ES2577632T3

ES2577632T3 - Electrical supply in wind turbine hub

Info

Publication number: ES2577632T3
Application number: ES13731672.5
Authority: ES
Inventors: Torben Ladegaard Baun; Jesper Lykkegaard NEUBAUER
Original assignee: Vestas Wind Systems AS
Current assignee: Vestas Wind Systems AS
Priority date: 2012-07-02
Filing date: 2013-06-20
Publication date: 2016-07-18
Anticipated expiration: 2033-06-20

Description

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DESCRIPCIONDESCRIPTION

Suministro electrico en buje de turbina eolica Campo de la invencionElectrical supply in wind turbine hub Field of the invention

La presente invencion se refiere a una turbina eolica que comprende una estructura de suministro electrico para suministrar energfa electrica de la gondola al rotor.The present invention relates to a wind turbine comprising an electrical supply structure for supplying electric power from the gondola to the rotor.

Antecedentes de la invencionBackground of the invention

En la industria de la energfa eolica existe una tendencia a producir turbinas eolicas de un tamano creciente, por lo cual tambien aumenta el tamano de las partes individuales de las turbinas eolicas. Tradicionalmente, la energfa electrica se transfiere de la gondola al rotor mediante el uso de un anillo colector debido a que el rotor esta conectado de forma rotatoria con la gondola. Por lo tanto, el anillo colector se puede usar para transferir energfa electrica de la gondola estacionaria al rotor rotatorio. Debido al tamano creciente de la turbina eolica, es necesario que el anillo colector sea de un tamano considerable.In the wind energy industry there is a tendency to produce wind turbines of an increasing size, which also increases the size of the individual parts of the wind turbines. Traditionally, electric power is transferred from the gondola to the rotor by the use of a collector ring because the rotor is rotatably connected to the gondola. Therefore, the collector ring can be used to transfer electrical energy from the stationary gondola to the rotating rotor. Due to the increasing size of the wind turbine, it is necessary that the collector ring be of a considerable size.

Ademas, el anillo colector puede estar expuesto a un intenso desgaste y, por lo tanto, puede necesitar mantenimiento o incluso sustitucion regular. Ademas, puede que el anillo colector no siempre proporcione un contacto lo suficientemente bueno para la transferencia de una corriente de alta potencia. El documento WO 2011/110 429 describe una disposicion de anillo colector conocida.In addition, the collector ring can be exposed to intense wear and, therefore, may require maintenance or even regular replacement. Furthermore, the collector ring may not always provide a good enough contact for the transfer of a high power current. WO 2011/110 429 discloses a known collector ring arrangement.

Descripcion de la invencionDescription of the invention

Un objeto de las realizaciones de la invencion es proporcionar una turbina eolica que tenga una estructura de suministro electrico mejorado para suministrar energfa electrica de la gondola al rotor.An object of the embodiments of the invention is to provide a wind turbine having an improved electrical supply structure for supplying electrical power from the gondola to the rotor.

De acuerdo con un primer aspecto, la invencion proporciona una turbina eolica que comprende una gondola, un rotor que comprende al menos una pala fijada a un buje, estando el rotor conectado de forma rotatoria con la gondola alrededor de un eje de rotacion, y una estructura de suministro electrico para suministrar energfa electrica de la gondola al rotor, en la que la estructura de suministro comprende un conmutador que tiene un modo conectado en el que la gondola y el rotor estan electricamente conectados, y un modo desconectado en el que la gondola y el rotor estan electricamente desconectados, y en la que el conmutador esta adaptado para cambiar del modo desconectado al modo conectado cuando el rotor no rota.According to a first aspect, the invention provides a wind turbine comprising a gondola, a rotor comprising at least one blade fixed to a bushing, the rotor being rotatably connected to the gondola about an axis of rotation, and a electric supply structure for supplying electric power from the gondola to the rotor, wherein the supply structure comprises a switch having a connected mode in which the gondola and the rotor are electrically connected, and a disconnected mode in which the gondola and the rotor are electrically disconnected, and wherein the switch is adapted to change from the disconnected mode to the connected mode when the rotor does not rotate.

En el presente contexto, se debena interpretar que la expresion 'turbina eolica' quiere decir un aparato que es capaz de transformar energfa del viento en energfa electrica, que preferiblemente se va a suministrar a una red de alimentacion electrica. Al menos una pala de turbina eolica extrae la energfa del viento, dando lugar de ese modo a que un rotor rote. Los movimientos de rotacion del rotor se transfieren a un generador, o bien directamente mediante una parte de estator y una parte de rotor, o bien mediante un tren de accionamiento, por ejemplo, que incluye un eje principal, un sistema de engranajes y un eje de entrada para el generador.In the present context, it should be interpreted that the term "wind turbine" means an apparatus that is capable of transforming wind energy into electrical energy, which is preferably supplied to an electrical power grid. At least one wind turbine blade extracts the energy from the wind, thereby causing a rotor to rotate. The rotational movements of the rotor are transferred to a generator, either directly by a stator part and a rotor part, or by a drive train, for example, which includes a main shaft, a gear system and a shaft input for the generator.

El rotor comprende al menos una pala de turbina eolica fijada a un buje. El buje rota cuando la al menos una pala de turbina eolica extrae energfa del viento. En el caso de que la turbina eolica sea de un tipo que comprende un tren de accionamiento para transferir los movimientos de rotacion del rotor al generador, el buje se puede conectar, de forma ventajosa, a un eje principal de una forma tal que se transfieren movimientos de rotacion del buje a movimientos de rotacion del eje principal. En el buje de la presente invencion, el eje principal se puede conectar al buje mediante una brida de eje principal sobre el buje y una brida correspondiente en el eje principal. De forma similar, la al menos una pala se puede conectar al buje mediante una brida de pala y una brida correspondiente en la pala de turbina eolica, preferiblemente mediante un cojinete de regulacion de angulo de paso.The rotor comprises at least one wind turbine blade fixed to a bushing. The bushing rotates when the at least one wind turbine blade extracts energy from the wind. In the case that the wind turbine is of a type comprising a drive train for transferring rotational movements of the rotor to the generator, the hub can be connected, advantageously, to a main shaft in such a way that they are transferred rotational movements of the hub to rotational movements of the main shaft. In the hub of the present invention, the main shaft can be connected to the bushing by means of a main shaft flange on the bushing and a corresponding flange on the main shaft. Similarly, the at least one blade can be connected to the hub by means of a blade flange and a corresponding flange on the wind turbine blade, preferably by means of a pitch angle adjustment bearing.

