BR102019024958A2 - Conjunto de rolamentos de turbina eólica - Google Patents

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Hugo De Carlos Alegre
Joseba Erdoiza Lejarreta
Roberto Repiso Barrera
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Abstract

a invenção descreve um conjunto de rolamentos (1) de uma turbina eólica (2), cujo conjunto de rolamentos (1) compreende um rolamento dianteiro (11) para um eixo de rotor (20); um rolamento traseiro (12) para o eixo do rotor (20); uma pluralidade de conectores de rolamento (13a, 13b, 13c) disposta entre o rolamento dianteiro (11) e o rolamento traseiro (12), em que uma extremidade (131) de um conector de rolamento (13a, 13b, 13c) é presa ao rolamento dianteiro (11), e a outra extremidade (132) do conector do rolamento (13a, 13b, 13c) é presa ao rolamento traseiro (11). a invenção descreve ainda uma turbina eólica (2) e um método para projetar um conjunto de rolamentos (1).

Description

[001] A invenção descreve um conjunto de rolamentos de turbina eólica; uma turbina eólica; e um método de fabricação de um conjunto de rolamentos.
[002] Uma turbina eólica geralmente compreende um rotor aerodinâmico com várias pás de rotor. Em uma turbina eólica com caixa de engrenagens, o rotor aerodinâmico gira um eixo de rotor de baixa velocidade. A caixa de engrenagens realiza a conversão de velocidade rotatória entre o eixo do rotor de baixa velocidade e um rotor do gerador de alta velocidade. Durante a operação da turbina eólica, vibrações podem se desenvolver e podem levar a danos por tensão ou falhas nos componentes do trem de propulsão. Para uma operação segura e eficiente de um gerador desse tipo, é, portanto, muito importante garantir uma transferência eficiente das forças de carga entre o eixo do rotor de baixa velocidade e qualquer estrutura de suporte, por exemplo, uma base de máquina. Normalmente, o eixo do rotor de baixa velocidade de uma turbina eólica é sustentado por um rolamento dianteiro (próximo à extremidade motriz ou extremidade do cubo da turbina eólica) e um rolamento traseiro (próximo à caixa de engrenagens). Cada rolamento é montado de modo seguro em uma estrutura de suporte, como uma base de máquina, geralmente por meio de pontos de montagem diametralmente opostos. Um ponto de montagem também pode incluir algum tipo de meios de amortecimento para garantir que as vibrações sejam amortecidas e não transferidas entre o rolamento e a base da máquina.
[003] É importante suprimir a torção do eixo do rotor resultante de diferenças de torque nas extremidades externa e interna do eixo do rotor de baixa velocidade. Por esse motivo, é conhecido a partir da técnica anterior fornecer um "arranjo completo de rolamento", isto é, um arranjo no qual o rolamento dianteiro e o rolamento traseiro estejam contidos em uma carcaça de rolamento que seja projetada para fornecer o grau desejado de rigidez e inflexibilidade. Essa carcaça de rolamento geralmente é moldada para se estender sobre os rolamentos dianteiros e traseiros e se encaixar exatamente no rolamento dianteiro e no segundo rolamento. A carcaça do rolamento geralmente também compreende a interface necessária para a montagem de todo o conjunto na base da máquina. Embora esse arranjo completo de ro-lamentos garanta uma transferência de carga favorável e, portanto, também uma operação eficiente do gerador, a carcaça do rolamento deve ser projetada com exigências de tolerância muito altas. Geralmente, um projeto de gerador específico também exigirá um projeto específico de carcaça de rolamento. Isso ocorre porque o formato da carcaça do rolamento dependerá diretamente dos diâmetros dos rolamentos dianteiro e traseiro, e também da distância entre os rolamentos dianteiro e traseiro. Por exemplo, o diâmetro do rolamento dianteiro de um gerador de uma série pode ser alguns centímetros maior (ou menor) que o diâmetro do rolamento dianteiro de outro gerador da mesma série. Nesse caso, uma carcaça de rolamento de um gerador de uma série não será utilizável para outro gerador da mesma série. Portanto, os geradores que diferem apenas levemente no projeto dos componentes requerem carcaças de rolamento distintas. Isso aumenta significativamente os custos de fabricação de uma série de geradores.
