ES2277795B1 - Un tren de potencia de un aerogenerador. - Google Patents

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Abstract

Un tren de potencia de un aerogenerador. El aerogenerador comprende una torre (11), un tren de potencia que incluye un buje de rotor (13) soportando las palas del rotor (15), un eje principal (21) y un generador de imanes permanentes (21) de una potencia mayor de 500 kW; y una estructura de soporte (41) montada sobre la cima de la torre (11), en el que el eje principal (21) está acoplado al buje del rotor (13) y al rotor del generador (35) para transferir directamente el par motor al rotor del generador (35) y está soportado por la estructura de soporte (41) por medio de un cojinete frontal (43) próximo al buje del rotor (13) y un cojinete trasero (45) próximo al generador (31). En una realización preferente, el buje del rotor (13) y el generador (31) están situados en lados opuestos respecto a la torre (11).

Description

Un tren de potencia de un aerogenerador.
Campo de la invención
Esta invención se refiere a un aerogenerador y, en particular, al tren de potencia de un aerogenerador sin multiplicadora que usa un generador de imanes permanentes accionado directamente por un eje principal.
Antecedentes
Son conocidas diferentes configuraciones del tren de potencia de aerogeneradores que tienen un generador de imanes permanentes con y sin multiplicadora.
En el primer caso la multiplicadora y el generador están dispuestos sucesivamente como componentes individuales ó integrados en una misma unidad. Un ejemplo del último caso se describe en US 2006/0104815 A1 en el que el generador está construido como un anillo que abraza concéntricamente a la multiplicadora siendo ambos elementos desmontables axialmente y estando conectados a un soporte de la máquina de manera desmontable individualmente.
En aerogeneradores que tienen un generador de imanes permanentes que está accionado directamente por una estructura conectora entre el buje del rotor y el generador y en los que la salida del generador está conectada a la red a través un sistema electrónico de regulación de potencia de velocidad variable son conocidas distintas configuraciones del tren de potencia.
En una de estas configuraciones descrita en WO 01/94779 A1 dicha estructura conectora consiste en un eje dividido en dos partes y soportado por dos unidades de cojinetes.
En otra de esas configuraciones dicha estructura conectora consiste en un eje hueco soportado por cojinetes en un miembro tubular (interior al eje hueco) unido a la estructura de soporte del aerogenerador. En estas configuraciones, la estructura de soporte del aerogenerador montada sobre la torre está diseñada para permitir que la unidad del generador -que tiene un rotor y un estator de gran diámetro- pueda estar situada entre el buje del rotor y la torre. Un ejemplo de estas configuraciones se describe en US 2004/0108733 A1 en la que el eje hueco está soportado por medio de un único cojinete que asimismo transmite momentos al miembro tubular. Esta configuración está orientada a la reducción del tamaño y el peso de los elementos del aerogenerador que se montan encima de la torre pero tiene el inconveniente de un mantenimiento costoso, particularmente cuando se necesita desmontar componentes.
Sumario de la invención
Es un objeto de la presente invención proporcionar un aerogenerador sin multiplicadora que usa un generador de imanes permanentes, con una potencia superior a 500 kW, accionado directamente por un eje principal con una configuración del tren de potencia orientada a facilitar su montaje y su mantenimiento.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar un aerogenerador sin multiplicadora que usa un generador de imanes permanentes, con una potencia superior a 500 kW, accionado directamente por un eje principal en el que el tren de potencia está soportado por únicamente dos cojinetes principales.
Estos y otros objetos se consiguen proporcionando un aerogenerador que comprende:
- Una torre.
- Una estructura de soporte montada sobre la cima de la torre.
- Un tren de potencia formado por un buje de rotor soportando las palas del rotor, un eje principal y un generador de imanes permanentes, estando el eje principal acoplado al buje del rotor y al rotor del generador para transferir directamente el par motor al rotor del generador y soportado por medio de un cojinete frontal próximo al buje del rotor y un cojinete trasero próximo al generador.
En una realización preferente, el buje del rotor y el generador están situados en lados opuestos respecto a la torre.
Otras características y ventajas de la presente invención se desprenderán de la siguiente descripción detallada de una realización ilustrativa y no limitativa de su objeto en relación con la figura que se
acompaña.
Breve descripción de las figuras
La Figura 1 es una vista en sección transversal de un aerogenerador según esta invención.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
La configuración del tren de potencia de un generador sin multiplicadora que usa un generador de imanes permanentes (PM) de baja velocidad accionado directamente por un eje principal depende de las características específicas de este tipo de generadores.
La configuración del tren de potencia según la presente invención está basada en un eje principal 21 que se extiende desde el buje del rotor 13 hasta el generador PM 31, que tiene una potencia mayor de 500 kW, por encima de la torre 11.
El tren de potencia comprende un buje de rotor 13, al que están unidas una o más palas 15 por medio de cojines de pala 17, un eje principal 21 y un generador PM 31 que comprende un rotor de generador 35 y un estator 27 dentro de un alojamiento 33.
El eje principal 21 está acoplado al buje del rotor 13 y al rotor del generador 35 para llevar a cabo la transferencia directa del par motor.
El eje principal 21 está soportado por la estructura de soporte 41 montada sobre la cima de la torre 11 por medio de un cojinete frontal 43 próximo al buje del rotor 13 y un cojinete trasero 45 próximo al generador 31 de manera que las cargas del rotor sean transmitidas hacia la torre sin cargar al rotor del generador 35. Consiguientemente, todo el conjunto del tren de potencia está soportado completamente por, únicamente, dos cojinetes principales 43, 45.
La estructura de soporte 41 está montada sobre la cima de la torre 11 entre el buje del rotor 13 y el generador 31 junto con los interfaces de los dispositivos de orientación 49 y sus cojinetes (no mostrados).
El alojamiento del generador 33 está unido a la estructura de soporte 41 por medio de conexiones atornilladas 47 o cualquier otro medio apropiado.
La principal ventaja de la configuración del tren de potencia según la presente invención es que proporciona una buena facilidad de servicio de los componentes del aerogenerador, que pueden ser desmontados del eje principal sin perturbar a otros componentes.
Aunque la presente invención se ha descrito enteramente en conexión con realizaciones preferidas, es evidente que se pueden introducir aquellas modificaciones dentro del alcance de, no considerando éste como limitado por las anteriores realizaciones, sino por el contenido de las reivindicaciones siguientes.

Claims (3)

1. Un aerogenerador que comprende una torre (11), un tren de potencia que incluye un buje de rotor (13) soportando las palas del rotor (15), un eje principal (21) y un generador de imanes permanentes (31) de una potencia mayor de 500 kW, y una estructura de soporte (41) montada sobre la cima de la torre (11), caracterizado porque:
a) el eje principal (21) está acoplado al buje del rotor (13) y al rotor del generador (35) para transferir directamente el par motor al rotor del generador (35);
b) el eje principal (21) está soportado por la estructura de soporte (41) por medio de un cojinete frontal (43) próximo al buje del rotor (13) y un cojinete trasero (45) próximo al generador (31).
2. Aerogenerador según la reivindicación 1, caracterizado porque el buje del rotor (13) y el generador (31) están situados en lados opuestos respecto a la torre (11).
3. Aerogenerador según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, caracterizado porque el alojamiento del generador (33) está unido a la estructura de soporte (41).
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