El rotor esta conectado de forma rotatoria con una gondola alrededor de un eje de rotacion. La gondola puede alojar componentes y sistemas necesarios para convertir energfa mecanica en electricidad. El componente puede variar de generadores de uso industrial, cajas multiplicadoras, frenos y transformadores a componentes electronicos pequenos.The rotor is connected rotatingly with a gondola around an axis of rotation. The gondola can accommodate components and systems needed to convert mechanical energy into electricity. The component can vary from generators for industrial use, gear boxes, brakes and transformers to small electronic components.

Mediante la provision a una estructura de suministro de un conmutador para la conexion y desconexion de la conexion electrica entre la gondola y el rotor, se puede disminuir el desgaste de la estructura de suministro para suministrar energfa electrica de la gondola al rotor, debido a que es posible establecer la conexion electrica solo cuando sea necesario.By providing a supply structure for a switch for the connection and disconnection of the electrical connection between the gondola and the rotor, the wear of the supply structure to supply electrical power from the gondola to the rotor can be reduced, because it is possible to establish the electrical connection only when necessary.

Ademas, el desgaste se puede disminuir aun mas, debido a que es posible interrumpir el contacto electrico cuando no se necesita energfa electrica en el rotor.In addition, the wear can be further reduced, because it is possible to interrupt the electrical contact when no electrical power is needed in the rotor.

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En el presente contexto, se debena interpretar que la expresion 'suministrar ene^a electrica de la gondola al rotor' quiere decir que se suministra energfa electrica de la gondola al rotor o un elemento comprendido en el rotor, o al menos sigue la rotacion del rotor, tal como una pala, el buje, etc.In the present context, it should be interpreted that the expression 'supplying electrical power from the gondola to the rotor' means that electrical energy is supplied from the gondola to the rotor or an element comprised in the rotor, or at least the rotation of the rotor follows. rotor, such as a shovel, the hub, etc.

La turbina eolica puede comprender un sensor de rotacion adaptado para detectar cuando el rotor no rota. En una realizacion, el sensor de rotacion forma parte del conmutador. El sensor puede formar parte del generador o simplemente estar constituido por el generador, es decir, cuando la turbina eolica no produce energfa electrica, se puede considerar que el rotor “no esta rotando”.The wind turbine may comprise a rotation sensor adapted to detect when the rotor does not rotate. In one embodiment, the rotation sensor forms part of the switch. The sensor can be part of the generator or simply be constituted by the generator, that is, when the wind turbine does not produce electrical energy, it can be considered that the rotor "is not rotating".

Debido a que puede ser necesario establecer la conexion electrica de la gondola al rotor cada vez que el rotor no rota, el cambio del modo desconectado al modo conectado se puede supeditar a una necesidad de energfa electrica en el rotor, es decir, la turbina eolica se puede adaptar para detectar una necesidad de energfa electrica en el rotor y para cambiar del modo desconectado al modo conectado basandose en una necesidad detectada.Because it may be necessary to establish the electrical connection of the gondola to the rotor each time the rotor does not rotate, switching from the disconnected mode to the connected mode may be subject to a need for electrical power in the rotor, i.e., the wind turbine it can be adapted to detect a need for electrical energy in the rotor and to change from the disconnected mode to the connected mode based on a detected need.

La necesidad de energfa en el rotor puede, como un ejemplo, ser una necesidad de energfa para el deshielo de la al menos una pala, una necesidad de energfa para calentar el buje, una necesidad de energfa para iluminacion en el buje, una necesidad de energfa para necesidades de mantenimiento, etc. La energfa tambien se puede usar para otros fines.The need for energy in the rotor can, as an example, be a need for energy for the defrosting of the at least one blade, a need for energy to heat the bushing, a need for energy for illumination in the bushing, a need for energy for maintenance needs, etc. The energy can also be used for other purposes.

La turbina eolica puede comprender una estructura de deteccion para detectar la necesidad de energfa. La estructura de detecciones se puede comunicar espedficamente con la estructura de deshielo para cambiar al modo conectado cuando se enciende la estructura de deshielo.The wind turbine may comprise a detection structure to detect the need for energy. The detection structure can be specifically communicated with the defrost structure to switch to the connected mode when the defrost structure is turned on.

El cambio a partir del modo del conmutador se puede controlar mediante una estructura de control, por ejemplo, mediante un procesador electronico. La estructura de control puede recibir una entrada a partir del sensor de rotacion y a partir de uno o mas sensores de necesidad de energfa. Los sensores de necesidad de energfa, por ejemplo, pueden incluir sensores de temperatura, sensores de luz, etc. Ademas, el cambio de modo se puede iniciar mediante interaccion manual.The change from the mode of the switch can be controlled by a control structure, for example, by means of an electronic processor. The control structure can receive an input from the rotation sensor and from one or more sensors of energy need. Energy-sensing sensors, for example, may include temperature sensors, light sensors, etc. In addition, the mode change can be initiated by manual interaction.

Por lo tanto, el cambio del modo desconectado al modo conectado se puede realizar de forma automatica, por ejemplo, basandose en una senal que indica que el rotor no rota o basandose en una senal tanto que indica que el rotor no rota como que indica que existe una necesidad de energfa. Se debena entender que tambien puede ser necesario satisfacer otros parametros antes de cambiar del modo desconectado.Therefore, switching from the disconnected mode to the connected mode can be performed automatically, for example, based on a signal indicating that the rotor does not rotate or based on a signal that indicates that the rotor does not rotate as it indicates that There is a need for energy. It should be understood that it may also be necessary to satisfy other parameters before switching from disconnected mode.

En una realizacion alternativa, el cambio del modo desconectado al modo conectado se realiza de forma manual, o al menos mediante interaccion manual.In an alternative embodiment, switching from the disconnected mode to the connected mode is done manually, or at least by manual interaction.