[004] Além disso, uma carcaça de rolamento que esteja dimensionada para conter um rolamento dianteiro e traseiro será grande e inconveniente. Isso aumenta os custos de transporte, manuseio e instalação. Outra desvantagem de um arranjo completo desse rolamento é que a carcaça geralmente deve ser removida para obter acesso a um rolamento, por exemplo, para executar tarefas de manutenção ou reparo.
[005] Portanto, é um objetivo da invenção fornecer uma maneira melhorada de apoiar o eixo do rotor para superar os problemas descritos acima.
[006] Este objetivo é alcançado pelo conjunto de rolamentos da turbina eólica, de acordo com a reivindicação 1; pela turbina eólica da reivindicação 10; e pelo método da reivindicação 12, de concepção de um conjunto de rolamentos.
[007] De acordo com a invenção, o conjunto de rolamentos compreende um rolamento dianteiro para um eixo de rotor; um rolamento traseiro para o eixo do rotor; e uma pluralidade de conectores de rolamento dispostos entre o rolamento dianteiro e o rolamento traseiro, em que cada conector de rolamento tem duas extremidades externas e em que uma extremidade externa de um conector de rolamento é presa ao rolamento dianteiro e a outra extremidade externa desse conector de rolamento é presa ao rolamento traseiro.
[008] Uma vantagem do conjunto de rolamentos de acordo com a invenção é que ele permite uma abordagem modular e pode contribuir para reduzir significativamente os custos de construção. Em vez de realizar os rolamentos dianteiros e traseiros em uma única unidade, como é conhecido na técnica anterior, a abordagem da invenção é conectar os rolamentos dianteiros e traseiros usando vários conectores de rolamentos. Esses conectores também podem ser chamados de amarrações ou esteios. Como o objetivo dos conectores de rolamentos é fornecer uma conexão favoravelmente "rígida" entre os rolamentos dianteiro e traseiro, isto é, para reduzir ou minimizar o movimento de torção relativo entre rolamentos dianteiros e traseiros, os conectores de rolamento também podem ser referidos como "elementos enrijece- dores" ou simplesmente "reforços" a seguir. No conjunto de rolamen-tos da invenção, é possível fornecer diferentes tipos de conectores de rolamento que podem ser usados para conectar rolamentos dianteiros e traseiros em diferentes projetos de gerador. O custo de fabricação de diferentes tipos de conectores de rolamentos é significativamente menor que o custo de fabricação de diferentes arranjos completos de rolamentos.
[009] De acordo com a invenção, a turbina eólica tem um trem de propulsão compreendendo um rotor aerodinâmico disposto para girar um eixo do rotor de baixa velocidade; e compreende ainda uma concretização do conjunto de rolamentos da invenção disposto para suportar o eixo do rotor de baixa velocidade.
[010] A turbina eólica da invenção pode ser fabricada com custos gerais menores do que uma turbina eólica convencional com um conjunto de rolamentos combinados. Os custos de manutenção e reparo dos rolamentos também podem ser significativamente reduzidos.
[011] De acordo com a invenção, o método de projetar tal conjunto de rolamentos compreende as etapas de obtenção dos parâmetros de projeto de um gerador de turbina eólica; obtenção de parâmetros de construção de rolamentos dianteiros e traseiros separados fisicamente para o eixo do rotor do gerador; determinar as cargas de rolamento esperadas durante a operação do gerador; e determinação de parâmetros de projeto da pluralidade de conectores de rolamento dispostos entre o rolamento dianteiro e o rolamento traseiro.
[012] Concretizações e características particularmente vantajosas da invenção são dadas pelas reivindicações dependentes, como reveladas na descrição a seguir. Características de diferentes categorias de reivindicação podem ser combinadas conforme apropriado para dar outras concretizações não descritas neste documento.
[013] A seguir, sem restringir a invenção de maneira alguma, po- de-se presumir que cada rolamento é montado em uma estrutura de suporte, como uma base de máquina, por um par de pontos de suspensão diametralmente opostos. Esse arranjo é chamado de "suspen- são de quatro pontos".
[014] Como explicado acima, várias dimensões podem diferir entre geradores da mesma série ou séries diferentes. Parâmetros relevantes de rolamentos (isto é, parâmetros de construção de rolamentos que são relevantes para o projeto dos elementos de reforço) podem ser os diâmetros dos parâmetros dianteiros / traseiros e a distância entre o rolamento dianteiro e o rolamento traseiro. Portanto, em uma concretização particularmente preferida da invenção, os parâmetros de projeto de um conector de rolamento são escolhidos com base em quaisquer parâmetros relevantes de construção de rolamento. Por exemplo, parâmetros de projeto significativos de um conector de rolamento podem ser a massa mínima de um conector de rolamento e as propriedades do material do material a partir do qual o conector de rolamento deve ser fabricado.
