemplo, utilizando um indicador de nível visual, tal como um nível de bolha para determinar qualquer partida em relação à horizontal. Al- ternativamente, o nível de ajuste 14 pode ser controlado automaticamente, por exemplo, o nível de detecção 141, dispostos sobre ou por baixo do su- porte 10, pode ser utilizado para detectar qualquer partida em relação à hori- zontal e pode enviar um sinal apropriado para um controlador do nível de ajuste 14. A Figura 8 mostra uma vista plana de uma modalidade alternati- va de um a disposição de montagem 1 'de acordo com a presente invenção.

Aqui, a disposição de montagem 1 'compreende uma construção em três partes, com três segmentos combinados de suporte 10'. Os segmentos 10 'são formadas de tal modo que uma abertura 12 permanece quando os segmentos 10' são dispostos em contato uns com os outros. Os segmentos 10 'podem ser colocados em um certo número de colunas de suporte 11 ou pilares 11. Qualquer bloco de espaçamento pode ser colocado acima das 11 colunas, de modo que a transferência de carga favorável possa ser obtida quando o rotor repousa sobre os blocos espaçadores. As formas redondas da disposição de montagem 1 'e a abertura 12 mostradas aqui são apenas exemplos, e outras formas são possíveis. Além disso, qualquer forma e em qualquer número de segmentos de suporte 10 'podem ser usadas para se obter um suporte de montagem desejada.

Embora a presente invenção tenha sido descrita na forma de modalidades preferidas e as respectivas variantes, é importante compreen- der que numerosas modificações adicionais e variações podem ser feitas sem se desviar do âmbito da invenção. Por exemplo, a estrutura de monta- gem e/ou o método de montagem podem ser adaptados como apropriado para a montagem de um gerador com um rotor interior, e/ou por um gerador, em que o campo é fixo, enquanto a armadura gira. Basicamente, o método de montagem vertical é apropriado para qualquer conjunto em que os efeitos de distorção de gravidade precisam ser evitados.

Por uma questão de clareza, deve ser compreendido que o uso de "um" ou "uma" em todo este documento não exclui uma pluralidade, e "compreendendo" não exclui outras etapas ou elementos.

Claims (15)

1. Método de montagem vertical de um gerador de uma turbina eólica, o qual compreende as etapas de: - proporcionar um suporte de montagem horizontal (10, 10') para suportar os componentes (2, 3, 4, 5) do gerador de tal modo que um eixo de rotação (R) de um componente (2, 4, 5) seja essencialmente vertical durante a montagem, e em que a montagem do suporte (10, 10') é realizada para permitir o acesso a um interior de um componente gerador (2, 3) durante o procedimento de montagem; - dispor uma parte de rotor (2) no suporte de montagem horizon- tal (10,10'); - dispor uma parte de estator (3) na parte de rotor (2); e - unir a parte de estator (3) para a parte de rotor (2).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, compreendendo a etapa de dispor a parte de rotor (2) para um rolamento (4).

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, compreenden- do a etapa de dispor um anel antiovalização ao rolamento (4).

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações pre- cedentes, compreendendo a etapa de dispor um anel de estabilização (6) para a parte de rotor (2) antes de dar carga a diversos magnetos (22) para dentro de parte do rotor (2).

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, em que os mag- netos (22) são montados na parte do rotor (2) após a etapa de dispor a parte de estator (3) na parte de rotor (2).

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações pre- cedentes, em que a etapa de dispor a parte do estator (3) na parte do rotor (2) compreende a etapa de baixar a parte do estator (3) para dentro da parte do rotor (2).

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações pre- cedentes, compreendendo a etapa de fixação da parte de rotor (2) no supor- te de montagem horizontal (10, 10'), anterior à etapa de dispor da parte de estator (3) na parte de rotor (2).

8. Disposição de montagem (1, 1') para utilização na montagem vertical de um gerador de uma turbina eólica, que a disposição de montagem (1, 1') compreende um conjunto de suporte horizontal (10) para componen- tes de suporte (2, 3, 4, 5) do gerador de tal modo que um eixo de rotação (R) de um componente (2, 4, 5) seja essencialmente vertical, durante a monta- gem, e em que o suporte de montagem (10) seja realizado para permitir o acesso a um interior de um componente gerador (2, 3), durante o procedi- mento de montagem.

9. Disposição de montagem, de acordo com a reivindicação 8, em que a disposiçãp de montagem (1) compreende uma mesa de montagem (1) e um certo número de colunas verticais essencialmente de suporte (11), e em que o conjunto de suporte horizontal (10) compreende uma superfície superior essencialmente horizontal (10) da mesa de montagem (1).

10. Disposição de montagem de acordo com a reivindicação 8 ou 9, em que a mesa de montagem (1) compreende uma abertura de acesso (12) moldada de acordo com uma abertura da parte de rotor (2).

11. Disposição de montagem, de acordo com qualquer das rei- vindicações 8 a 10, compreendendo diversos blocos espaçadores (13, 13') preferencialmente, pelo menos, três blocos espaçadores (13, 13'), montados no suporte de montagem (10) para fornecer o acesso ao lado de baixo da parte de rotor (2).

12. Disposição de montagem, de acordo com a reivindicação 11, em que um bloco espaçador (13) compreende uma abertura (130) para a- comodar uns meios de fixação (15) para fixar a parte de rotor (2) no suporte de montagem (10).

13. Disposição de montagem, de acordo com qualquer das rei- vindicações 10 a 12, em que o diâmetro da abertura de acesso (12) compre- ende pelo menos 0,5 m, e/ou a altura de um bloco espaçador (13, 13') com- preende pelo menos 10 cm , de preferência de pelo menos 50 cm.

14. Disposição de montagem, de acordo com qualquer das rei- vindicações 8 a 13, compreendendo um meio de regulagem de nível (14) para ajustar um nível do suporte de montagem (10).

15. Uso de uma disposição de montagem (1, 1') como definida em qualquer das reivindicações de 9-14, na montagem de um gerador de turbina eólica.