Con el fin de establecer una conexion electrica entre la gondola y el rotor, el conmutador puede comprender una cara de contacto de entrega y una cara de contacto de recepcion. La cara de contacto de recepcion puede seguir la rotacion del rotor de tal modo que las caras de contacto se vuelven moviles de forma rotatoria la una en relacion con la otra. Por lo tanto, en el modo desconectado, la cara de contacto de recepcion puede rotar con el rotor. Y cuando el rotor no rota, la cara de contacto de recepcion tampoco rota, por lo cual el conmutador puede cambiar del modo desconectado al modo conectado.In order to establish an electrical connection between the gondola and the rotor, the switch can comprise a delivery contact face and a receiving contact face. The receiving contact face can follow the rotation of the rotor in such a way that the contact faces become movably rotatable relative to one another. Therefore, in the disconnected mode, the receiving contact face can rotate with the rotor. And when the rotor does not rotate, the receiving contact face also does not rotate, whereby the switch can change from the disconnected mode to the connected mode.

Las caras de contacto pueden ser moviles la una en relacion con la otra en una direccion de conmutacion de contacto, por lo cual las caras se ponen en contacto o se separan. En una realizacion, solo una de las caras es movil. Como un ejemplo, esto se puede lograr al fijar ngidamente la cara de contacto de recepcion al rotor y al fijar la cara de contacto de entrega de forma movil a la gondola. En otra realizacion, ambas de las caras de contacto se pueden fijar de forma movil en la direccion de conmutacion de contacto.The contact faces can be mobile in relation to one another in a contact switching direction, whereby the faces are brought into contact or separated. In one embodiment, only one of the faces is mobile. As an example, this can be achieved by rigidly fixing the receiving contact face to the rotor and by fixing the delivery contact face movably to the gondola. In another embodiment, both of the contact faces can be fixed movably in the contact switching direction.

En una realizacion, la direccion de conmutacion de contacto es en sentido radial hacia fuera con respecto al eje de rotacion, mientras que la direccion de conmutacion de contacto en otra realizacion es en sentido axial a lo largo del eje de rotacion. No obstante, se debena entender que tambien pueden ser de aplicacion otras direcciones, por ejemplo, dependiendo del tamano y la forma de las caras de contacto y/o de la ubicacion de las caras de contacto.In one embodiment, the contact switching direction is radially outwardly with respect to the axis of rotation, while the contact switching direction in another embodiment is axially along the axis of rotation. However, it should be understood that other directions may also be applicable, for example, depending on the size and shape of the contact faces and / or the location of the contact faces.

Para poder mover las caras de contacto la una en relacion con la otra, al menos una de las caras de contacto puede ser movil en la direccion de conmutacion de contacto mediante un accionador motorizado o un resorte. Es decir, al menos una de las caras de contacto se puede mover, por ejemplo, mediante un accionador lineal, un accionador de solenoide, un accionador piezoelectrico, o mediante la liberacion de un resorte, por lo cual el rotor y la gondola se pueden conectar electricamente.In order to be able to move the contact faces one in relation to the other, at least one of the contact faces may be movable in the contact switching direction by a motorized actuator or a spring. That is, at least one of the contact faces can be moved, for example, by a linear actuator, a solenoid actuator, a piezoelectric actuator, or by the release of a spring, whereby the rotor and the gondola can be moved. connect electrically

Al menos una de las caras de contacto puede ser una cara anular que forma un elemento con forma de anillo que se extiende en sentido circunferencial alrededor del eje de rotacion. Por lo tanto, se puede lograr que la gondola y el rotor se puedan conectar electricamente en una posicion arbitraria de la al menos una pala, debido a que la otra cara de contacto se puede conectar a lo largo de la totalidad de la circunferencia de la cara anular. Como un ejemplo, la cara de recepcion puede formar una cara anular que se extiende en sentido circunferencial alrededor del eje deAt least one of the contact faces may be an annular face forming a ring-shaped element extending in a circumferential direction about the axis of rotation. Therefore, it can be achieved that the gondola and the rotor can be electrically connected in an arbitrary position of the at least one blade, because the other contact face can be connected along the entire circumference of the ring face. As an example, the receiving face may form an annular face extending in a circumferential direction about the axis of

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rotacion. Cuando el rotor no rota, la cara de entrega, la cual puede ser de un tamano mas pequeno, y la cara de recepcion, se pueden poner en contacto la una con la otra.rotation. When the rotor does not rotate, the delivery face, which may be of a smaller size, and the receiving face, may be brought into contact with one another.

La cara anular se puede ubicar en o sobre el buje. Como una alternativa, la cara anular se puede ubicar en la gondola, por ejemplo, en sentido circunferencial alrededor del eje principal. Por lo tanto, la cara anular se puede disponer en el eje principal, por ejemplo, en combinacion con uniones rotatorias, tales como uniones hidraulicas. Ademas, la cara anular se puede disponer en combinacion con anillos colectores dispuestos, por ejemplo, para necesidades de energfa mas bajas.The annular face can be located in or on the bushing. As an alternative, the annular face can be located in the gondola, for example, circumferentially around the main axis. Therefore, the annular face can be arranged on the main shaft, for example, in combination with rotating unions, such as hydraulic joints. In addition, the annular face can be arranged in combination with collector rings disposed, for example, for lower power requirements.

En una realizacion, la cara anular esta orientada en sentido radial hacia fuera con respecto al eje de rotacion, por lo cual la cara de entrega y la cara de recepcion se pueden poner en contacto la una con la otra al mover al menos una de las caras en una direccion de conmutacion de contacto que es en sentido radial hacia fuera con respecto al eje de rotacion, por ejemplo, mediante extension o contraccion radial de una de las caras de contacto en relacion con la otra.In one embodiment, the annular face is oriented radially outwardly with respect to the axis of rotation, whereby the delivery face and the receiving face can be brought into contact with each other by moving at least one of the faces in a contact switching direction that is radially outwardly with respect to the axis of rotation, for example, by radially extending or contracting one of the contact faces in relation to the other.