[015] Pode haver várias maneiras de estabelecer os parâmetros de projeto necessários. Em uma concretização preferida da invenção, o método compreende determinar a forma de um cilindro virtual que se estende entre o rolamento dianteiro e o rolamento traseiro e, em seguida, basear a forma de um conector de rolamento na forma desse cilindro virtual. Por exemplo, um cilindro virtual que se estende entre os rolamentos dianteiro e traseiro pode ser dividido em vários segmentos virtuais. O cilindro virtual pode ter uma seção geral transversal circular ou poligonal e a forma da seção transversal pode ser usada como base para decidir sobre a forma de um reforço. O cilindro virtual pode receber uma espessura ou profundidade da parede, que pode ser usada como base para a espessura de um reforço.
[016] Conhecendo as características de projeto relevantes do gerador (por exemplo, velocidade do eixo do rotor, torque, rigidez do rolamento, etc.) e assumindo vários parâmetros, como material, espessura da parede, etc., é possível calcular ou simular as dimensões mí- nimas de cada segmento. Por exemplo, usando uma ferramenta adequada, como análise de elementos finitos, o efeito da remoção de seções ou volumes do cilindro virtual pode ser simulado para alcançar um projeto de reforço favorável que atenda aos requisitos de transferência de carga. Da mesma forma, os efeitos da alteração da espessura em uma ou mais regiões do cilindro virtual podem ser simulados para obter uma forma ideal do reforço.
[017] Ao basear a forma de um reforço em uma forma cilíndrica, o reforço resultante pode ter uma forma curvada ou de arco correspondente. Obviamente, em uma alternativa mais simples, um reforço pode ser formado como uma parte plana ou reta (derivada de um cilindro virtual poligonal, por exemplo), que pode ser significativamente mais fácil de fabricar do que uma peça curva.
[018] A rigidez de um reforço pode ser aumentada adicionando material conforme apropriado. Por exemplo, uma nervura pode ser fixada a um reforço em uma direção paralela ao eixo de rotação do rotor. Da mesma forma, a rigidez de um reforço pode ser aumentada ao formá-lo para ter uma seção transversal em forma de T. Com essa seção transversal, um reforço pode ser fabricado usando menos material do que um reforço comparável com uma seção transversal retangular.
[019] O número de elementos de reforço pode ser escolhido com base em vários outros fatores ou parâmetros. Por exemplo, o número de reforços pode ser escolhido com base no torque nominal, na velocidade do eixo do rotor, etc., de um gerador. Os rolamentos dianteiro e traseiro de um gerador relativamente "pequeno" podem ser conectados usando dois ou três reforços, por exemplo, enquanto os rolamentos dianteiro e traseiro de um gerador relativamente "grande" podem exigir quatro ou mais reforços.
[020] Em uma concretização preferida da invenção, a pluralidade de conectores de rolamentos compreende um conjunto de conectores de rolamentos idênticos. Por exemplo, três ou quatro reforços idênticos podem ser fornecidos para unir um par específico de rolamentos dianteiros e traseiros. Os custos de instalação podem ser minimizados, não tendo que distinguir entre diferentes reforços ao conectar os rolamentos dianteiro e traseiro.
[021] Um reforço pode ser montado entre os rolamentos dianteiro e traseiro usando elementos de fixação apropriados (por exemplo, parafusos) para fixar as extremidades externas do reforço aos rolamentos. Para este fim, em uma concretização preferida da invenção, uma extremidade de um conector de rolamento compreende uma série de furos passantes para receber fixadores para prender o conector de rolamento a um rolamento. Em outra concretização preferida da invenção, um reforço tem uma extremidade curva para coincidir com a curvatura de um rolamento. De preferência, a curvatura é tal que o mesmo reforço pode ser montado em rolamentos com diâmetros diferentes.
[022] Outros objetos e características da presente invenção se tornarão evidentes a partir das seguintes descrições detalhadas consideradas em conjunto com os desenhos anexos. Deve ser entendido, no entanto, que os desenhos são projetados apenas para fins de ilustração e não como uma definição dos limites da invenção.