En una realizacion alternativa, la cara anular esta orientada en sentido axial a lo largo del eje de rotacion, por lo cual la cara de entrega y la cara de recepcion se pueden poner en contacto la una con la otra al mover al menos una de las caras en una direccion de conmutacion de contacto que es en sentido axial a lo largo del eje de rotacion.In an alternative embodiment, the annular face is oriented axially along the axis of rotation, whereby the delivery face and the receiving face can be brought into contact with each other by moving at least one of the faces in a contact switching direction that is axially along the axis of rotation.

Al menos una de las caras de contacto puede formar al menos una seccion de un cfrculo alrededor del eje de rotacion. La al menos una seccion de un cfrculo se puede adaptar para su contacto con la cara anular que se ha mencionado en lo que antecede. No obstante, como una alternativa a esto, la al menos una seccion se puede adaptar para su contacto con otra cara de contacto la cual tampoco se extiende a lo largo de toda la circunferencia del eje de rotacion.At least one of the contact faces can form at least one section of a circle around the axis of rotation. The at least one section of a circle can be adapted for its contact with the annular face mentioned above. However, as an alternative to this, the at least one section can be adapted for contact with another contact face which also does not extend along the entire circumference of the axis of rotation.

En una realizacion, el numero de conmutadores es igual al numero de palas de turbina eolica. No obstante, se debena entender que puede que sean necesarios menos conmutadores, tal como solo uno. No es necesario que el numero de caras de contacto de recepcion y de caras de contacto de entrega sean iguales. El numero de conmutadores tambien puede ser igual al numero de conectores de fases, de neutro y de masa. Por lo general, de uno a tres conectores de fases y uno de neutro y uno de masa, es decir, un total de tres a cinco conmutadores.In one embodiment, the number of switches is equal to the number of wind turbine blades. However, it should be understood that fewer switches may be necessary, such as only one. It is not necessary that the number of contact faces for reception and contact faces for delivery be the same. The number of switches can also be equal to the number of phase, neutral and ground connectors. Typically, one to three phase connectors and one neutral and one ground, that is, a total of three to five switches.

Con el fin de facilitar el establecimiento de la conexion electrica entre las caras de contacto, al menos una de las caras de contacto puede formar una pista para la otra cara para facilitar un movimiento relativo guiado. Como un ejemplo, una de las caras de contacto puede tener una forma de tipo embudo, proporcionando de ese modo un guiado para la otra de las caras de contacto.In order to facilitate the establishment of the electrical connection between the contact faces, at least one of the contact faces can form a track for the other face to facilitate a guided relative movement. As an example, one of the contact faces may have a funnel-like shape, thereby providing a guidance for the other of the contact faces.

Para facilitar la conexion electrica de las caras de contacto, las caras de contacto pueden formar marcas superficiales coincidentes. Es decir, la forma de una de las caras de contacto puede coincidir con la forma de la otra cara de contacto. Como un ejemplo, ambas de las caras de contacto pueden tener forma ondulada, de tal modo que las crestas de una de las caras de contacto coinciden con los valles de la otra cara de contacto y viceversa. En otra realizacion, una o mas indentaciones formadas en una de las caras de contacto pueden coincidir con uno o mas salientes formados en la otra de las caras de contacto. En una alternativa adicional, una de las caras de contacto puede tener una forma de tipo horquilla con unos dientes los cuales encajan en unas pistas formadas en la otra cara de contacto. Tambien puede ser de aplicacion un numero de otras marcas superficiales coincidentes.To facilitate the electrical connection of the contact faces, the contact faces can form coincident surface marks. That is, the shape of one of the contact faces may coincide with the shape of the other contact face. As an example, both of the contact faces may have a wavy shape, such that the ridges of one of the contact faces coincide with the valleys of the other contact face and vice versa. In another embodiment, one or more indentations formed in one of the contact faces may coincide with one or more projections formed in the other of the contact faces. In a further alternative, one of the contact faces may have a fork-like shape with teeth which fit into tracks formed on the other contact face. A number of other matching surface markings may also be applicable.

Al conformar las caras de contacto de tal modo que estas forman marcas superficiales coincidentes, una de las caras de contacto puede proporcionar al mismo tiempo un guiado para la otra de las caras de contacto, facilitando de ese modo el establecimiento de la conexion electrica entre las caras de contacto.By forming the contact faces in such a way that they form coincident surface markings, one of the contact faces can at the same time provide a guidance for the other of the contact faces, thereby facilitating the establishment of the electrical connection between the two contact faces. contact faces.

Con el fin de asegurar que se detiene el rotor de tal modo que el conmutador se puede conectar y, de ese modo, establecer una conexion electrica entre la gondola y el rotor, la turbina eolica puede comprender una unidad de control responsable de detener la rotacion del rotor en la posicion solicitada. La unidad de control puede controlar el frenado del rotor basandose en, por ejemplo, informacion acerca de la posicion del rotor y, por lo tanto, la posicion del conmutador, la velocidad de rotacion del rotor y/o la deceleracion del rotor, previendo de ese modo una desconexion automatica del rotor.In order to ensure that the rotor is stopped in such a way that the switch can be connected and thereby establish an electrical connection between the gondola and the rotor, the wind turbine can comprise a control unit responsible for stopping the rotation of the rotor in the requested position. The control unit can control the braking of the rotor based on, for example, information about the position of the rotor and, therefore, the position of the switch, the speed of rotation of the rotor and / or the deceleration of the rotor, providing for that way an automatic disconnection of the rotor.

Para limitar el requisito de posicionamiento exacto de las caras de contacto la una en relacion con la otra, al detener la rotacion del rotor antes de cambiar del modo desconectado al modo conectado, puede ser una ventaja si las caras de contacto son de un tamano diferente. Por lo tanto, la mas pequena de las caras de contacto se puede poner en contacto con la mas grande de las caras de conexion a lo largo de un area grande, limitando de ese modo el requisito de posicionamiento.To limit the exact positioning requirement of the contact faces in relation to one another, by stopping the rotation of the rotor before switching from disconnected mode to connected mode, it may be an advantage if the contact faces are of a different size . Therefore, the smallest of the contact faces can be brought into contact with the largest of the connecting faces along a large area, thereby limiting the positioning requirement.

Cuando el rotor no rota, un sensor puede comprobar si el conmutador esta listo para la conexion, por ejemplo, al comprobar que la posicion de la cara de contacto de entrega y la cara de contacto de recepcion la una en relacion con la otra se encuentra dentro de un intervalo de aceptacion predeterminado. Si se puede verificar esto, el conmutador puede cambiar del modo desconectado al modo conectado.When the rotor does not rotate, a sensor can check if the switch is ready for connection, for example, by checking that the position of the delivery contact face and the receiving contact face one in relation to the other is found. within a predetermined acceptance interval. If this can be verified, the switch can change from disconnected mode to connected mode.

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La estructura de suministro electrico se puede adaptar para un suministro de potencia en el intervalo de 10-200 kW. En concreto, la necesidad de energfa en conexion con el deshielo de la al menos una pala de turbina eolica puede requerir un suministro de alta potencia, mientras que, por ejemplo, la necesidad de iluminacion y la necesidad de energfa en relacion con el mantenimiento, por ejemplo, en el buje pueden ser mas bajas.The electrical supply structure can be adapted for a power supply in the range of 10-200 kW. In particular, the need for energy in connection with the melting of the at least one wind turbine blade may require a high power supply, while, for example, the need for lighting and the need for energy in relation to maintenance, for example, in the bushing they may be lower.

El conmutador se puede adaptar para cambiar del modo conectado al modo desconectado basandose en la deteccion de una velocidad de rotacion predeterminada del rotor. Es decir, cuando el rotor comienza a rotar despues de un periodo de reposo, el conmutador puede cambiar de forma automatica del modo conectado al modo desconectado a una velocidad de rotacion predeterminada. Esto tambien puede proporcionar un reglamento de seguridad para la estructura de suministro, debido a que la conmutacion a partir del modo conectado puede tener lugar de forma automatica. No obstante, se debena entender que el cambio del modo conectado al modo desconectado tambien se puede iniciar de forma manual, o de forma automatica mediante el uso de otras senales, tal como una senal que indica que ya no existe una necesidad de energfa en el rotor o en un elemento comprendido en el rotor, por ejemplo, en el buje o en la al menos una pala.The switch can be adapted to change from the mode connected to the disconnected mode based on the detection of a predetermined rotational speed of the rotor. That is, when the rotor begins to rotate after a period of rest, the switch can automatically change from the mode connected to the disconnected mode to a predetermined rotation speed. This can also provide a security regulation for the supply structure, since the switching from the connected mode can take place automatically. However, it should be understood that changing the mode connected to the disconnected mode can also be initiated manually, or automatically by the use of other signals, such as a signal indicating that there is no longer a need for power in the rotor or an element comprised in the rotor, for example, in the bushing or in the at least one blade.

Breve descripcion de los dibujosBrief description of the drawings

A continuacion se describiran adicionalmente realizaciones de la invencion con referencia a los dibujos, en los que:In the following, embodiments of the invention will be further described with reference to the drawings, in which:

la figura 1 ilustra partes de una realizacion de la invencion, en la que una de las caras de contacto es una cara anular,Figure 1 illustrates parts of an embodiment of the invention, in which one of the contact faces is an annular face,

la figura 2 ilustra partes de una realizacion alternativa de la invencion, en la que una de las caras de contacto forma al menos un segmento de un drculo, yFigure 2 illustrates parts of an alternative embodiment of the invention, wherein one of the contact faces forms at least one segment of a circle, and

la figura 3 ilustra partes de una tercera realizacion de la invencion, en la que ambas de las caras de contacto estan ubicadas en la gondola.Figure 3 illustrates parts of a third embodiment of the invention, in which both of the contact faces are located in the gondola.

Descripcion detallada de los dibujosDetailed description of the drawings

Se debena entender que la descripcion detallada y ejemplos espedficos, pese a que indican realizaciones de la invencion, se dan solo a modo de ilustracion, debido a que diversos cambios y modificaciones dentro del espmtu y el alcance de la invencion seran evidentes a los expertos en la materia a partir de esta descripcion detallada.It should be understood that the detailed description and specific examples, while indicating embodiments of the invention, are given by way of illustration only, since various changes and modifications within the spirit and scope of the invention will be apparent to those skilled in the art. the matter from this detailed description.

La figura 1 ilustra partes de una turbina eolica 1. La turbina eolica 1 (ilustrada parcialmente) comprende una gondola 2, un rotor 3 que comprende tres palas (no mostradas) fijadas a un buje 4. El rotor 3 esta conectado de forma rotatoria con la gondola 2 alrededor de un eje de rotacion (no mostrado). Las tres palas estan fijadas a cada uno de sus bridas de pala 5.Figure 1 illustrates parts of a wind turbine 1. The wind turbine 1 (partially illustrated) comprises a gondola 2, a rotor 3 comprising three blades (not shown) fixed to a bushing 4. The rotor 3 is connected in a rotary manner with the gondola 2 around an axis of rotation (not shown). The three blades are fixed to each of their shovel flanges 5.

La turbina eolica comprende ademas una estructura de suministro electrico para suministrar energfa electrica de la gondola 2 al rotor 3. La estructura de suministro comprende un conmutador 6, 7 que tiene un modo conectado en el que la gondola 2 y el rotor 3 estan electricamente conectados, y un modo desconectado en el que la gondola 2 y el rotor 3 estan electricamente desconectados.The wind turbine further comprises an electrical supply structure for supplying electrical power from the gondola 2 to the rotor 3. The supply structure comprises a switch 6, 7 having a connected mode in which the gondola 2 and the rotor 3 are electrically connected , and a disconnected mode in which the gondola 2 and the rotor 3 are electrically disconnected.

El conmutador 6, 7 esta adaptado para cambiar del modo desconectado al modo conectado cuando el rotor 3 no rota.The switch 6, 7 is adapted to change from the disconnected mode to the connected mode when the rotor 3 does not rotate.