[023] A Figura 1 mostra uma concretização do conjunto de rolamentos da invenção;
[024] A Figura 2 mostra um pormenor do conjunto de rolamentos da Figura 1;
[025] As Figuras 3 e 4 mostram concretizações alternativas do conjunto de rolamentos da invenção;
[026] A Figura 5 mostra uma vista de uma concretização de uma turbina eólica parcialmente montada de acordo com a invenção;
[027] A Figura 6 é um diagrama de blocos simplificado indicando as etapas do método da invenção;
[028] A Figura 7 mostra um arranjo de rolamento da técnica anterior.
[029] Nos diagramas, números iguais se referem a objetos iguais do começo ao fim. Os objetos nos diagramas não estão necessariamente desenhados em escala.
[030] A Figura 1 mostra uma concretização do conjunto de rolamentos da invenção em uma turbina eólica. A turbina eólica 2 tem um rotor aerodinâmico 23 compreendendo pás de rotor que giram um eixo de rotor 20. As pás do rotor 23 são montadas em um cone de hélice ou cubo, que é disposto em uma extremidade de uma nacele 26. Uma caixa de engrenagens 21 converte a rotação de baixa velocidade do eixo do rotor 20 em uma rotação de alta velocidade de um rotor de gerador. O conjunto de rolamentos 1 é usado para apoiar e conter o eixo do rotor 20 do gerador de turbina eólica entre o rotor aerodinâmico 23 (na frente do trem de propulsão ) e a caixa de engrenagens 21 e o gerador 24 (na parte traseira do trem de propulsão). O conjunto de rolamentos 1 compreende um rolamento dianteiro 11 e um rolamento traseiro 12. O rolamento dianteiro 11 é montado em uma base de máquina 22 em dois pontos de suspensão diametralmente opostos 11P (em lados opostos do eixo do rotor; apenas um ponto de suspensão 11P do rolamento dianteiro 11 pode ser visto no desenho). Da mesma forma, o rolamento traseiro 12 é montado na base da máquina 22 em dois pontos de suspensão diametralmente opostos 12P. Durante a operação da turbina eólica, é muito importante garantir que as cargas sejam transferidas de maneira uniforme e confiável dos rolamentos para a base da máquina 22 por meio dos dois pares de pontos de suspensão 11P, 12P.
[031] No conjunto de rolamentos da invenção 1, o rolamento dianteiro 11 e o rolamento traseiro 12 são conectados por um conjunto S_13A de reforços 13A. Cada reforço 13A do conjunto S_13A mostra- do neste diagrama é fixado em uma extremidade do rolamento dianteiro 11 e na outra extremidade no rolamento traseiro 12 para conectar mecanicamente os rolamentos dianteiro e traseiro 11, 12, como mostrado na Figura 2. Os parafusos podem ser inseridos através de orifícios nas extremidades externas 131, 132 de um reforço, a fim de prender o reforço aos rolamentos 11, 12. Nesta modalidade, o conjunto de reforços S_13A compreende vários reforços 13A distribuídos uniformemente sobre o espaço entre os rolamentos dianteiro e traseiro 11, 12. O material e as dimensões dos reforços 13A são escolhidos com base na construção do gerador e também com base nas cargas esperadas a serem transferidas para os pontos de suspensão. Os reforços 13A mostrados nesta concretização não se limitam à conexão dos rolamentos dianteiro e traseiro com os diâmetros de rolamento 011, 012, mas podem ser usados para unir rolamentos com diâmetros maiores ou menores. Da mesma forma, a separação de rolamentos D mostrada aqui é conectada em ponte pelo conjunto de reforços 13A. Uma distância um pouco mais longa ou mais curta pode ser conectada em ponte simplesmente usando um conjunto alternativo de reforços um pouco mais longos ou mais curtos, etc.
[032] O conjunto de reforços 13A mostrado na Figura 1 serve em um projeto de gerador específico, isto é, para um gerador com certa potência. Como explicado acima, parâmetros como diâmetro do eixo do rotor e/ou distância entre o rolamento dianteiro 11 e o rolamento traseiro 21 podem diferir entre os tipos de gerador. Da mesma forma, as cargas esperadas que surgem durante a operação podem depender da potência nominal de um gerador.