Mediante la provision a la estructura de suministro de un conmutador 6, 7 para la conexion y desconexion de la conexion electrica entre la gondola 2 y el rotor 3, se puede disminuir el desgaste de la estructura de suministro para suministrar energfa electrica de la gondola al rotor, debido a que es posible establecer la conexion electrica solo cuando sea necesario.By provisioning to the supply structure of a switch 6, 7 for the connection and disconnection of the electrical connection between the gondola 2 and the rotor 3, the wear of the supply structure for supplying electrical power to the gondola can be reduced. rotor, because it is possible to establish the electrical connection only when necessary.

Tal como se ilustra en la figura 1, el conmutador 6, 7 comprende una cara de contacto de entrega 7 y una cara de contacto de recepcion 6. La cara de contacto de recepcion 6 sigue la rotacion del rotor 3 de tal modo que, en el modo desconectado, la cara de contacto de recepcion 6 rota con el rotor, debido a que la cara de contacto de recepcion 6 esta fijada ngidamente al buje 4. Cuando el rotor 3 no rota, la cara de contacto de recepcion tampoco rota, posibilitando de ese modo un cambio del modo desconectado al modo conectado del conmutador 6, 7.As illustrated in Figure 1, the switch 6, 7 comprises a delivery contact face 7 and a receiving contact face 6. The receiving contact face 6 follows the rotation of the rotor 3 in such a way that, in the disconnected mode, the receiving contact face 6 rotates with the rotor, because the receiving contact face 6 is fixed rigidly to the hub 4. When the rotor 3 does not rotate, the receiving contact face also does not rotate, enabling in that way a change from the disconnected mode to the connected mode of the switch 6, 7.

Las caras de contacto 6, 7 son moviles la una en relacion con la otra en una direccion de conmutacion de contacto, por lo cual las caras se pueden poner en contacto la una con la otra o separarse la una de la otra. En la realizacion ilustrada, solo la cara de contacto de entrega 7 es movil. Esto se logra al fijar ngidamente la cara de contacto de recepcion 6 al buje 4 y al fijar la cara de contacto de entrega 7 de forma movil a la gondola 2. La direccion de conmutacion de contacto es en sentido axial a lo largo del eje de rotacion, debido a que las caras de contacto 6, 7 se ponen en contacto la una con la otra y se separan la una de la otra al mover la cara de contacto de entrega a lo largo del eje de rotacion.The contact faces 6, 7 are movable relative to one another in a contact switching direction, whereby the faces can be brought into contact with one another or separated from one another. In the illustrated embodiment, only the delivery contact face 7 is mobile. This is achieved by firmly fixing the receiving contact face 6 to the hub 4 and by attaching the delivery contact face 7 movably to the gondola 2. The contact switching direction is axially along the axis of the contact. rotation, because the contact faces 6, 7 come into contact with one another and separate from each other as the delivery contact face is moved along the axis of rotation.

La cara de contacto de entrega 7 es movil en la direccion de conmutacion de contacto mediante un accionador lineal motorizado 8. El accionador 8 esta fijado a la gondola 2 mediante el uso de una escuadra de union 9.The delivery contact face 7 is movable in the contact switching direction by a motorized linear actuator 8. The actuator 8 is fixed to the gondola 2 by the use of a joint bracket 9.

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

45Four. Five

50fifty

5555

6060

6565

La cara de contacto de recepcion 6 es una cara anular que forma un elemento con forma de anillo que se extiende en sentido circunferencial alrededor del eje de rotacion. Por lo tanto, se logra que la gondola 2 y el rotor 3 se puedan conectar electricamente en una posicion arbitraria del rotor 3 y, por lo tanto, la al menos una pala, debido a que la cara de contacto de entrega 7 se puede conectar a lo largo de la totalidad de la circunferencia de la cara anular 6. La cara anular 6 esta ubicada en el buje 4.The receiving contact face 6 is an annular face forming a ring-shaped element extending in a circumferential direction about the axis of rotation. Therefore, it is achieved that the gondola 2 and the rotor 3 can be connected electrically in an arbitrary position of the rotor 3 and, therefore, the at least one blade, because the delivery contact face 7 can be connected along the entire circumference of the annular face 6. The annular face 6 is located in the hub 4.

La cara anular 6 esta orientada en sentido axial a lo largo del eje de rotacion, por lo cual la cara de contacto de entrega 7 y la cara de contacto de recepcion 6 se pueden poner en contacto la una con la otra al mover la cara de contacto de entrega 7 en la direccion de conmutacion de contacto que es en sentido axial a lo largo del eje de rotacion mediante extension radial del accionador lineal 8.The annular face 6 is oriented axially along the axis of rotation, whereby the delivery contact face 7 and the contact contact face 6 can be brought into contact with each other by moving the face of delivery contact 7 in the contact switching direction which is in the axial direction along the axis of rotation by radial extension of the linear actuator 8.

Para facilitar la conexion electrica de las caras de contacto 6, 7, las caras de contacto forman marcas superficiales coincidentes. Es decir, la forma de la cara de contacto de entrega 7 coincide con la forma de la cara de contacto de recepcion 6. En la realizacion ilustrada, esto se logra mediante una cara de contacto de entrega 7 que tiene una forma de tipo horquilla con unos dientes 10 los cuales encajan en unas pistas 11 formadas en la cara de contacto de recepcion 6.To facilitate the electrical connection of the contact faces 6, 7, the contact faces form coincident surface marks. That is, the shape of the delivery contact face 7 matches the shape of the receiving contact face 6. In the illustrated embodiment, this is achieved by a delivery contact face 7 having a fork-like shape with teeth 10 which fit into tracks 11 formed on the receiving contact face 6.

Al conformar las caras de contacto 6, 7 de tal modo que estas forman marcas superficiales coincidentes, la cara de contacto de recepcion 6 al mismo tiempo proporciona un guiado para la cara de contacto de entrega 7 debido a que los dientes 10 encajan en las pistas 11, facilitando de ese modo el establecimiento de la conexion electrica entre las caras de contacto 6, 7.By forming the contact faces 6, 7 in such a way that they form matching surface markings, the receiving contact face 6 at the same time provides guidance for the delivery contact face 7 because the teeth 10 fit into the tracks 11, thereby facilitating the establishment of the electrical connection between the contact faces 6, 7.

Para limitar el requisito de posicionamiento exacto de las caras de contacto 6, 7 la una en relacion con la otra, al detener la rotacion del rotor 3 antes de cambiar del modo desconectado al modo conectado, las caras de contacto se fabrican de forma ventajosa de tal modo que estas son de un tamano diferente. Por lo tanto, la mas pequena de las caras de contacto, es decir, la cara de contacto de entrega 7, se puede poner en contacto con la mas grande de las caras de conexion, es decir, la cara de contacto de recepcion 6, a lo largo de un area mas grande, limitando de ese modo el requisito de posicionamiento. En la realizacion ilustrada, la cara de contacto de entrega 7 se puede poner en contacto con la cara de contacto de recepcion 6 en una posicion arbitraria debido a la forma de anillo de la misma.In order to limit the exact positioning requirement of the contact faces 6, 7 in relation to one another, by stopping the rotation of the rotor 3 before switching from the disconnected mode to the connected mode, the contact faces are advantageously manufactured from so that these are of a different size. Therefore, the smallest of the contact faces, that is, the delivery contact face 7, can be brought into contact with the largest of the connection faces, that is, the contact face of reception 6, along a larger area, thereby limiting the positioning requirement. In the illustrated embodiment, the delivery contact face 7 may be brought into contact with the receiving contact face 6 in an arbitrary position due to the ring shape thereof.

La figura 2 ilustra partes de una realizacion alternativa de la invencion. La turbina eolica 101 (ilustrada parcialmente) comprende una gondola 102 y un rotor 103 que comprende tres palas (no mostradas) fijadas a un buje 104. El rotor 103 esta conectado de forma rotatoria con la gondola 102 alrededor de un eje de rotacion (no mostrado). Las tres palas estan fijadas a cada uno de sus bridas de pala 105.Figure 2 illustrates parts of an alternative embodiment of the invention. The wind turbine 101 (partially illustrated) comprises a gondola 102 and a rotor 103 comprising three blades (not shown) attached to a bushing 104. The rotor 103 is rotatably connected to the gondola 102 about an axis of rotation (not shown). The three blades are fixed to each of their shovel flanges 105.

La turbina eolica 101 comprende ademas una estructura de suministro electrico para suministrar energfa electrica de la gondola 102 al rotor 103. La estructura de suministro comprende un conmutador 106, 107 que tiene un modo conectado en el que la gondola 102 y el rotor 103 estan electricamente conectados, y un modo desconectado en el que la gondola 102 y el rotor 103 estan electricamente desconectados.The wind turbine 101 further comprises an electrical supply structure for supplying electrical power from the gondola 102 to the rotor 103. The supply structure comprises a switch 106, 107 having a connected mode in which the gondola 102 and the rotor 103 are electrically connected, and a disconnected mode in which the gondola 102 and the rotor 103 are electrically disconnected.

El conmutador 106, 107 esta adaptado para cambiar del modo desconectado al modo conectado cuando el rotor 103 no rota. Por lo tanto, la realizacion de la figura 2 es similar a la turbina eolica 1 ilustrada en la figura 1.The switch 106, 107 is adapted to change from the disconnected mode to the connected mode when the rotor 103 does not rotate. Therefore, the embodiment of Figure 2 is similar to the wind turbine 1 illustrated in Figure 1.

No obstante, la cara de contacto de recepcion 106 forma una seccion de un cfrculo alrededor del eje de rotacion. La seccion de un cfrculo se puede adaptar para su contacto con la cara de contacto de entrega 107 que es identica a la cara de contacto de entrega 7 de la realizacion de la figura 1.However, the receiving contact face 106 forms a section of a circle around the axis of rotation. The section of a circle can be adapted for its contact with the delivery contact face 107 which is identical to the delivery contact face 7 of the embodiment of Figure 1.

Debido a que las caras de contacto 106, 107 son de un tamano diferente, la mas pequena de las caras de contacto, es decir, la cara de contacto de entrega 107, se puede poner en contacto con la mas grande de las caras de conexion, es decir, la cara de contacto de recepcion 106, a lo largo de un area mas grande, limitando de ese modo el requisito de posicionamiento de la cara de contacto de entrega 107 y, por lo tanto, el rotor 103 al detener el rotor antes de cambiar del modo desconectado al modo conectado.Because the contact faces 106, 107 are of a different size, the smallest of the contact faces, i.e. the delivery contact face 107, can be brought into contact with the largest of the connecting faces. , that is, the receiving contact face 106, over a larger area, thereby limiting the positioning requirement of the delivery contact face 107 and, therefore, the rotor 103 when stopping the rotor before switching from disconnected mode to connected mode.

La figura 3 es una seccion transversal a traves de partes de una realizacion alternativa adicional de la invencion. La turbina eolica 201 (ilustrada parcialmente) comprende una gondola (no mostrada), un rotor 203 que comprende tres palas (no mostradas) fijadas a un buje 204. El rotor 203 esta conectado de forma rotatoria con la gondola alrededor de un eje de rotacion (no mostrado). Las tres palas estan fijadas a cada uno de sus bridas de pala 205.Figure 3 is a cross section through parts of a further alternative embodiment of the invention. The wind turbine 201 (partially illustrated) comprises a gondola (not shown), a rotor 203 comprising three blades (not shown) attached to a bushing 204. The rotor 203 is rotatably connected to the gondola about an axis of rotation (not shown). The three blades are fixed to each of their shovel flanges 205.

La turbina eolica 201 comprende ademas una estructura de suministro electrico para suministrar energfa electrica de la gondola al rotor 203. La estructura de suministro comprende un conmutador 206, 207 que tiene un modo conectado en el que la gondola y el rotor 203 estan electricamente conectados, y un modo desconectado en el que la gondola y el rotor 203 estan electricamente desconectados.The wind turbine 201 further comprises an electrical supply structure for supplying electrical power from the gondola to the rotor 203. The supply structure comprises a switch 206, 207 having a connected mode in which the gondola and the rotor 203 are electrically connected, and a disconnected mode in which the gondola and the rotor 203 are electrically disconnected.