[033] A Figura 3 mostra outra concretização do conjunto de rolamentos 1 da invenção. Aqui, o conjunto de rolamentos 1 é usado em um gerador com uma potência nominal maior que o gerador da Figura 1 e implementa um conjunto diferente de reforços 13B. Nesta concretização, são utilizados quatro reforços 13B e os reforços 13B são mais grossos do que os reforços 13A da Figura 1. Este conjunto de reforços S_13B é caracterizado por uma maior resistência do material e pode transferir cargas mais altas para os pontos de suspensão 11P, 12P durante a operação da turbina eólica.
[034] A Figura 4 mostra outra concretização do conjunto de rolamentos 1 da invenção. Aqui, o conjunto de rolamentos 1 é usado em um gerador com uma potência nominal menor que o gerador da Figura 1 e implementa um conjunto diferente de reforços S_13C. Nesta modalidade, apenas dois reforços 13C são usados. Esse número menor de reforços é suficiente para transferir cargas para os pontos de suspensão 11P, 12P durante a operação da turbina eólica.
[035] A Figura 5 mostra uma vista dentro de uma turbina eólica parcialmente montada 2. O diagrama mostra que, para garantir a operação segura e eficiente dos componentes do gerador, o eixo do rotor 20 será mantido no lugar por um rolamento dianteiro e um rolamento traseiro, e estes são montados na base da máquina 22 usando pontos de suspensão diametralmente opostos 11P, 12P. O diagrama também mostra um conjunto de reforços 13A que conectam mecanicamente os rolamentos dianteiros e traseiros 11, 12 em uma concretização da invenção. Dependendo do projeto do gerador, um conjunto diferente de reforços pode ser usado para garantir o comportamento de transferência de carga exigido.
[036] A Figura 6 é um diagrama de blocos simplificado indicando as etapas do método da invenção. Os parâmetros de projeto P24 de um gerador de turbina eólica são obtidos, juntamente com os parâmetros de construção Pu, P12 de rolamentos dianteiros e traseiros separados fisicamente para o eixo do rotor do gerador. Com esses parâmetros conhecidos, é possível calcular as cargas ou forças F esperadas que tenham que ser suportadas pela suspensão do rolamento. Usando essas informações, é possível determinar os parâmetros de projeto P13 de um reforço ou conjunto de reforços que serão usados para conectar ou unir os rolamentos dianteiro e traseiro. Um parâmetro de projeto do gerador P24 pode ser a potência nominal, torque nominal, etc. Um parâmetro de construção do rolamento Pu, P12 pode ser o diâmetro do rolamento, a massa do rolamento, a separação do rolamento, etc. Um parâmetro de projeto do reforço P13 pode ser massa, resistência ao cisalhamento do material, número mínimo necessário, etc. Um módulo de projeto 6 pode compreender um bloco de computação 61 para determinar as cargas ou forças esperadas F e uma unidade de simulação ou modelagem 62 para determinar os parâmetros de projeto P13 de um conjunto de reforço adequado.
[037] A Figura 7 mostra um arranjo de rolamento da técnica anterior. Aqui também, o diagrama mostra partes de uma turbina eólica do tipo descrito na Figura 1. Na técnica anterior, um rolamento dianteiro 71 e um rolamento traseiro 72 são fornecidos em uma carcaça de rolamento compartilhada 7. A carcaça de rolamento 7 é necessária para transferir cargas através dos pontos de suspensão 71P, 72P para a base da máquina 22. Como as dimensões dos rolamentos 71, 72 e / ou a distância entre os rolamentos podem ser diferentes para diferentes projetos de gerador, as dimensões da carcaça de rolamentos serão diferentes em cada caso. Isso aumenta consideravelmente o custo total de fabricação.
[038] Embora a presente invenção tenha sido divulgada na forma de concretizações e variações preferidas, será entendido que inúmeras modificações e variações adicionais poderiam ser feitas nela sem se afastar do escopo da invenção.
[039] Por uma questão de clareza, deve ser entendido que o uso de "um" ou "uma" em todo este pedido não exclui uma pluralidade e "compreendendo" não exclui outras etapas ou elementos.

Claims (15)

1. Conjunto de rolamentos (1) de uma turbina eólica (2), cujo conjunto de rolamentos (1) é caracterizado pelo fato de que compreende: - um rolamento dianteiro (11) para um eixo de rotor (20); - um rolamento traseiro (12) para um eixo de rotor (20); e - uma pluralidade de conectores de rolamento (13A, 13B, 13C) disposta entre o rolamento dianteiro (11) e o rolamento traseiro (12), em que uma extremidade (131) de um conector de rolamento (13A, 13B, 13C) é presa ao rolamento dianteiro (11), e a outra extremidade (132) do conector do rolamento (13A, 13B, 13C) é presa ao rolamento traseiro (11).