El conmutador 206, 207 esta adaptado para cambiar del modo desconectado al modo conectado cuando el rotor 203 no rota. El conmutador 206, 207 comprende una cara de contacto de entrega 207 y una cara de contacto deSwitch 206, 207 is adapted to change from disconnected mode to connected mode when rotor 203 does not rotate. The switch 206, 207 comprises a delivery contact face 207 and a contact face of

recepcion 206. En la presente realizacion, tanto la cara de contacto de recepcion 206 como la cara de contacto de entrega 207 estan ubicadas en la gondola junto al alojamiento de engranajes 212. La cara de contacto de recepcion 206 sigue la rotacion del rotor 203, debido a que la cara de contacto de recepcion 206 esta formada como un anillo colector que esta fijado al eje principal el cual forma parte del rotor, de tal modo que, en el modo desconectado, la 5 cara de contacto de recepcion 206 rota con el rotor, debido a que la cara de contacto de recepcion 206 esta fijadareception 206. In the present embodiment, both the contact contact face 206 and the delivery contact face 207 are located in the gondola next to the gear housing 212. The contact contact face 206 follows the rotation of the rotor 203, because the receiving contact face 206 is formed as a collector ring which is fixed to the main shaft which forms part of the rotor, such that, in the disconnected mode, the receiving contact face 206 rotates with the rotor, because the receiving contact face 206 is fixed

ngidamente al eje principal. Cuando el rotor 203 no rota, la cara de contacto de recepcion tampoco rota, posibilitando de ese modo un cambio del modo desconectado al modo conectado del conmutador 206, 207.Nimbly to the main axis. When the rotor 203 does not rotate, the receiving contact face also does not rotate, thereby enabling a change from the disconnected mode to the connected mode of the switch 206, 207.

Las caras de contacto 206, 207 son moviles la una en relacion con la otra en una direccion de conmutacion de 10 contacto, por lo cual las caras se pueden poner en contacto la una con la otra o separarse la una de la otra. En laThe contact faces 206, 207 are movable relative to one another in a contact switching direction, whereby the faces can be brought into contact with each other or separated from one another. In the

realizacion ilustrada, solo la cara de contacto de entrega 207 es movil en la direccion de conmutacion de contacto. Esto se logra al fijar ngidamente la cara de contacto de recepcion 206 al eje principal y al fijar la cara de contacto de entrega 207 de forma movil a la gondola. La direccion de conmutacion de contacto es en sentido radial hacia fuera con respecto al eje de rotacion, debido a que las caras de contacto 206, 207 se ponen en contacto la una con la otra 15 y se separan la una de la otra al mover la cara de contacto de entrega 207 en sentido radial con respecto al eje deillustrated embodiment, only the delivery contact face 207 is movable in the contact switching direction. This is achieved by firmly fixing the receiving contact face 206 to the main shaft and by attaching the delivery contact face 207 movably to the gondola. The contact switching direction is radially outward with respect to the axis of rotation, because the contact faces 206, 207 come into contact with each other 15 and separate from each other when moving the delivery contact face 207 radially with respect to the axis of

rotacion.rotation.

La cara de contacto de entrega 207 se mueve mediante un accionador lineal (no mostrado).The delivery contact face 207 is moved by a linear actuator (not shown).

20 Se entrega energfa al buje 204, por ejemplo, para el deshielo de la al menos una pala, para calentamiento del buje, para iluminacion en el buje, para necesidades de mantenimiento, etc. mediante el cable 213.20 Energy is delivered to the bushing 204, for example, for the defrosting of the at least one blade, for heating the bushing, for illumination in the bushing, for maintenance needs, etc. through the cable 213.

Claims

5

10

fifteen

twenty

25

30

35

40

Four. Five

fifty

55

60

65

1. A wind turbine comprising:

- a gondola (2),

- a rotor (3) comprising at least one blade fixed to a bushing, the rotor being rotatably connected to the gondola about an axis of rotation, and

- an electrical supply structure for supplying electric power from the gondola to the rotor,

wherein the supply structure comprises a switch (6, 7) having a connected mode in which the gondola (2) and the rotor (3) are electrically connected, and a disconnected mode in which the gondola and the rotor they are electrically disconnected, and

wherein the switch (6, 7) is adapted to change from the disconnected mode to the connected mode when the rotor (3) does not rotate.

2. A wind turbine according to claim 1, adapted to detect a need for electrical energy in the rotor and to change from disconnected mode to connected mode based on a detected need.

3. A wind turbine according to claim 2, further comprising a defrosting structure that requires electrical energy to defrost the at least one blade.

A wind turbine according to any one of the preceding claims, wherein the switch comprises a delivery contact face and a contact face of reception, following the contact face receiving the rotation of the rotor in such a way that the contact faces become movable in a rotating fashion in relation to each other.

5. A wind turbine according to claim 4, wherein the contact faces are movable relative to each other in a contact switching direction, whereby the faces are brought into contact or separated.

6. A wind turbine according to claim 5, wherein the contact switching direction is radially outward with respect to the axis of rotation.

7. A wind turbine according to claim 5, wherein the contact switching direction is in the axial direction along the axis of rotation.

A wind turbine according to any of claims 5-7, wherein at least one of the contact faces is movable in the direction of contact switching by a motorized actuator or a spring.

9. A wind turbine according to any of claims 4-8, wherein at least one of the contact faces is an annular face forming a ring-shaped element extending in a circumferential direction about the axis of rotation .

10. A wind turbine according to claim 9, wherein the annular face is oriented radially outward with respect to the axis of rotation.

11. A wind turbine according to claim 9, wherein the annular face is oriented axially along the axis of rotation.

12. A wind turbine according to any of claims 4-11, wherein at least one of the contact faces forms at least one section of a circle around the axis of rotation.

13. A wind turbine according to any of claims 4-12, wherein at least one of the contact faces forms a track for the other face to facilitate a guided relative movement.

14. A wind turbine according to any of claims 4-13, wherein the faces are of a different size.

15. A wind turbine according to any of the preceding claims, wherein the switch is adapted to change from the mode connected to the disconnected mode based on the detection of a predetermined rotational speed of the rotor.