2. Conjunto de rolamentos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as dimensões de um conector de rolamento (13A, 13B, 13C) são escolhidas com base em uma dimensão de rolamento (011, 012) e / ou uma massa de rolamento e/ou uma distância (D) entre os rolamentos dianteiro e traseiro (11, 12) e / ou a potência nominal do gerador.
3. Conjunto de rolamentos, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o número de conectores de rolamentos (13A, 13B, 13C) é escolhido com base em uma dimensão de rolamento (011, 012) e / ou uma distância (D) entre os rolamentos dianteiro e traseiro (11, 12) e / ou uma potência nominal do gerador.
4. Conjunto de rolamentos, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato que a pluralidade de conectores de rolamento (13A, 13B, 13C) compreende um conjunto (S_13A, S13B, S_13C) de conectores de rolamento idênticos (13A, 13B, 13C).
5. Conjunto de rolamentos, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a forma de um conector de rolamento (13A, 13B, 13C) está baseada na forma de um cilindro virtual que se estende entre o rolamento dianteiro (11) e o rolamento traseiro (12).
6. Conjunto de rolamentos, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que um conector de rolamento (13A, 13B, 13C) compreende uma extremidade curva (131, 132) moldada com base em uma variedade de diâmetros de rolamento.
7. Conjunto de rolamentos, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que uma extremidade (131, 132) de um conector de rolamento (13A, 13B, 13C) compreende um número de orifícios de passagem para receber fixadores para prender o conector de rolamento (13A, 13B, 13C) a um rolamento (11, 12).
8. Conjunto de rolamentos, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o rolamento dianteiro (11) é montado na base da máquina (22) por um par de pontos de suspensão diametralmente opostos (11P).
9. Conjunto de rolamentos, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato que o rolamento traseiro (12) é montado na base da máquina (22) por um par de pontos de suspensão diametralmente opostos (12P).
10. Turbina eólica (2) caracterizada pelo fato de que compreende: - um rotor aerodinâmico (23) disposto para girar um eixo do rotor de baixa velocidade (20); e - um conjunto de rolamentos (1) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, disposto em torno do eixo do rotor de baixa velocidade (20).
11. Turbina eólica, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o rolamento dianteiro (11) é disposto na extremidade de acionamento do eixo do rotor (20) e o rolamento traseiro (12) é disposto na extremidade da caixa de engrenagens do eixo do rotor (20).
12. Método para projetar um conjunto de rolamentos (1) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o método compreende: - obter parâmetros de projeto (P24) de um gerador de turbina eólica (24); - obter parâmetros de construção (Pu, P12) de rolamentos dianteiros e traseiros separados fisicamente (11, 12) para o eixo do rotor do gerador (20); - determinação das cargas de rolamento esperadas (F) durante a operação do gerador (24); e - determinar os parâmetros de projeto (P13) da pluralidade de conectores de rolamento (13A, 13B, 13C) dispostos entre o rolamento dianteiro (11) e o rolamento traseiro (12).
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que um parâmetro de projeto de gerador (P24) compreende potência nominal ou torque nominal.
14. Método, de acordo com a reivindicação 12 ou reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que um parâmetro de construção de rolamento (Pu, P12) compreende um diâmetro de rolamento (011, 012) ou uma separação de rolamento (D).
15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, caracterizado pelo fato de que um parâmetro de projeto de conector de rolamento (P13) compreende qualquer um dos seguintes: número de conectores de rolamento; massa de um conector de rolamento; material do conector do rolamento
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DE50312556D1 (de) * 2003-10-02 2010-05-06 Wilhelm Landwehr Drehlagerung eines rotationskörpers
EP2683940B1 (en) * 2011-03-08 2019-06-26 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine rotor shaft support structure
US20120134811A1 (en) * 2011-12-06 2012-05-31 General Electric Company System and method for detecting and/or controlling loads in a wind turbine
EP2886857B1 (en) * 2013-12-17 2017-06-21 Alstom Renovables España, S.L. Wind turbine hub
CN108087217B (zh) * 2017-12-06 2019-12-06 上海电气风电集团有限公司 一种组合轴承座和前机架的部件及风电机组
CN108843520B (zh) * 2018-06-04 2020-03-03 太原重型机械集团工程技术研发有限公司 风电机组主传动系统

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